1. Предмет и задачи геодезии.
Геодезия – (греч. - землеразделение) наука о методах определения фигуры и размеров Земли, о методах изображения Земли на картах, а так же о способах проведения специальных измерений, при изысканиях, строительстве и эксплуатации.
В геодезии уделяется большое внимание вопросам математической обработки и оценки качества результатов измерения.
для решения различных задач геодезия делится на несколько научных дисциплин:
Геодезия-топография – изучает методы изображения местности на плоскости
Высшая геодезия – разрабатывает методы измерения Земли, методы определения координат геодезических пунктов на территории всей страны.
Прикладная геодезия – занимается методами геодезического обеспечения при проектировании, строительстве и эксплуатации.
Космическая геодезия – занимается определением положения точек земной поверхности в единой системе координат с началом в центре масс Земли, формы и размеров Земли.
Морская геодезия – занимается вопросами проведения геодезических работ в открытых и закрытых водоёмах.
В своем развитии геодезия опирается на достижения астрономии, высшей математики, физики и компьютерной техники.
Геодезия тесно связана с геологией, географией, геофизикой, гравиметрией, которые так же занимаются изучением Земли.
Главное направление развития геодезических работ: 1) совершенствование государственной геодезической сети; 2) поддержание топокарт на уровне современности; 3) расширение топосъёмок 1:10000 и крупнее.
2. Понятие о форме и размерах Земли
Знание фигуры и размеров Земли требуется не только для геодезии и картографии, но и для многих отраслей знаний: космонавтики, авиации, мореплавания, астрономии, геологии, геофизики и др.
Поверхность Земли разделяется на Мировой океан – 71% и сушу – 29%.
Так как поверхность мирового океана составляет ¾ всей поверхности Земли, можно принять её за фигуру Земли, а формы дна и суши изучать относительно поверхности Мирового океана.
Поверхность, совпадающая со средним уровнем воды Мирового океана в спокойном состоянии получила название основной уровенной поверхности.
Фигура Земли, образованная уровенной поверхностью, совпадает с поверхностью Мирового океана в состоянии полного покоя и равновесия и продолженная под материками, получила название геоида.
Наиболее близкой к геоиду математической поверхностью является эллипсоид вращения.
Эллипсоид вращения – поверхность, получающаяся от вращения эллипса вокруг малой оси PP1 называемой полярной осью. Размеры эллипсоида определяются длинами его полуосей (a,b) и сжатием α = (a – b)/ a
При топографических и картографических работах Землю часто принимают за шар.
3. Масштабы: численный, линейный и поперечный
численный
при составлении карт, планов результаты линейных измерений на местности уменьшают в несколько сотен или тысяч раз. В зависимости от размера участка, от требуемой детальности изображения, а также в зависимости от цели.
На степень уменьшения указывает масштаб.
Масштаб карты(плана) 1/М – отношение длинны отрезка на карте к соответствующей ему горизонтальной проекции местности.
Дробь у которой числитель показывает длину линии на карте, а знаменатель, горизонтальную проекцию этой линии на местности, называют численным масштабом.
Различают крупные и мелкие масштабы – чем М меньше тем крупнее масштаб и тем подробнее карта или план.
1/M = d/D
d – длинна отрезка на карте
D – длинна горизонтального проложения линии местности
линейный
линейный масштаб представляет собой прямую линию на которой несколько раз отложен один и тот же отрезок, называемый основанием масштаба.
Линейный масштаб с основанием 2 см. называется нормальным линейным масштабом.
Основание масштаба выбирают таким образом чтобы оно соответствовало круглому числу метров на местности.
Левое основание делят на 10 частей, которые называются наименьшим делением масштаба. На конце левого основания справа ставят 0 и от него вправо а влево делают соответствующие подписи.
Однако точность линейного масштаба невелика.
Для более точного измерения и откладывания расстояний на карте используют поперечный масштаб.
поперечный
просто надо описать ту штуку на железном транспортире снизу и как откладывать с помощью измерителя =)
рисунки в тетради глянуть рисовать тут их слишком долго
4. Системы координат и высот применяемые в геодезии.
Положение точек на плоскости или в пространстве, определяется их координатами, относительно принятой системы координат.
географические (астрономические) координаты.
Определяют из астрономических наблюдений.
Исходными в этой системе координат, являются плоскость экватора и плоскость нулевого меридиана.
Плоскостью земного экватора, называют плоскость перпендикулярную оси вращения Земли, и проходящую через центр Земли.
Следы от пересечения земного шара плоскостями перпендикулярными оси вращения параллельные экватору называются параллелями.
Следы от пересечения земного шара плоскостями проходящими через отвесную линию в данной точке и ось вращения Земли называются географическими меридианами.
Широта γ – угол составленный плоскостью экватора и отвесной линией проходящей через точку на этой параллели.
Широта изменяется от 0º до 90º к югу и северу от экватора.
Долгота λ – двугранный угол, между плоскостью данного меридиана и начального Гринвичского меридиана.
Долгота изменяется от 0º до 180º к западу и востоку от Гринвичского меридиана.
геодезические
B – геодез. широта
L – геодез. долгота
прямоугольные
в геодезии принята правая система прямоугольных координат.
Ось Х совмещается с полуденной линией(вертикально) и положительной стороной смотрит на север.
Ось У перпендикулярна оси Х и направлена на восток
полярные
в этой системе положение точки определяется относительно заранее принятой полярной оси, один из концов которой называется полюсом системы
положение полярной оси произвольно, но иногда её совмещают с направлением меридиана данной точки
биполярные
положение точки определяется относительно полярной оси при помощи углов, или радиусов вектора.
5. Понятие о проекции Гаусса-Крюгера
В России все топокарты начиная с 1:500000 и крупнее составлены в проекции Гаусса.
Каждый лист топокарты представляет собой плоское изображение определенных участков земной поверхности, ограниченных с запада и востока меридианами, а с севера и юга параллелями.
В проекции Гаусса земной эллипсоид делится меридианами через каждые 6º на 60 зон.
Отсчет ведут на восток от Гринвича.
осевой меридиан и экватор изображаются на плоскости проекции двумя взаимно перпендикулярными линиями, принимаемыми за оси абсцисс и ординат; масштаб проекции вдоль осевого меридиана постоянный и равен единице. Проектирование осуществляется на вспомогательный цилиндр, располагаемый перпендикулярно к оси вращения земного шара и касающийся эллипсоида по меридиану. После проектирования цилиндр разрезается по образующим, проходящим через полюса, и разворачивается в плоскость. По мере удаления от касательного (осевого) меридиана происходит быстрое увеличение искажений.
Но такая проекция приводит к искажениям и только осевой меридиан изображается без искажений.
Листы топокарт одного масштаба относящиеся к одной зоне можно склеить между собой.
Между соседними зонами могут быть разрывы.
Для определения прямоугольных координат точек местности проекции Гаусса в каждой зоне вводится система прямоугольных координат.