osnovnye_voprosy_33__33__33

1 ВОПРОС Геодезия -- (греч) землеразделение. Геодезия -- наука, изучающая форму и размеры Земли, а также отдельных участков её поверхности. В геодезии разрабатывают различные методы и средства измерений для решения различных научных и практических задач,связанных с определением формы и размеров Земли, изображения всей или отдельных частей её на планах и картах, выпол нения работ, необходимых для решения различных поизводственно-технических и оборонных задач. В геодезии применяют приемущественно линейные и угловые измерения. В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд научных и научно-технических дисциплин: высшую геодезию, топографию, фотогеометрию, картографию и инженерную (прикладную) геодезию. Высшая геодезия -- наука изучающая методы определения фигуры, размера и внешнего гравитационного поля Земли, деформацию земной коры и определение координат точек в единой системе координат. Топография -- научная дисциплина, занимающаяся съёмкой земной поверхности и разработкой способов изображения этой поверхности на плоскости. Топографическими съёмками называются практические работы по созданию оригинала топографического плана. Картография владеет методами составления и издания карт. Аэрофотосъёмка изучает использование летательных аппаратов и различной съёмочной техники для съёмок земли с самолета и из космоса. Маркшейдерское дело (маркшейдерия) -- геодезические работы в горных выработках и на земной поверхности с целью изображения на планах и разрезах геологических образований, шахт, токелей и др. подземных коммуникаций. Морская геодезия развивает методы геод. работ по картографированию морского дна и изучению природных ресурсов континентального шельфа. Инж. геодезия рассматривает геодез работы, выполняемые при изысканиях проектировании в строительстве и эксплуатации инж. сооружений. Практические задачи:1. Определение положения отдельных точек земной поверхности.2. Составление карт и планов местности.3. Выполнение измерений на земной поверхности и под землёй, необходимых для проектирования и стоительства инженерных сооружений.

2 ВОПРОС При составлении топографических планов небольших участков земной поверхности (20-30км) кривизна Земли и сферический избыток угловой не учитываеться. Следовательно, этот участок земной поверхности можно называть плоскостью. За плоскость можно принимать участок земной поверхности с радиусом около 20-30 км.

3 ВОПРОС Первоначальное представление о фигуре З. — шар (Пифагор). З., вращаясь вокруг оси, имеет сжатие, форму, близкую к эллипсоиду. Ур-ная пов-сть — выпуклая линия, в каждой точке к-рой направление силы тяж. перпенд-но к этой ур-ной пов-сти (напр-е силы тяж. — отвесная линия). Пов-сть Геоида — ур-ная пов-сть, совпадающая с пов-стью морей и океанов в спокойном их состоянии и мысленно продолженная под материками. Земной эллипсоид — элл., харак-щий форму и размеры З. вообще. Референц-элл. — земной элл., к-рый принят для обработки геод. изм. и уст-я системы геод. координат (реф.-элл. Красовского) (а=6 378 245 м, α=(а-b)/а=1/298,3, b= 6 356 863 м, где а и b - большая и малая полуоси элл., α — полярное сжатие. За фигуру Земли принимают геоид. Геоид — фигура ограниченная уровневой поверхностью совпадающей с поверхностью Мирового океана в состоянии полного покоя и мысленно продолженной под материками. Поверхность геоида отличается от физической поверхности Земли. Поверхность геоида в каждой ее точке перпендикулярна направлению отвесной линии. Геоид сложная фигура, поэтому перешли от него к поверхности эллипсоида вращения. R-земли - ~6371 км, 1 градус на экваторе = 111 км, 1’=1 морской миле 18 км.

4 ВОПРОС Систему плоских прямоугольных координат образуют две взаимноперпендикулярные прямые линии, называемые осями координат; точка их пересечения называется началом или нулем системы координат. Ось абсцисс - OX, ось ординат - OY. Существуют две системы прямоугольных координат: левая и правая. В геодезии чаще применяется левая система (рис.1.4-а). По ложение точки в прямоугольной системе однозначно определяется двумя координатами X и Y; координата X выражает расстояние точки от оси ОY, координата Y - расстояние от оси OY. Значения координат бывают положительные (со знаком " + " ) и отрицательные (со знаком " - ") в зависимости от того, в какой четверти (квадранте) находится искомая точка. Система плоских прямоугольных координат Гаусса-Крюгера Данную систему координат используют при крупно­масштабном изображении значительных частей земной поверхности на плоскости, следовательно, и, при решении большинства задач, связанных с проектированием стро­ительных комплексов. Поверхность разбивают меридианами на зоны широты 3 или 6 градусов по долготе. Земной шар вписывают цилиндр так, чтобы плоскость экватора совместилась с осью цилиндра. Каждая зона из центра Земли проецируется на боковую поверхность цилиндра. После проектирования боковую поверхность цилиндра разворачивают в плоскость, разрезав её по образующим, проходящим через земные полюса. На полученном изображении средние меридианы зон и экватор-прямые линии, остальные меридианы и параллели-кривые.

5 ВОПРОС Если ориентирный угол отсчитываеться от исходной линий , принятой за осевой мередиан, то этот ориентирный угол наз дирекционным. Румб – острый горизонтальный угол, отсчитываемый от ближайшего направления мередиана (с или ю) до данной линии. Азиут – угол, отсчитываемый от северного направления мередиана, по ходу часовой стрелки, проходящего через данную точку, до направления из этой точки на предмет. Связь дирекционного угла и румба . А-азимут, r-румб. а-дирр. 1)r(CB)=a 2)r(ЮВ)=180-a 3)r(ЮЗ)=180+а 4)r(CЗ)=360-a.

6 ВОПРОС Масштаб - отношение длины отрезков на планах или картах к горизонтальному проложению этого отрезка на местности. Масштабы бывают: а) численный (в виде дроби), б) линейный (в виде линии), в) поперечный, позволяющий строить на чертежной бумаге с помощью измерителя и масштабной линейки отрезки с погрешностью равной 0,1 мм.

Под точностью масштаба понимают отрезок на местности соответствующий минимальному расстоянию на плане в 0,1 мм. Например, точность масштаба 1:500 соответствует 0.05м.

7 ВОПРОС Топографический план - это уменьшенная ортогональная проекция местности на горизонтальную плоскость.

Картой называется построенное в картографической проекции с учетом кривизны Земли, уменьшенное, обобщенное изображение Земли или отдельных ее частей.

Сетка прямоугольных координат (прямоугольная сетка) – стандартная система взаимно перпендикулярных линий, проведенных через равные расстояния, например через определенное число километров (отсюда название – километровая сетка или сетка километровых квадратов). На топографических картах масштаба 1:200000 шаг сетки - 4 км, на 1:100000 - 2 км. Обычно эта сетка наносится на топографические карты и планы, ее вертикальные линии идут параллельно осевому меридиану зоны (оси абсцисс), а горизонтальные – параллельно экватору (оси ординат). Географические координаты представляют собой угловые величины - широту и долготу, которые определяют положение точек на земной поверхности относительно экватора и меридиана, принятого за начальный. Географическая широта - это угол, образованный плоскостью экватора и отвесной линией в данной точке земной поверхности. Величина угла показывает, насколько та или иная точка на земном шаре севернее или южнее экватора. Если точка расположена в Северном полушарии, то ее широта называется северной, а если в Южном полушарии - южной. На рисунке видно, что угол B соответствует широте точки М. Широта точек, расположенных на экваторе, равна 0°, а находящихся на полюсах (Северном и Южном) - 90°. Географическая долгота - угол, образованный плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку. За начальный принят меридиан, проходящий через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (близ Лондона). Все точки на земном шаре, расположенные к востоку от начального (Гринвичского) меридиана до меридиана 180°, имеют восточную, а к западу - западную долготу. Следовательно, угол L является восточной долготой точки М. Известно, что сторонами рамок листов топографических карт являются меридианы и параллели. Географические координаты углов рамок подписываются на каждом листе карты. Для определения по карте географических координат точек местности на каждом ее листе наносится дополнительная рамка с делениями через одну минуту. Каждое минутное деление разбито точками на шесть равных отрезков через 10". Чтобы определить географические координаты какой-либо точки надо определить ее положение относительно минутных и секундных делений по широте и долготе.

8 ВОПРОС Под рельефом местности понимают совокупность неровностей земной поверхности.На топографических планах рельеф изображется горизонталями (0,1-0,15мм) кривыми. Расстояние между соседними горизонталями по высоте называется сечением рельефа. В плане золожением для большей выразительности рельефа каждая 4-я четная по высоте 5м(сечения через 0,5) иля 5-я кратная высоте h=1м горизонталь утолщается и проводится t=0,25мм и в разрыве подписывается ее высотаю, снованием цифры в сторону понижения рельефа.Направление ската склона обозначается берх-штрихами – черточками длина чрточки 0,5мм.Для указания высот горизонталей их отметки подписывают в разрывах утолщенных 0,25мм горизонталей распологая основание цифр вниз по рельефу.Различают следующие формы рельефа:1). гора-куплообразная возвышенность (выше 200м)

2).Котловина (чашеобразное углубление)

3). Хребет – возвышенность вытянутой формы с постепенным понижением имеет водораздельную линию

4). Лощина – вытянутое углубление местности постепенно понижающиеся. Имеет водозборнную линию

5). Седоловина – понижение местности между соседними возвышенностями

9 ВОПРОС Крутизна скатов.О крутизне ската можно судить по величине заложений на карте. Чем меньше заложение (расстояние между горизонталями), тем круче скат. Для характеристики крутизны ската на местности используют угол наклона u (рис. 12.б). Чем больше угол наклона, тем круче скат. Другой характеристикой крутизны служит уклон. Уклоном линии местности называют отношение превышения к горизонтальному проложению i=h/d=tgu. Из формулы следует, что уклон безразмерная величина. Его выражают в процентах % (сотых долях) или в про­милле %₀ (тысячных долях). График заложения предназначен для определения крутизны скатов. TgV=h/d; d=h/tgv; h-высота сечения

10 ВОПРОС Под местной системой координат понимается условная система координат, устанавливаемая в отношении ограниченной территории, не превышающей территорию субъекта Российской Федерации, начало отсчета координат и ориентировка осей координат которой смещены по отношению к началу отсчета координат и ориентировке осей координат единой государственной системы координат, используемой при осуществлении геодезических и картографических работ. Местные системы координат устанавливаются для проведения геодезических и топографических работ при инженерных изысканиях, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений, межевании земель, ведении кадастров и осуществлении иных специальных работ. Строительная система координат - это условная система представления координат <...> в виде строительной геодезической сетки. Система имеет смещение и разворот относительно основной системы координат, область действия ограничивается площадкой проектирования. Начало координат выбирается так, чтобы все пункты имели положительные координаты, поэтому обычно за начало координат принимают юго-западный угол строительной сетки. Также на локальных участках работ (стройплощадках) может использоваться условная система высот, где начало отсчёта − прочно укреплённый репер.

11. Прямая геодезическая задачи

Прямая

Дано: X_A, Y_A, _AB, d_AВ

Определить: X_B, Y_B

Рис.11. Прямая и обратная геодезические задачи

Решение:

X_B=X_A+d_AB^. cos _AB=X_A+X,

Y_B=Y_A+d_AB^. sin _AB=Y_A+Y,

где X и Y - приращения координат, т.е. проекции горизонтального проложения на соответствующие оси координат.

Контроль вычислений координат выполняют по формуле

12). Обратная геодезическая задача

Дано: X_A, Y_A, X_B, Y_B.

Определить: _AB, d_AB.

Решение:

_AB - r = arctg (Y/X),

Контроль: d ^. cos  + X_A = X_B,

d ^. sin  + Y_B = Y_B.

Примеры:

1. Определите координаты точки В, если X_A=Y_A=100м, _AB=315 , d_AB=100м (sin 315 = -0,70711, cos 315 =0,70711).

Решение: X_B=X_A+d_AB ^. cos_AB=170,71 м,

Y_B=Y_A+d_AB ^. sin _AB= 29,29 м.

2. Определите дирекционный угол направления ВС и горизонтальное проложение ВС, если XВ=YВ=1000м, XС=1100м, YС=900м.

Решение:

_ВС r_ВС=arctg{(Y_C-Y_B)/(X_C-X_B)}=45 СЗ,

_ВС=360 -45 =315 ,

13 ВОПРОС Зрительная труба предназначена для высокоточного наведения на удаленные предметы и точки (визирные цели) при работе с нивелиром. . Состоит из следующих основных частей: объектива1, окуляра2, фокусирующей линзы3, сетки нитей4, кремальеры5 (винта, перемещающего фокусирующую линзу внутри трубы), металлического корпуса6. Подготовка зрительной трубы для наблюдений выполняется в следующей последовательности:

а) установка зрительной трубы "по глазу" - вращением окуляра (от –5 до +5 диоптрий) до получения четкого изображения сетки нитей;

б) установка зрительной трубы по предмету (визирной цели) - вращением кремальеры до четкого изображения визирной цели;

в) устранение параллакса, возникающего в тех случаях, когда изображение предмета не совпадает с плоскостью сетки нитей и при перемещении глаза относительно окуляра точка пересечения нитей будет проецироваться на различные точки наблюдаемого предмета. Параллакс сетки нитей устраняется небольшим поворотом кремальеры.

14 ВОПРОС Цилиндрический уровень представляет стеклянную трубку, верхняя внутренняя поверхность которой отшлифована по дуге определенного радиуса (от 3,5 до 80 м). Трубка помещается в металлическую оправу. Для регулировки уровень снабжен исправительным винтом. На наружной поверх-

ности трубки нанесены штрихи. Расстояние между штрихами должно быть 2 мм. Точка в средней части ампулы называется нульпунктом уровня.

Линия касательная к внутренней поверхности уровня в его нультпункте называется осью уровня. Круглый уровень представляет собой стеклянную ампулу, отшлифованную по внутренней сферической поверхности определенного радиуса. За нуль-пункт круглого уровня принимается центр окружности. Осью кругового уровня является нормаль проходящая через нульпункт, перпендикулярно к плоскости, касательной к внутренней поверхности уровня в его центре.

Для более точного приведения пузырька в нуль-пункт применяются контактные уровни.

15 ВОПРОС Поверка сетки нитей. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира, то есть быть горизонтальной. Эта поверка выполняется так: поставить рейку в 30 м от нивелира; навести трубу на рейку; установить изображение рейки в центре сетки нитей; элевационным винтом привести пузырёк уровня в нульпункт; взять отсчёт по рейке bo; наводящим винтом трубы сместить изображение рейки влево, затем вправо; оба раза взять отсчёты по горизонтальной нити bл и bп соответственно. Если отсчёты bл и bп отличаются от bo более, чем на 1 мм, сетку нитей нужно развернуть; эту операцию можно выполнять только в присутствии преподавателя. Для исключения влияния наклона горизонтальной нити нужно всегда устанавливать изображение рейки точно в центре сетки нитей. Кроме поверок для нивелира и реек выполняют некоторые исследования.

16 ВОПРОС Виды погрешности: 1-По источнику происхождения : а) инструментальные(приборные) – исключаются поверкой, исследованиями, методичками. Б) условия внешней среды (температура, влажность, давление) – учитывается в виде поправок. В) личные ошибки наблюдателя 2. По характеру действия: а) грубые (выбраковываются контрольным избыточным измерением) б) Систематические (те ошибки, которые имеют одинаковые значения и одинаковый знак, Т, угол наклона местности. В) Случайные (маленькие ошибки, которые имеют разные знаки и величину и подчиняются нормальному закону распределения).Вероятнейшее значения результата измерений равно среднеарифметичекому результату измерений

17 ВОПРОС Свойства случайных ошибок: 1-при данных условиях измерений случайные ошибки не могут превышать по абсолютной величине предел – иначе они переходят в разряд грубых ошибок. 2- чем больше абсолютная величина случайной ошибки, тем она реже встречается в данном ряду измерений. 3-появление случайной ошибки со знаком + или – должно быть равновероятно. 4- среднее арифметическое случайных ошибок при неограниченном количестве измерений стремиться к нулю.

18 ВОПРОС Вероятнейшее значение измерения из n-колличества измерений. При большем колличестве (n) измерений среднее арифметическое всех измерений будет стремиться к истинному, наиболее точному значению. Cредняя квадратическая ошибка арифметической середины находиться по формуле Бесселя:

19 ВОПРОС Дальномерами называются геодезические приборы, с помощью которых расстояние между двумя точками измеряют косвенным способом.Простейший оптический дальномер с постоянным углом – нитяной дальномер имеется в зрительных трубах всех геодезических приборов. В поле зрения трубы прибора видны три горизонтальные нити. Две из них расположенные симметрично относительно средней нити, наз дальномерными. Нитяной дальномер применяют в комплекте с нивелирной рейкой, разделенной на сантиметровые деления. Нитяным дальномером можно измерить линии длиной до 300 м с погрешностью 1/300 от длины. Расстояния по дальномеру определяют по следущей формуле: (отсчёт по нижней нити – отсчёт по верхней нити)*100=мм.

20 ВОПРОС ИЗМЕРЕНИЕ ДЛИН ЛИНИЙ ЛЕНТОЙ.

Измерение расстояний на местности производят стальной мерной лентой, длина которой

обычно 20 м. Для измерения небольших линий применяют рулетки, длиною 10 или 20 м. Лента разделена на дециметры и подписи сделаны через метр.Измерение расстояния состоит в том, что мерный инструмент (лента, рулетка)

последовательно укладывают в створе измеряемой линии, начиная от ее одного конца в

сторону другого. При этом концы каждой ленты отмечают специальными стальными

Шпильками (колышками): конец предыдущей ленты является началом для последующего отложения ленты. Последний пролет будет неполный, меньше

длины ленты, он называется остатком.

Для контроля длина линии измеряется второй раз в обратном направлении.

Измерение линии выполняют два человека. Они укладывают ленту в створ и считают число уложений. В комплект кроме самой ленты входят 6 или 11 шпилек и 2 проволочных кольца , на которые надевают шпильки. Передний мерщик в процессе измерения линии втыкает шпильки в землю, а задний собирает их. В конце линии измеряют остаток с точностью до 1 см.

Длина линии равна длине инструмента, помноженной на число полных пролетов,

плюс остаток. Формула:

D'= k * ( l0 + Δl) + r + (Δl/l0) * r,

D = D'+ D'* a * (t - tk) = D' * [1 + a * (t - tk)];

здесь l0- номинальная длина ленты;

Δl - поправка из компарирования;

k - число уложений ленты;

r - остаток;

tk - температура компарирования;

t - температура ленты во время работы.

Мерные ленты и рулетки перед измерением ими линий должны быть проверены. Данная проверка называется компарированием и состоит в установлении действительной длины мерного прибора путем его сравнения с образцовым прибором, длина которого точно известна. Простейший способ компарирования штриховых лент состоит в следующем. На горизонтальной поверхности, например, на полу, укладывают образцовую ленту. Рядом с ней кладут проверяемую ленту так, чтобы их края касались друг друга, а нулевые штрихи совмещались. Жестко закрепив концы с нулевыми штрихами, ленты натягивают с одинаковой силой и измеряют миллиметровой линейкой величину несовпадения конечных штрихов на других концах лент. Данная величина показывает на сколько миллиметров рабочая лента короче или длиннее образцовой и называется поправкой за компарирование Δℓ.

Длина проверяемой 20-метровой ленты не должна отличаться от длины образцовой ленты более чем на ±2 мм. В противном случае в результаты измерения линий вводят поправки. При этом, выполняя измерения линий рабочей лентой, полагают, что её длина равняется 20 м. Поправки определяют по формуле

где D – длина измеренной линии.

Поправку вычитают из результатов измерения, когда рабочая лента короче образцовой, и прибавляют, когда она длиннее.

21 ВОПРОС В практике инженерно геодезических работ часто оказывается невозможным непосредственное измерение расстояния между двумя точками местности. В этих случаях искомое расстояние называемое непреступным определяют косвенным путем. 1)т.sin 2)т. cos

22 ВОПРОС Чтобы изобразить на бумаге участок земной поверхности, нужно выполнить две операции: сначала спроектировать все точки участка на поверхность относимости (на поверхность эллипсоида вращения, или на поверхность сферы) и затем изобразить поверхность относимости на плоскости. Если участок местности небольшой, то соответствующий ему участок сферы или поверхности эллипсоида можно заменить плоскостью и считать, что проектирование выполняется сразу на плоскость. При проектровании отдельных точек и целых участков земной поверхности на поверхность относимости применяется горизонтальная проекция, в которой проектирование выполняют отвесными линиями.

Точки A, B, C находятся на поверхности Земли Спроектируем их на поверхность относимости и получим их горизонтальные проекции - точки a, b, c. Линия ab называется горизонтальной проекцией или горизонтальным проложением линии местности AB и обозначается буквой S. Угол между линией AB и ее горизонтальной проекцией AB' называется углом наклона линии и обозначается буквой ν. Расстояния Aa, Bb, Cc от точек местности до их горизонтальных проекций называются высотами или альтитудами точек и обозначаются буквой H (HA, HB, HC); отметка точки - это численное значение ее высоты. Разность отметок двух точек называется превышением одной точки относительно другой и обозначается буквой h: hAB = HB - HA.

23 ВОПРОС Геометрическое нивелирование-метод определения превышения с помощью горизонтального визирного луча и нивелирных реек. Для получения горизонтального луча используют нивелир. Широко применяется в строительстве. Геометрическое нивелирование: 1. При нивелировании из середины. В точках А и В устанавливают отвесно рейки. На которых нанесены шкалы, а по середине нивелир. Когда осуществляют нивелирование от А к В то рейку в точке А считают задней а В передней. Если взять отсчёты а и в то превышение будет равно h=a-b

2.При нивелировании вперёд нивелир устанавливают в точке А, измеряют высоту прибора I а затем берут отсчёт b. Превышение вычисляется по формуле h=i-b. После определения высоты точек находят: Нв=На+h. Когда высоты точек расположены на значительном расстоянии. В этом случае от точки А до В прокладывают нивелирный ход, состоящий из нескольких станций. Превышение между точками будет равно сумме превышений hав. Высоту точки В находят по формуле Нв=На+hав. Способ нивелирования из середины имеет заметные преимущества по сравнению с нивелированием вперед, так как в 2 раза повышает производительность труда и позволяет исключить влияние ряда погрешностей на точность определения превышений.

24 ВОПРОС Техническое нивелирование выполняется в прямом направлении по чёрным и красным сторонам реек. Программа: 1-Устанавливаем инструмент между точками, с разницей плеч не больше чем 5 м(визуально, по нитяному дальномеру, либо шагами) 2-Приводим нивелир в рабочее положение по круглому уровню подъёмными винтами 3- Наводим на заднюю рейку, приводим ЦУ в среднее положение. Берём отсчёт по средней нити. 4-Наводим на переднюю рейку, приводим ЦУ и берём отсчёт по средней нити, сначало по чёрной затем по красной.5-Наводим на заднюю рейку, поварачиваем на краснуюю, приводим ЦУ и берём отсчёт по средней нити. 6-Контроль полевых измерений на станции: а)проверяем правильность отсчётов по рейке б) обязательно вычисляем превышения hч=з-п, hкр=з-п. если hч-hкр больше либо равно +-5мм. Вычисляем среднее превышение которое округляется до целых мм. Округление до чётного числа +1602,5=+1602. 7-Последнее действие на станции, только после 6-го действия когда записатор говорит о качестве измерений, тогда наблюдатель забирает инструмент и идёт на следущую станцию.