Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю




НазваниеРеспублики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю
страница1/15
Дата публикации20.07.2013
Размер2.1 Mb.
ТипЛекция
zadocs.ru > Астрономия > Лекция
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15




Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет


УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор


_________ А. Исагулов

«_____»_______2005 г.

ЛЕКЦИОННЫЙ КУРС

по дисциплине_______________Геодезия _______________

для студентов специальности_________050729__________

_______________________“ Строительство“______________



СОДЕРЖАНИЕ
ЛЕКЦИЯ 1

1.1Предмет геодезии 5

1.2 Значение геодезии в народном хозяйстве и обороне страны 6

1.3 Понятие о фигуре и размерах Земли 6

1.4 Метод проекций в геодезии 7
ЛЕКЦИЯ 2

2.1 Понятие о географических, прямоугольных и 8

полярных координатах

2.2 Абсолютные и относительные высоты точек земной поверхности 12

ЛЕКЦИЯ 3
^

3.1 Ориентирование линий 12


3.2 Ориентирование линий по истинному и магнитному меридианам 13

3.3 Ориентирование линий относительно оси ОХ 14

3.4 Румбы и табличные углы 16

3.5 Прямая и обратная геодезические задачи 16
ЛЕКЦИЯ 4

4.1 Основы математической обработки измерений.

Классификация ошибок измерений. 18

4.2 Арифметическая средина. Средняя квадратическая ошибка

Предельная и относительная ошибки 19

4.3 Средняя квадратическая ошибка функций измеренных величин 20

4.4 Понятие о неравноточных измерениях
ЛЕКЦИЯ 5 (самостоятельная работа студента)

5.1 Понятие о плане и карте 23

5.2 Масштабы 24

5.3 Номенклатура топографических карт и планов 25
ЛЕКЦИЯ 6 (самостоятельная работа студента)

6.1 Рельеф земной поверхности и его изображение на планах и картах 28

6.2 Условные знаки топографических планов и карт 30
ЛЕКЦИЯ 7 (самостоятельная работа студента)

7.1 Задачи, решаемые по топографическому плану или карте 31
ЛЕКЦИЯ 8

8.1 Назначение и виды геодезических сетей 35

8.2 Методы создания геодезических сетей 35

8.3 Государственная геодезическая сеть 36

8.4 Геодезические сети сгущения и съемочные геодезические сети 38

8. 5 Закрепление пунктов геодезических сетей 39

ЛЕКЦИЯ 9 (самостоятельная работа студента)

9.1 Принцип измерения горизонтального угла 41

9.2 Устройство теодолитов 43

9.3 Поверки и юстировка теодолита 45
ЛЕКЦИЯ 10(самостоятельная работа студента)

10.1 Измерение горизонтальных углов 48

10.2 Измерение вертикальных углов 52
ЛЕКЦИЯ 11

11.1Линейные измерения 54

11.2 Порядок измерения линии лентой 55

11.3 Учет поправок при линейных измерениях 57

11.4 Определение неприступных расстояний 58
ЛЕКЦИЯ 12

12.1 Сущность теодолитной съемки 59

12.2 Проложение теодолитных ходов и привязка их к пунктам 60

опорной геодезической сети

12.3 Съемка ситуации местности 61
ЛЕКЦИЯ 13 (самостоятельная работа студента)

13.1 Камеральные работы при теодолитной съемке 65

13.1.1 Обработка угловых измерений и вычисление дирекционных 65

уг­лов сторон замкнутого полигона

13.1.2 Вычисление приращений координат и координат 67

вершин тео­долитного хода

13.2 Особенности обработки результатов измерений 69

диагонального (разомкнутого) теодолитного хода

13.3 Построение плана теодолитной съемки 70
ЛЕКЦИЯ 14

14.1 Сущность и способы геометрического нивелирования 74

14.2 Нивелиры, их устройство и поверки 76

14.3 Поверки и юстировка нивелира Н-3 77

14.4 Нивелирные рейки, их устройство и поверки 79
ЛЕКЦИЯ 15(самостоятельная работа студента)

15.1 Производство технического нивелирования 80

15.2 Обработка результатов технического нивелирования 81

15.3 Построение профиля трассы 83

ЛЕКЦИЯ 16

16.1 Тахеометрическая съемка. Сущность тахеометрической съемки 85

16.2 Полевые работы при тахеометрической съемке 87

16.3 Камеральные работы при тахеометрической съемке 88
ЛЕКЦИЯ 17(самостоятельная работа студента)

17.1 Геодезические работы при изысканиях для строительства 89

17.2 Создание опорных геодезических сетей на территории 90

строительства

17.3 Выбор масштаба и виды топографических съемок 91

ЛЕКЦИЯ 18 (самостоятельная работа студента)

18.1 Геодезические работы при проектировании. Генплан 92

18.2 Методы подготовки данных для перенесения проектов 92

зданий и сооружений на местность

18.3 Проектирование горизонтальной и наклонной площадок 95

18.4 Составление картограммы земляных работ и 96

вычисление объема земляных работ
ЛЕКЦИЯ 19 (самостоятельная работа студента)

19.1 Сущность разбивочных работ 99

19.2 Перенесение на местность проектного горизонтального угла 99

19.3 Перенесение на местность проектной линии 101

19.4 Перенесение на местность проектов зданий и сооружений.

Способы перенесения 102

19.5 Перенесение на местность проектной отметки, линии

и плоскости заданных уклонов 108

19.6 Передача отметок на дно глубокого котлована и 111

высокие части сооружения

19.7 Разбивка на местности круговых кривых 112

19.8 Определение высоты сооружения 116
ЛЕКЦИЯ 20

20.1 Геодезические работы в процессе строительства. Детальная

разбивка зданий и сооружений 117

20.2 Вынесение осей сооружения на обноску. Закрепление осей 118

20.3 Разбивка котлованов и фундаментов 120

20.4 Построение разбивочной основы на исходном и 122

монтажных горизонтах

20.5 Геодезические работы при монтаже строительных конструкций 126
^ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 132

ЛЕКЦИЯ 1


    1. Предмет геодезии


Геодезия - слово греческое и в переводе на русский язык означает «землеразделение». Это слово указывает на происхождение науки, но не выражает ее содержание в настоящее время.

Геодезия — наука, которая занимается изучением формы и раз­меров всей Земли или отдельных ее частей. Это изучение осу­ществляется посредством геодезических измерений. Такие изме­рения производятся на поверхности Земли, на море и в кос­мосе. Геодезические измерения нужны для определения фигуры и размеров Земли, составления планов, карт и профилей, для решения различного рода инженерных задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатация инженерных со­оружений. Для геодезических измерений применяют угломер­ные приборы и приборы для измерения расстояний.

В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд са­мостоятельных научных дисциплин: высшую геодезию, геодезию, инженерную геодезию, фототопографию и картографию.

Высшая геодезия занимается определением фигуры и размеров всей Земли и значительных ее частей, определением координат и высот отдельных точек земной поверхности в единой системе, изучением вертикальных и горизонтальных дефор­маций земной коры.

Геодезия или топография занимается измерением и изображением на планах и картах земной поверхности, а также измерением относительных высот точек земной поверхности и изображением вертикальных ее разрезов.

Инженерная геодезия занимается вопросами геодези­ческих работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, при монтаже оборудова­ния, при наблюдениях за вертикальными и горизонтальными смещениями инженерных сооружений и технологического обо­рудования.

Фототопография занимается изучением методов и средств создания топографических карт и планов по материа­лам фотографирования Земли.

^ Картография занимается изучением методов составле­ния, издания и использования карт.

За последние годы получили развитие новые разделы геоде­зии: радиогеодезия, космическая геодезия и морская геодезия.

Радиогеодезия занимается изучением радиоэлектронных методов измерения расстояний при помощи радио- и светолокаций, соответственно приборами радиодальномером и светодальномером.

Космическая геодезия занимается обработкой измерений, полученных при помощи искусственных спутников Земли, орби­тальных станций и межпланетных кораблей.

Морская геодезия занимается вопросами топографо-геодезических работ морского дна.

Геодезия имеет тесную связь с другими научными дисципли­нами: математикой, астрономией, физикой, механикой, автома­тикой, электроникой, географией, фотографией и черчением.

Математика вооружает геодезию методами и средствами обра­ботки и анализа результатов измерений.

Астрономия обеспечивает геодезию исходными данными: ко­ординатами точек земной поверхности и астрономическими ази­мутами линий. С помощью физики и механики рассчитывают геодезические приборы.

В приборостроении широко применяется автоматика и электроника.

Знание географии помогает правильно оценивать элементы местности: рельеф и естественный покров земной поверхности.

Применение фототопографии в геодезии требует знания фо­тографии, а графическое оформление планов и карт требует знания и умения пользоваться приемами топографического черчения.

По мере развития этих наук развивалась и геодезия, обога­щаясь новым научным содержанием, новыми, более современ­ными, приборами и методами геодезических измерений и вычис­лений. Без помощи геодезии не могут обойтись и многие инже­нерные науки.

^ 1.2 Значение геодезии в народном хозяйстве и обороне страны
В настоящее время трудно назвать отрасль народного хозяй­ства, которая не нуждалась бы в услугах геодезии. Велика роль геодезии при инженерных изысканиях, проектировании, строи­тельстве и эксплуатации разнообразных промышленных и граж­данских зданий и сооружений, различного назначения трубо­проводов, гидротехническом строительстве, при планировке городов и сельских населенных мест. Большое значение имеет геодезия в сельском хозяйстве, при мелиорации земель, в лесном хозяйстве, дорожном строительстве, при геологических изысканиях.

Велика роль геодезии при картографировании страны. Огромное значение геодезия имеет для обороны страны. Без точной карты невозможно решать военные вопросы. Недаром говорят, что «карта - глаза армии».

^ 1.3 Понятие о фигуре и размерах Земли
Поверхность Земли общей площадью 510 млн. км2 имеет воз­вышения и углубления, заполненные водой. Поверхность морей и океанов занимает 71 %,

а суша всего лишь 29% от общей поверхности Земли. Поэтому за фигуру Земли принимают по­верхность воды океанов в спокойном состоянии, мысленно про­долженную под материками. Такая поверхность называется уро-венной поверхностью Земли. Уровенная поверхность в любой точке перпендикулярна к отвесной линии, проходящей через эту точку.

Уровенная поверхность Земли имеет сложную форму и называется поверхностью геоида, а тело, ограниченное ею,— геоидом. Исследованиями установлено, что фигура геоида близко подходит к поверхности сфероида.

Сфероидом называется эллипсоид, который получается от вращения эллипса вокруг его малой оси.

Размеры земного эллипсоида определяются длинами боль­шой и малой полуосей (рисунок 1): абольшая полуось или ра­диус экватора; Ьмалая полуось или полуось вращения Земли. Величина а = (аЬ)/а называется сжатием земного эллипсоида. Величины а и Ь определяются посредством градусных измере­ний в различных местах меридиана. В разное время ученые многих стран занимались определением размеров Земли. Наи­более точные результаты получили Ф. Н. Красовский и А. А. Изотов в 1940 г.

С 1946 г. размеры земного эллипсоида, получившего название «эллипсоид Красовского», приняты для геодезических и кар­тографических работ на всей территории СССР (ныне стран СНГ) (а =6378245 м; Ь = 6 356 863 м; а=1:298,3).



Рисунок 1 - Элементы Земного сфероида
Уровенная поверхность Земли в одних местах возвышается в других понижается над поверхностью эллипсоида. Однако от­клонение не превышает 150 м.

Для решения многих задач прикладного значения Землю можно принимать за шар. Радиус такого шара, равного по объему земному эллипсоиду, по вычислениям Ф. Н. Красовского равен 6371,11 км.

^ 1.4 Метод проекций в геодезии
На местности точки, линии, углы и контуры расположены в силу неровностей земной поверхности преимущественно на возвышениях или впадинах. Так как возвышения и впадины являются пространственными формами, то для изучения и изо­бражения местности на бумаге в геодезии пользуются методом проекций.

Пусть многоугольник ABCDE (рисунок 2) расположен на хол­мистой местности, и нам нужно узнать его форму и размер. Для этого спроектируем все вершины этого многоугольника на горизонтальную плоскость PQ. Перпендикуляры Аа, Bb, Сс, Dd и Ее совпадают с отвесными линиями.

Точки а, Ь, с, d и е пересечения перпендикуляров с горизон­тальной плоскостью являются проекциями соответствующих то­чек местности А, В, С, D и Е. Линии ab, bс, cd, de и еа - гори­зонтальные проекции или горизонтальные проложения линий АВ, ВС, CD, DE и ЕА местности. Углы abc, bсd, cde, dea и eab являются горизонтальными проекциями или горизонтальными проложениями углов ABC, BCD, CDE, DEA и ЕАВ местности.

Многоугольник abсde называется горизонтальной проекцией или горизонтальным проложением многоугольника ABCDE мест­ности.


Рисунок 2 - Горизонтальная проекция местности


ЛЕКЦИЯ 2
^ 2.1 Понятие о географических, прямоугольных и

полярных координатах
Положение точек на земной поверхности можно определить с помощью координат. В геодезии применяются географиче­ские, плоские прямоугольные и полярные координаты.

С помощью географических координат, т. е. широт и долгот, определяют положение точек на поверхности Земли относи­тельно экватора и начального меридиана (рисунок 3). РР1ось вращения Земли; Р — северный, a P1 —южный географические полюсы Земли.

Плоскость EQ,, перпендикулярная к земной оси и проходя­щая через центр Земли 0, называется плоскостью экватора, а линия пересечения плоскости экватора с поверхностью Земли называется экватором.

Плоскость, проходящая через ось вращения Земли и какую-нибудь точку на поверхности Земли, называется плоскостью меридиана, а линия пересечения этой плоскости с поверхностью Земли называется меридианом данной точки.

^ Мысленное сечение земной поверхности плоскостями, парал­лельными экватору, дает на поверхности Земли окружности, ко­торые называются параллелями.

Широтой называется угол, составленный отвесной ли­нией в данной точке и плоскостью экватора и обозначается буквой φ.

Широта отсчитывается по дуге меридиана к северу и к югу от экватора от 0 до 90°. К северу от экватора широта называ­ется северной, к югу—южной.

Долготой точки называется двухгранный угол между пло­скостью меридиана данной точки и плоскостью начального ме­ридиана и обозначается буквой λ.

За начальный принимается меридиан, проходящий через Гринвич на окраине Лондона.



Рисунок 3 - Географические координаты
Долгота отсчитывается по дуге экватора или параллели от начального меридиана в сторону востока и запада от 0 до 180°. Долгота к востоку от Гринвичского меридиана называется во­сточной долготой, к западу — западной. Широты и долготы определяют положение любой точки на земной поверхности и выражаются в угловой мере.

Географические координаты определяются из астрономиче­ских наблюдений, а также с помощью геодезических измерений. В первом случае координаты называются астрономическими, во втором — геодезическими и обозначаются буквами В — широта и L — долгота.

Различие между астрономическими и геодезическими коор­динатами происходит от несовпадения направлений отвесных линий и нормалей к эллипсоиду, которое называется уклоне­нием отвесных линий, и оно составляет в среднем 3—4", а в от­дельных районах и больше. Астрономические и геодезические координаты объединяют общим названием — географические координаты. Достоинство географических координат заключа­ется в том, что все точки земной поверхности выражаются в еди­ной системе.

Положение точки на плоскости можно определить с по­мощью взаимно перпендикулярных линий и перпендикуляров, опущенных из этой точки на эти линии (рисунок 4, а). Точка 0 пере­сечения линий называется началом координат, а прямые — осями координат. Линия XXось абсцисс, а линия YYось ординат. Отрезки Мт=х и Мт1 называются соответственно абсциссой и ординатой точки М. Абсцисса и ордината точки М, взятые вместе, называются координатами точки М.


Рисунок 4 - Плоские координаты:

а — прямоугольные; б — зональные; в — полярные
Оси координат делят плоскость на четыре четверти. Счет четвертей в геодезии ведется по ходу часовой стрелки.

Знаки абсцисс и ординат точек, расположенных в разных четвертях, приведены ниже.

Четверть ..................... I II III IV

Знак абсциссы ...........+ - - +

Знак ординаты ...........+ + - -
Плоские прямоугольные координаты выражаются в линей­ной мере и удобны при геодезических работах на небольших территориях. При этом за начало координат берется произволь­ная точка. Однако такая система координат неудобна при гео­дезических работах на больших территориях и в случае необ­ходимости трудно свести в единое целое геодезические работы на соседних участках.

Поэтому в 1928 году была установлена общегосударственная система зональных прямоугольных коор­динат. Для этого земной эллипсоид делят на 6° зоны, начиная от Гринвичского меридиана (рисунок 5, а) Средний меридиан зоны называется осевым. Каждую зону особым способом (способ равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Гаусcа – Крюгера) проектируют на плоскость. В результате такого проектирования получают изображение поверхности земного шара (эллипсоида) в виде 60 зон, примыкаю­щих друг к другу на экваторе (рисунок 5, б). Каждая из этих зон имеет прямоугольную систему координат со своим началом коор­динат — точкой пересечения экватора с осевым меридианом зоны.

Осевой меридиан зоны изображается на плоскости прямой ли­нией и принимается за ось абсцисс (х); осью ординат (у) явля­ется изображение экватора. Остальные меридианы и параллели в пределах зоны изобразятся кривыми линиями (дугами). Абс­циссы отсчитываются от экватора к северу и югу; к северу от экватора абсциссы положительны, к югу отрицательны. Орди­наты отсчитываются от осевого меридиана к востоку (положи­тельные) и к западу (отрицательные).

Для удобства измерения прямоугольных координат при реше­нии практических задач на планах и картах наносят коорди­натную сетку (см. рисунок 5, б), которая представляет собой систему линий, проведенных через определенное расстояние па­раллельно осевому меридиану зоны (оси х) и экватору (оси у).

На территории стран СНГ, полностью расположенных в северном полушарии, абсциссы всегда положительны. Ординаты же могут быть как положительными, так и отрицательными. Чтобы избе­жать отрицательных значений ординат, ось абсцисс (х) условно переносят на 500 км к западу от осевого меридиана (рисунок 5, в). Исправленную таким образом ординату называют приведен­ной (у). Как следует из рисунка 5,в:

уА = 500 км + у а ; ув = 500 км + ув

Если уА= 102,375 км, ув = - 70,188 км, то уА = 602,375км, ув =429,812 км.


1 2 3 зона и т.д
Рисунок 5 - Зональная система прямоугольных координат:

а — схема деления поверхности земного шара на зоны; б — схема изображения зон после развертки на плоскости; в — схема определения приведенных координат
В каждой из 60 зон численные значения координат х и у могут повторяться. Поэтому для однозначного определения положения точки на земной поверхности перед каждой ординатой ставится номер зоны. Например, точка В находится в 11-й зоне, тогда ее полная приведенная ордината ув=11429,812 км.

По мере удаления точек от осевого меридиана зоны искаже­ния длин растут, достигая максимальной величины на границе координатной зоны.

Зная географические координаты точки земной поверхности, можно вычислить зональные прямоуголь­ные координаты, и, наоборот, зная зональные прямоугольные координаты, можно вычислить географические координаты.

В полярной системе координат положение точки земной по­верхности, например М, можно определить, зная r1радиус-вектор и угол ß1, а точки N — соответственно r2 и ß2 (рисунок 4, в). Углы ßi и ß2 измеряют от полярной оси ОХ по ходу часовой стрелки до радиуса-вектора. Положение полярной оси на пло­скости выбирают произвольно. Точка 0 называется полюсом.

^ 2.2 Абсолютные и относительные высоты точек земной поверхности

Абсолютной высотой точки земной поверхности называется рас­стояние от этой точки по отвесной линии до уровенной поверх­ности, принятой за начало счета. Числовое значение высоты на­зывается отметкой.

В странах СНГ счет абсолютных высот ведется от среднего уровня Балтийского моря, от нуля Кронштадтского футштока. Если расстояние от точки земной поверхности бе­рется не до уровенной поверхности моря, а до какой-нибудь другой условной поверхности, то и отметка называется услов­ной. Величины Аа=НА и ВЬ = НВ (рисунок 6) есть абсолютные высоты точек А и В земной поверхности. Расстояние от точки земной поверхности по отвесной линии до уровенной поверхно­сти, проведенной через другую точку, называется относительной высотой или превышением одной точки над другой. Величина h есть превышение точки В над точкой А. Превышение может иметь знак плюс или минус в зависимости от положения опре­деляемой точки. Если определяемая точка находится выше по отношению к другой, то превышение положительное, а если ниже, то отрицательное.

Рисунок 6 - Высоты точек А и В земной по­верхности


ЛЕКЦИЯ 3
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю iconРеспублики Казахстан Карагандинский государственный технический университет...
Карагандинский государственный технический университет проводит региональную научно-практическую конференцию

Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю iconРеспублики Казахстан Карагандинский государственный технический университет...
Абдрахманова Ардак Аманбековна ст преподаватель кафедры истории Казахстана, Макалаков Талгат Жакенович – ст преподаватель кафедры...

Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю iconИ продовольствия республики беларусь белорусский государственный...

Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю iconГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
В воронежский государственный университет принимаются граждане Российской Федерации, Республики Беларусь, Республики Казахстан, Кыргызской...

Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю iconРеспублики Казахстан Казахский гуманитарно-юридический университет «утверждаю»
Сведения о преподавателе курса: Старший преподаватель каф. «Экономика и менеджмент» Карсыбаева Зауре Сабыровна, кабинет №417

Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю iconПрограмма по развитию космической деятельности в Республике Казахстан...
Республики Казахстан №958 от 19 марта 2010 года "о государственной программе по форсированному индустриально-инновационному развитию...

Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю iconРеспублики беларусь учреждение образования «лепельский государственный...
Методические материалы подготовлены для учащихся специальности 2-70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство» и содержат

Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю iconРеспублики Беларусь Учреждение образования «Барановичский государственный...
Составил(а): О. А. Абрамович ст преподаватель кафедры гражданского права и процесса

Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю iconРеспублики Казахстан «О ветеринарии»
Кодексом Республики Казахстан «Об административных правонарушениях» и Уголовным кодексом Республики Казахстан. Правила регулируют...

Республики Казахстан Карагандинский государственный технический университет утверждаю iconПостановление Правительства Республики Казахстан от 21 июня 2011...
В соответствии с подпунктом 9 пункта 1 статьи 14 Закона Республики Казахстан от 8 декабря 2001 года «О железнодорожном транспорте»...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов