- •Геодезия
- •Рецензенты:
- •Введение
- •1. Общие сведения о геодезии
- •1.1. Предмет и задачи геодезии
- •1.2. Роль геодезии в развитии хозяйства страны
- •1.3. Исторический очерк о развитии геодезии
- •1.4. Понятие о фигуре Земли
- •1.5. Системы координат и высот в геодезии
- •1.5.1. Географические координаты
- •1.5.2. Прямоугольные координаты
- •1.6. Изображение земной поверхности на плоскости. Понятие о плане, карте, профиле
- •1.7. Масштабы планов и карт. Точность масштабов
- •1.8. Номенклатура топографических карт и планов
- •1.9. Условные знаки планов и карт
- •1.10. Рельеф местности и его изображение на картах и планах
- •1.11. Ориентирование линий
- •1.11.1. Исходные направления
- •1.11.2. Ориентирные углы
- •1.12. Прямая и обратная геодезические задачи
- •1.12.1. Прямая геодезическая задача
- •1.12.2. Обратная геодезическая задача
- •1.13. Элементы геодезических измерений
- •1.11. Контрольные вопросы по 1 разделу
- •2. Измерение углов и линий
- •2.1. Угломерные инструменты и угловые измерения
- •2.1.1. Принципы измерения углов и схема устройства угломерного прибора
- •2.1.2. Устройство теодолита
- •2.1.3. Классификация теодолитов
- •2.1.4. Поверки и юстировки теодолитов
- •2.1.5. Измерение горизонтальных углов
- •2.1.6. Измерение вертикальных углов. Место нуля вертикального круга
- •2.2. Линейные измерения
- •2.2.1. Общие сведения о линейных измерениях
- •2.2.2. Подготовка линий к измерению
- •2.2.3. Приборы для измерения линий на местности
- •2.2.4. Измерение линий мерными лентами
- •2.2.6. Высокоточные измерения линий шкаловыми лентами и инварными проволоками
- •2.2.7. Высокоточные измерения линий электронными дальномерами
- •2.2.8. Горизонтальное проложение
- •2.3. Контрольные вопросы по 2 разделу
- •3. Нивелирование
- •3.1. Способы определения превышений и отметок точек
- •3.2. Геометрическое нивелирование
- •3.2.1. Схема геометрического нивелирования
- •3.2.2. Виды геометрического нивелирования
- •3.3. Тригонометрическое нивелирование
- •3.4. Нивелиры и нивелирные рейки
- •3.4.1. Классификация и устройство нивелиров
- •3.4.2. Нивелирные рейки и производство отсчетов по ним
- •3.4.3. Поверки и юстировки нивелиров
- •3.5. Понятие о других видах нивелирования
- •3.5.1. Гидростатическое нивелирование
- •3.5.2. Барометрическое нивелирование
- •3.5.3. Аэрорадиолокационное нивелирование
- •3.6. Контрольные вопросы по 3 разделу
- •4. Топографические съемки местности
- •4.1. Общие сведения о топографических съемках местности
- •4.2. Теодолитная съемка
- •4.2.1. Сущность теодолитной съемки, состав и порядок работ
- •4.2.2. Создание плановой геодезической основы для теодолитной съемки
- •4.2.3. Способы съемки подробностей местной ситуации
- •4.2.4. Вычисление координат сомкнутого теодолитного хода
- •4.2.5. Вычисление координат разомкнутого теодолитного хода
- •4.2.6. Накладка полигона по координатам и румбам
- •4.2.7. Нанесение на план местной ситуации
- •4.3. Нивелирование трассы
- •4.3.1. Сущность нивелирной съемки трассы
- •4.3.2. Трассирование и закрепление оси трассы
- •4.3.3. Разбивка пикетажа на трассе
- •4.3.4. Съемка местных предметов и ситуации в полосе трассы, ведение пикетажного журнала
- •4.3.5. Разбивка круговых горизонтальных кривых и вынос пикетов с тангенсов на кривую
- •4.3.6. Нивелирование оси трассы и поперечников
- •4.3.7. Заполнение ведомости углов поворота, прямых и кривых
- •4.3.8. Составление и оформление плана трассы
- •4.3.9. Вычисление отметок нивелирного хода
- •4.3.10. Составление продольного и поперечных профилей трассы
- •4.4. Нивелирование площадей
- •4.4.1. Сущность нивелирной съемки площадей
- •4.4.2. Способы нивелирной съемки площадей
- •4.4.3. Нивелирование поверхности летного поля по квадратам
- •4.4.4. Составление плана в отметках и горизонталях как цифровой модели местности. Метод интерполяции при построении горизонталей
- •4.5. Тахеометрическая съемка
- •4.5.1. Сущность тахеометрической съемки, состав и порядок работ
- •4.5.2. Инструменты, применяемые при тахеометрической съемке
- •4.5.3. Создание планово-высотной геодезической рабочей основы тахеометрической съемки при работе теодолитом-тахеометром
- •4.5.4. Планово-высотная привязка точек опорного хода
- •4.5.5. Съемка подробностей местной ситуации и рельефа полярным
- •4.5.6. Камеральные работы при тахеометрической съемке
- •4.6. Контрольные вопросы по 4 разделу
- •5. Опорные геодезические сети
- •5.1. Общие сведения о государственной геодезической сети
- •5.2. Плановые геодезические сети
- •5.2.1. Методы построения плановых геодезических сетей. Триангуляция, трилатерация, полигонометрия
- •5.2.2. Классификация государственной геодезической сети
- •5.2.3. Пункты государственной геодезической сети
- •Геодезическая служба
- •5.2.4. Плановые сети сгущения и съемочные сети
- •5.2.5. Методы построения сетей сгущения и съемочных сетей
- •5.3. Высотные геодезические сети
- •5.3.1. Нивелирная сеть страны. Классификация нивелирных сетей
- •5.3.2. Нивелирные сети сгущения и высотные съемочные сети
- •5.4. Понятие о геоинформационных и спутниковых навигационных
- •5.4.1. Глобальные системы определения местоположения глонасс и navstar gps
- •5.4.2. Системы отсчета времени и координат
- •5.4.3. Преобразование координат
- •5.5. Контрольные вопросы по 5 разделу
- •6. Основы математической обработки результатов геодезических измерений
- •6.1. Общие сведения о погрешностях измерений
- •6.2. Классификация погрешностей измерений
- •6.3. Свойства случайных погрешностей
- •6.4. Среднее арифметическое результатов измерений. Вероятнейшие погрешности и их свойства
- •6.5. Предельная погрешность
- •6.6. Оценка точности равноточных измерений
- •6.6.2. Средняя квадратическая погрешность измерений неизвестной величины. Формула Бесселя
- •6.6.3. Средняя квадратическая погрешность двойных измерений
- •6.6.4. Средняя квадратическая погрешность функции независимо измеренных величин
- •6.6.5. Средняя квадратическая погрешность арифметической средины
- •6.7. Оценка точности неравноточных измерений
- •6.7.1. Понятие о весе измеренных величин
- •6.7.2. Средняя квадратическая погрешность единицы веса
- •6.7.3. Весовое арифметическое среднее
- •6.6. Контрольные вопросы по 6 разделу
- •7. Основные виды геодезических работ при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений
- •7.1. Сущность и назначение геодезической разбивочной основы
- •7.2. Плановая геодезическая разбивочная основа. Строительная сетка
- •7.2.1. Проектирование строительной сетки
- •7.2.2. Предварительная разбивка строительной сетки
- •7.2.3. Определение точных координат и редуцирование центров пунктов строительной сетки
- •7.3. Высотная геодезическая разбивочная основа
- •7.4. Геодезическая подготовка проекта инженерного сооружения
- •7.4.1. Подготовка разбивочных данных проекта
- •7.4.2. Аналитический расчет и привязка проекта
- •7.4.3. Составление разбивочных чертежей
- •7.4.4. Разработка проекта производства геодезических работ
- •7.5. Основные способы плановой и высотной разбивки
- •7.5.1. Плановая разбивка линий и углов
- •7.5.2. Плановая разбивка точек
- •7.5.3. Высотная разбивка точек
- •7.6. Мониторинг геометрии сооружений
- •7.6.1. Виды деформаций сооружений
- •7.6.2. Точность определения деформаций сооружений
- •7.6.3. Наблюдения за осадками сооружений
- •7.6.4. Наблюдения за смещениями сооружений
- •7.6.5. Наблюдения за кренами сооружений
- •7.6.6. Наблюдения за трещинами и оползнями
- •7.7. Контрольные вопросы по 7 разделу
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
4.2.7. Нанесение на план местной ситуации
Исходными данными для нанесения местной ситуации на план служат абрисы и полевые журналы теодолитной съемки.
Съемочные точки местной ситуации переносятся на план в соответствии с тем способом, каким она снималась в поле.
Все съемочные точки на плане наносятся кружком диаметром 1 мм. При необходимости весь план обводится тушью. Стороны полигона тушью не обводятся, впоследствии они стираются.
Границы водных объектов и штрихи болот обозначают синим цветом, а пески - коричневыми точками. Все остальное обводится черной тушью в соответствии с условными топографическими знаками.
В окончательном виде чертеж снабжается необходимыми реквизитами, надписями и подписями исполнителей.
Для накладки ситуации по перпендикулярам пользуются линейкой, угольником и циркулем-измерителем. Сначала по данным абриса размечают на базисе следы перпендикуляров, затем при помощи угольника проводят перпендикуляры и на них откладывают расстояния от базиса до съемочных точек. Соединив полученные точки необходимыми контурами, получают рисунок местности.
Для накладки ситуации полярным способом пользуются линейкой, циркулем-измерителем и геодезическим транспортиром. При нанесении на план точек центр транспортира совмещают с вершиной угла, принятой за полюс, а нулевой штрих транспортира совмещают с направлением на предыдущую вершину полигона. По дуге транспортира откладывают углы, измеренные теодолитом при визировании на точки местности. Построение углов транспортиром производят с точностью 1/4 его полуградусного деления.
4.3. Нивелирование трассы
4.3.1. Сущность нивелирной съемки трассы
Нивелирная съемка трассы применяется при строительстве автомобильных и железных дорог, подъездных путей, водопроводов, теплоцентралей, канализации, водоотводящих осушительных систем, систем радиотехнического обеспечения посадки самолетов и др. Ширина снимаемой полосы зависит от ширины предполагаемого сооружения, сложности рельефа местности и обычно составляет от 40 до 200 м.
Иногда ограничиваются съемкой только по оси трассы, например, при трассировании кабельных линий электропередач и укладке трубопроводов. В результате нивелирной съемки составляется план трассы, профили по оси трассы и по поперечникам. Иногда составляется только совмещенный план и профиль трассы.
Горизонтальную рабочую основу при съемке составляет разомкнутый теодолитный ход, прокладываемый по оси трассы, а вертикальную рабочую основу - нивелирный ход, также совмещенный с осью трассы.
Различают три вида нивелирных ходов: сомкнутый, разомкнутый (или магистральный) и висячий.
В сомкнутом нивелирном ходе трасса обходит некоторый участок местности и возвращается в начальную точку. Поэтому сумма всех превышений по сомкнутому ходу равна нулю
. (4.35)
В разомкнутом (магистральном) нивелирном ходе начальная и конечная точки трассы разомкнуты, но они жестко закреплены на местности и обе имеют абсолютные или условные отметки. Поэтому сумма всех превышений по разомкнутому ходу равна разности отметок конечной и начальной точек трассы
. (4.36)
В висячем нивелирном ходу трасса разомкнута, но на местности жестко закреплена и имеет отметку только одна начальная точка трассы. Поэтому висячий ход нивелируется дважды - в прямом и обратном направлениях, либо оба раза в прямом направлении, тогда один ход является основным, а второй контрольным. Сумма всех превышений прямого (основного) хода должна быть равна сумме всех превышений обратного (контрольного) хода, взятой с обратным знаком
. (4.37)
Нивелирная съемка трассы включает полевые и камеральные работы.
В содержание полевых работ входит трассирование и закрепление оси трассы, разбивка пикетажа и круговых кривых на трассе, нивелирование оси трассы и поперечников. Для производства полевых работ применяют теодолит с точностью 30"-10", мерную штриховую ленту, экер, рулетку и технический нивелир с рейками. Учитывая большое число станций по трассе, наиболее экономично применять нивелиры с компенсаторами.
Камеральные работы состоят из пяти самостоятельных этапов: вычисления прямоугольных координат вершин углов поворота трассы и заполнения ведомости координат; заполнения ведомости углов поворота, прямых и кривых; составления и вычерчивания плана трассы; вычисления отметок нивелирного хода; составления и вычерчивания продольного и поперечного профилей трассы.
Вычисление прямоугольных координат углов поворота трассы производят по правилам определения координат вершин углов разомкнутого теодолитного хода (разомкнутого полигона), итогом которых является заполненная ведомость координат, порядок заполнения которой аналогичен теодолитной съемке. Поэтому ниже будут рассмотрены второй, третий, четвертый и пятый этапы камеральных работ при нивелировании трассы.