Единицы измерений применяемые в геодезии кратко
Обновлено: 04.07.2024
_______ В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд самостоятельных научных дисциплин: высшую геодезию, топографию, инженерную геодезию, аэрофотогеодезию, картографию и космическую геодезию.
_______ Высшая геодезия занимается определением фигуры и размеров всей Земли и значительных ее частей.
_______ Топография занимается измерением и изображением на планах и картах земной поверхности.
_______ 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.
_______ Аэрофотогеодезия занимается изучением методов и средств создания топографических карт и планов по материалам фотографирования Земли.
_______ Картография занимается изучением методов составления, издания и использования карт.
_______ Космическая геодезия занимается обработкой измерений, полученных при помощи искусственных спутников Земли, орбитальных станций и межпланетных кораблей.
_______ Геодезия имеет тесную связь с другими научными дисциплинами: математикой, астрономией, физикой, механикой, автоматикой, электроникой, географией, фотографией и черчением.
2. Предмет геодезии. Понятие о форме и размерах Земли
_______ Предметом геодезии является планета Земля . Общая площадь Земли – 510 млн. км 2 ; 71% поверхности Земли – это моря и океаны, 29% – суша. При определении положения точек земной поверхности обычно относят их к общей фигуре Земли, которую называют геоидом .
_______ Геоид – это геометрическое тело, ограниченное уровенной поверхностью.
_______ Уровенная поверхность – поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах, которые находятся в спокойном состоянии, продолженная под материками.
_______ Уровенная поверхность в каждой своей точке перпендикулярна к отвесной линии, проведенной через эту точку.
_______ Фигура геоида в геометрическом отношении является весьма сложной, однако она очень близка к эллипсоиду вращения. Такой эллипсоид получается в результате вращения вокруг малой полуоси эллипса РQP1Q1 (рис. 1).
 |
_______ Эти величины определяют форму и размеры Земли. В 1946 году были приняты размеры земного эллипсоида, вычисленные группой российских ученых под руководством профессора Ф.Н. Красовского . Эти размеры: а = 6378245 м и b = 6356863 м.
3. Способы изображения земной поверхности. Метод проекций в геодезии
_______ На местности точки, линии, углы и контуры расположены в силу неровностей земной поверхности на возвышениях или впадинах. Так как возвышения и впадины являются пространственными формами, изобразить их на бумаге в виде плоской карты или плана достаточно непросто. Способы изображения земной поверхности на плоскости основываются на методе проекций .
_______ При изучении действительной поверхности Земли точки местности проецируют отвесными линиями на поверхность земного эллипсоида. Так как уровенная поверхность радиусом до 20 км может быть заменена плоскостью, при относительно небольших площадях, точки местности проецируют на горизонтальную плоскость. Положение полученных проекций точек может быть определено координатами.
_______ В результате перенесения точек на плоскость длины линий заменяют их горизонтальными проекциями, называемыми горизонтальными проложениями ; пространственные углы заменяются плоскими, и вся фигура заменяется проекцией на горизонтальную плоскость (рис. 2).
 |
4. Системы координат, принятые в геодезии
_______ В геодезии применяются следующие системы координат:
• Географическая система координат,
• Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера,
• Полярная система координат.
_______ С помощью географических координат, то есть широт ( φ ) и долгот ( λ ), определяют положение точки относительно экватора и начального меридиана.
_______ Широтой (φ) точки называется угол, составленный отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора.
_______ Долготой (λ) точки называется двугранный угол между плоскостью меридиана данной точки и плоскостью начального меридиана.
_______ 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.
_______ Долгота отсчитывается от меридиана, проходящего через Гринвич на окраине Лондона. 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 и, а также с помощью геодезических измерений.
4.2. Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера
_______ При геодезических работах на больших территориях применяется зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера (рис. 4). Для этого земной шар делится меридианами на шестиградусные или трехградусные зоны (рис. 3). Счет зон ведется к востоку от Гринвичского меридиана. Каждая зона проецируется на плоскость таким образом, чтобы средний меридиан зоны был изображен прямой линией. Средний меридиан зоны называется осевым меридианом .
_______ Изображение осевого меридиана принимается за ось абсцисс (x), изображение экватора – за ось ординат (y). За начало координат принимают точку пересечения осевого меридиана с экватором.
_______ Чтобы не иметь отрицательных ординат, ординату осевого меридиана принимают равной 500 км . Перед ординатой точки указывается номер зоны, в которой точка расположена.
Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера
 |
 |
_______ Зная географические координаты точки земной поверхности, можно вычислить зональные прямоугольные координаты, и, наоборот.
4.3. Полярная система координат
_______ В полярной системе координат используются полярные углы и расстояния. Подробнее эта система будет рассмотрена в последующих лекциях.
5. Системы высот, принятые в геодезии
_______ Для полного определения положения точек земной поверхности необходимо знать высоты точек над принятой уровенной поверхностью. Высоты точек, которые определяются относительно поверхности эллипсоида (по отвесной линии), называются абсолютными высотами .
_______ Абсолютная высота – длина перпендикуляра, опущенного из точки на уровенную поверхность, принятую за начало отсчета (поверхность эллипсоида).
 |
_______ За начало счета абсолютных высот принимается нуль Кронштадтского футштока (средний уровень воды в Балтийском море). Такая система высот называется Балтийской .
   |
 |
 |
_______ Числовые значения абсолютных высот точек земной поверхности называют отметками . Разность абсолютных высот двух любых точек называют превышением ( h ).
_______ В строительстве для отдельных зданий счет высот ведется от чистого пола первого этажа.
6. Ориентирование линий
_______ Ориентировать линию – значит определить ее направление относительно исходного меридиана.
_______ В качестве исходного направления служит меридиан начальной точки линии, или осевой меридиан зоны. Для ориентирования линий служат углы, называемые азимутами, дирекционными углами и румбами .
_______ Азимутом - горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до направления данной линии.
_______ Азимуты изменяются от 0º до 360º.
_______ Азимутом называется истинным , если он отсчитывается от истинного меридиана, и магнитным , если отсчитывается от магнитного меридиана. Направление истинного меридиана в данной точке определяется из астрономических наблюдений, а направление магнитного меридиана – при помощи магнитной стрелки.
_______ Азимут одной и той же линии в разных ее точках различен. Меридианы разных точек не параллельны между собой, так как они сходятся в точках полюсов. Отсюда азимут линии в разных ее точках имеет разное значение. Угол между направлениями двух меридианов называется сближением меридианов и обозначается γ.
_______ Для определения положения магнитного меридиана в геодезии применяют буссоль . Буссоль применяется в комплекте геодезических приборов (теодолитов, тахеометров и т.д.)
 |
_______ Для перехода от магнитного азимута к истинному надо знать величину и название склонения магнитной стрелки δ. Склонение магнитной стрелки указывается в зарамочном оформлении листа топографической карты.
_______ В зональной системе координат Гаусса-Крюгера за исходное направление принимается осевой меридиан зоны, поэтому для ориентирования используют дирекционные углы .
_______ Дирекционным углом называется горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии ему параллельной по часовой стрелке до направления данной линии. Обозначается буквой α.
_______ Дирекционные углы бывают прямыми и обратными (рис.10).
 |
_______ Обратный дирекционный угол вычисляется по формуле:
 |
_______ Румбом называется острый угол, отсчитываемый от ближайшего направления осевого меридиана (северного или южного) до данной линии (r).
Румб всегда сопровождается названием четверти, в которой расположена линия (рис. 11).
 |
7. Съемки
_______ Для составления планов и карт необходимо на местности производить геодезические измерения. Комплекс таких измерений называется съемкой.
В зависимости от приборов и методов работы съемка бывает теодолитной , тахеометрической , фототопографической и т.д.
Геодезические измерения, выполняемые на местности, называют полевыми работами . Обработка результатов измерений, вычислений и графические работы по составлению карт и планов называют камеральной обработкой полевых измерений.
Измеряемые при геодезических работах величины выражаются в метрической и угловой системах счета.
Единицей линейных расстояний является метр и производные от него (километр, сантиметр, миллиметр): 1 км = 1000 м; 1 м = 100 см = 1000 мм.
Для определения площадей основной единицей измерения является квадратный метр и производная от него единица – квадратный километр: 1 км² = 1000000 м² , а также гектар: 1 га = 10000 м² = 0,01 км² .
Единицей измерения углов, направлений является градус, дробными частями которого являются минуты и секунды: 1°= 60´= 3600″. Часто в качестве угловой меры используют радиан, равный (180/π) градусам, т.е. 1 рад = 57,29577951° = 3437,746770´ = 206264,8062″, а 1° = 0,017453293 рад.
Во многих приборах используется единица десятичной меры углов, которая равна 1/100 прямого угла – град . Град делится на 100 градовых минут, а каждая градовая минута – на 100 градовых секунд. Таким образом, 1 град = 0,9 о = 54' = 3240".
§ 4. Фигура и размеры Земли
Шарообразность Земли была установлена, как отмечалось выше, Эратосфеном примерно 2230 лет назад, однако такие же предположения были и у халдейских жрецов, изучавших движение Луны, Солнца, звезд и планет солнечной системы.
С открытием Д.Кассилем (1625 – 1712 гг.) полярного сжатия Юпитера и доказательствами И.Ньютона (1642 – 1727 гг.) о форме вращающегося в пространстве жидкого тела (форма сфероида или эллипсоида вращения ) началось детальное изучение формы Земли.
Очевидно, что шар и сфероид представляют собой математические фигуры с гладкими кривыми поверхностями (рис. 1.4), форма и
размеры которых однозначно опреде-
ляются по их основным параметрам:
для шара – это радиус R, для сферо-
ида – это размер одной из его полуо-
а или малой – b ) и
полярное сжатие α , определяемое
В действительности физическая поверхность Земли имеет весьма сложную форму, которую невозможно описать простыми математическими зависимостями. Под физической поверхностью Земли понимается поверхность суши и невозмущенная поверхность всех внешних морей и океанов. Известно, что распределение масс (плотностей) в теле Земли весьма неравномерно. Это приводит к тому, что направления отвесных линий, если форму Земли в первом приближении принять за сфероид, не будут совпадать с направлениями нормалей к поверхности сфероида. В результате образуется поверхность весьма сложной формы ( уровенная поверхность ), в каждой точке которой линия направления силы тяжести совпадает с нормалью к этой же поверхности. По предложению в 1873 г. немецкого физика Листинга (1808 – 1882 гг.) тело, ограниченное такой поверхностью, названо геоидом (землеподобным).
Геоид близок к сфероиду, но в общем случае не совпадает с ним. Отступления поверхности геоида от поверхности сфероида в некоторых местах Земли достигают ±(100 – 150) м. На акватории мирового океана форма геоида с помощью спутниковых наблюдений определяется весьма точно, с погрешностями порядка 0,1 – 0,3 м. На суше погрешность определения формы геоида уже значительна, порядка 1,5 – 2,0 м. В связи с этим для суши принята вспомогательная поверхность, положение которой определяется весьма точно. Эта поверхность называется поверхностью квазигеоида , а тело, ограниченное этой поверхностью, называют квазигеоидом .
Таким образом, зная форму геоида (квазигеоида), можно подобрать форму Земли (общий земной эллипсоид – ОЗЭ), определяемую простыми для использования математическими зависимостями, для которой выполнялись бы следующие условия:
- центр ОЗЭ совпадает с центром масс Земли;
- малая полуось совпадает с осью вращения Земли;
- объем ОЗЭ равен объему геоида (квазигеоида);
- сумма квадратов отклонений поверхности ОЗЭ от поверхности геоида (квазигеоида) в целом для всей Земли должна быть минимальной.
Для практических целей физическую поверхность Земли проектируют на вспомогательную поверхность, имеющую простую форму. Эта поверхность называется поверхностью относимости . Поверхность относимости должна
незначительно отличаться от поверхности квазигеоида в пределах какойлибо территории, например, Европы, Азии, либо отдельного государства. В масштабах всей Земли удобно использовать общий земной эллипсоид, а в масштабах ограниченной территории за поверхность относимости удобно принимать другой эллипсоид ( референц-эллипсоид ), ориентировка которого в теле Земли может отличаться от ориентировки ОЗЭ, при этом малая ось референц-эллипсоида может и не совпадать с осью вращения Земли, а быть ей параллельной. В табл. 1.1 приведена историческая справка по определению параметров земного эллипсоида (референц-эллипсоидов).
До настоящего времени используются различные референц-эллипсоиды: в Германии – эллипсоид Бесселя (1841 г.), в Великобритании – эллипсоид Кларка (1880 г.), в США – эллипсоид Хейфорда (1909 г.). В России до 1942 г. использовался эллипсоид Бесселя. При детальном исследовании этого референц-эллипсоида оказалось, что он дает весьма большие погрешности в положении точек на поверхности Земли в пределах России. Под руководством русского ученого Ф.Н.Красовского (1878 – 1948 гг.) выполнены расчеты по определению параметров референц-эллипсоида для России. С 1946 г. параметры полученного референц-эллипсоида приняты для использования в геодезических расчетах: большая полуось а = 6378245 м, полярное сжатие α = 1 : 298,3. При этом следует отметить, что полученный референцэллипсоид ( референц-эллипсоид Красовского ) в наибольшей степени определяет параметры общего земного эллипсоида. Это подтверждают и современные спутниковые измерения.
§ 5. Содержание курса и рекомендации по его изучению
Учебник предназначен для изучения общих вопросов топографии и инженерной геодезии . Вопросы, связанные с общими представлениями о фигуре и размерах Земли, рассмотрены в предыдущем параграфе. Более подробно они будут разъяснены в курсе высшей геодезии .
Что же касается объема изложения разделов топографии и инженерной геодезии , то часть из них, например, вопросы, касающиеся исследований и
поверок приборов, организации и выполнения съемок и других видов инже- нерно-геодезических работ и т.п., более подробно изучаются в курсах геодезического инструментоведения , инженерной геодезии, маркшейдерского дела , оценки точности маркшейдерских съемок и др.
Авторы не ставили целью подробное рассмотрение всех вопросов топографии и других дисциплин, и сам учебник не претендует на полное изложение всех вопросов, касающихся производства специальных геодезических работ. Однако приведенные в учебнике основные примеры производства работ и обработки результатов измерений позволят найти решение и в случаях нештатных ситуаций, научат понимать содержание специальной литературы по соответствующим вопросам, обеспечивать выполнение работ строго по действующим руководствам и инструкциям.
Учебник состоит из 16 глав. С содержанием 1-й главы Вы уже ознакомились. Во 2-й главе рассмотрены вопросы, связанные с работой с топографическими картами и планами, даны краткие сведения о картографических проекциях, используемых для составления карт различного назначения. Рассмотрены основные системы координат, используемые в геодезии. В 3-й главе дается сравнительно общая информация о погрешностях измерений, а также приводятся простейшие правила обработки результатов равноточных и неравноточных измерений. Приведен метод получения погрешности функции измеренных величин. 4-я глава посвящена методам создания Государственной геодезической плановой и высотной сети. Приведена информация об опорных съемочных сетях и ходах съемочного обоснования. Приведены формулы оценки точности построения сетей триангуляции, полигонометрии и трилатерации. В 5-й главе рассказано об основных особенностях конструкций оптических геодезических приборов, изложены вопросы, связанные с поверками геодезических приборов и работе с ними. В главе 6 приведены сведения о современных оптико-электронных геодезических приборах, приходящих на смену оптическим приборам. В главе 7 подробно рассмотрены вопросы, связанные с построением съемочного обоснования. Приведены примеры обработки разомкнутых и замкнутых теодолитных ходов. Особое внимание уделено различным вариантам привязки теодолитных ходов к исходным геодезическим сетям. В главе 8 рассмотрены виды топографических съемок местности. Подробно приведены сведения о тахеометрической съемке и о горизонтальной (теодолитной) съемке. 9-я глава содержит сведения о нивелирных работах, производстве трассирования, нивелирования площадей и др. вопросов, связанных с геометрическим нивелированием и другими видами нивелирования. О геодезических разбивочных работах приводится информация в главе 10. В 11-й и 12-й главах изложены вопросы, связанные с геодезическими работами при строительстве различных инженерных сооружений, в том числе – строительстве подземных сооружений. Отдельно рассмотрены геодезические работы на геологических предприятиях (глава 13). Глава 14 посвящена вопросам организации и проведения наблюдений за деформациями инженерных сооружений. Об особенностях точных и высокоточных геодезических измерений
рассказано в главе 15. В главе 16 рассмотрены способы и методы уравнивания геодезических построений.
Содержание курса геодезии иллюстрировано примерами расчетов и обработки данных, чаще всего встречающимися на практике. Многие из приведенных примеров Вам встретятся и на лабораторных работах в Ваших заданиях, другие примеры приводятся для подкрепления теоретической части рассматриваемого в учебнике вопроса.
В конце учебника приведен предметный указатель, ссылки которого помогут быстро отыскать то место в учебнике, где наиболее полно можно будет посмотреть о данном понятии или определении.
При изучении курса геодезии, а также и при работе на производстве, Вам придется решать большое число разнообразных ответственных задач, связанных с полевыми измерениями и камеральными расчетами. В связи с этим авторы считают полезным привести отдельные весьма необходимые правила, сформулированные замечательным геодезистом В.В.Витковским [6] еще в начале 1900-х годов:
- держать в порядке полевые журналы, так, чтобы ими мог пользоваться в последствии не только сам наблюдатель, но и другие лица;
- писать разборчиво, чтобы каждый мог понять сущность дела и отыскивать, если понадобится, необходимые числа;
- тщательно изучить и поверить инструменты, а также выработать такой порядок наблюдений, при котором по возможности исключались бы инструментальные погрешности, и получалась бы поверка всех наблюдений;
- не добиваться невозможного на практике полного устранения всех погрешностей и не избегать так называемых приведений (поправок); легче измерить и принять потом в расчет малую величину, чем сделать ее нулем;
- сообразно требуемой точности производить вычисления с различным числом десятичных знаков; не утруждать себя в вычислениях семизначными числами, если по точности можно обойтись и четырехзначными;
- стараться не ошибаться в числовых выкладках; если вычисление не удалось, то не впадать в отчаяние, а утешаться предвкушением удовольствия предстоящего открытия и исправления ошибки; опыт показывает, что если полученная ошибка вынуждает повторить вычисление по той же формуле, то весьма часто ошибаются вновь, и на том же месте;
- неуклонно добиваться поверок (контроля) и не начинать следующей ступени расчетов, пока предыдущая не поверена;
- каждый должен следить за успехами той отрасли знания, которую он избрал поприщем своей деятельности.
Последнее правило касается, в частности, сбора литературы по своей специальности, в том числе и по геодезии. Этим надо заниматься в процессе учебы, с первого курса, поскольку дефицит учебной и научной литературы сейчас весьма ощутим. Тех руководств и инструкций, которыми Вам придется пользоваться на предприятии, будет недостаточно для решения большого круга задач, непосредственно относящихся к геодезическим и маркшейдерским работам. Редко в инструкциях или руководствах даются указания « как
Геодезия - наблюдение за измерением земной поверхности, проводимое для определения формы и размера Земли, изображений земной поверхности в виде планов, карт и записей; для строительства и безопасной эксплуатации различных гражданских и военных объектов.
В процессе его развития геодезия была разделена на несколько независимых дисциплин: пространство, топография, картография, аэрофотосъемка, фотограмметрия, геодезия и техника. Инженерная или прикладная геодезия изучает геодезические работы по разведке, проектированию, строительству и эксплуатации различных сооружений, устранению проекта в природе.
Единицы измерения, используемые в геодезии.
Используется для измерения для измерения длины линий, площадей, объемов, углов и временных интервалов. В качестве вспомогательных мер: вес, давление, температура и другие.
В 1924 году Россия приняла базовую единицу международной измерительной системы, которая служит Международному измерителю и Международному килограмму. Углы измеряются в градусах, гранах или радианах. Один градус - 1/90 прямого угла; он также пропорционален 1/360-му кругу. Градус делится на 60 минут, минута на 60 секунд. Один град состовляет - 1/100 прямого угла и делится на 100 %, или градусов Цельсия, которая, в свою очередь, делится на 100 секунд. Угол в этой системе, также называемый десятичной или децимальным, указывает: 46g67s89ss или 46g, 6789. Связь между десятичной и степенной системами: 1 g = 0,9 ° = 54 ', 1 s = 0,54' = 32,4 дюйма, I ss = 0,324 ".
Radian Основная единица измерения плоских углов в математике. Значение кривизны, равное углу между двумя радиусами окружности, с длинной дугой между ними равно радиусу. Таким образом, полный угол равен 2π радиан. Поскольку размер угла, выраженного в радианах, равен отношению длины дуги окружности к длине его радиуса, Радиан - безразмерная величина. Таким образом, этот радиан (RAD) часто опускается.
Эта система является международной и внедрена Россией в 1963 году. Ее связь с системой степени заключается в следующем: 1 рад = 57,3 ° = 3438 '= 206265 «При указанном угле, выраженном в объеме радиана, его необходимо делить в радианах, т. Е. Arad = a ° / 57,3 °. Измеряется длина линий в рельефе в метрах и километрах, а также в чертежах в сантиметрах и миллиметрах.
Площадь измеряется в квадратных метрах (квадратные метры или м2), а также в гектарах (га), при этом 1 га составляет 10 000 м2 и 1 км2 = 100 гектаров.
При геодезических измерениях вы должны иметь в виду, что цифровую запись измерений можно оценить по ее точности, например, 109,0 109 и различным точкам геодезического производства. Первое число учитывает одну десятую метра, в да. Второе число определяет длина линии до одного метра, возможно, что длина этой линии содержит десятые доли метра, и нет необходимости их учитывать. Если округление чисел, полученных во время измерений или расчетов, необходимо, правило применяется. Число округленных число не изменяется, если оно равно 4 или меньше, эта цифра увеличилась до единицы, если отбрасываемая цифра равна 5 или выше, а в литой части после 5, а номер, который должен быть сброшен, не должен быть 0. Таким образом, число 12.6543 после округления я был до двух знаков после запятой, должен быть равен 12,65; и число 12,6501 после округления до одного десятичного знака становится равным 12. 7. Если отброшенный номер содержит 5 с нулевым или без него, последняя цифра округленного числа увеличивается, если она нечетная, и остается неизменной, если она четная. Например, на 12 750 12 650 и после округления до одного десятичного знака это выглядит так: первые 12. 8; второй 12. 6.
Положение точки на земной поверхности для определения координат в соответствующей системе координат. Значение координат, определяющих положение точки на плоскости или в пространстве относительно направлений и плоскостей, взятых как начальное в данной системе координат.
В инженерной геодезии работают преимущественно на небольших участках земли, что позволяет не учитывать сферическую поверхность Земли и позволяет использовать систему плоских прямоугольных координат для определения положения точки (рис.1 ).
Система состоит из двух взаимно перпендикулярных линий (осей), лежащих в горизонтальной плоскости. В геодезии предполагается, что координатная плоскость совпадает с плоскостью горизонта в данной точке O, являющейся началом этих координат; Ось x всегда северная и вдоль оси y к востоку. Северное направление оси х считается положительным (+) южным отрицательным (-); направление оси Y положительно на восток, а отрицательное - на запад. Например, положение точки A определяется в координатах + xa + ya.
Также в инженерной геодезии используется полярная система координат. В полярной системе координат (рис. 2) расположение любой точки на плоскости, определяемой радиусом вектора R, создает точку o, называется углом полюса, измеренным по часовой стрелке от линии Ox (полярная ось) до радиус-вектора. Положение полярной оси в плоскости может быть выбрано произвольно; иногда он сочетается с направлением меридиана, проходящего через полюс О.
Чтобы полностью охарактеризовать положение на земной поверхности, необходимо знать и третью размерную высоту. На строительной площадке обычно высота - это расстояние между точками объекта по вертикали. В геодезии эта концепция расширяется. В геодезии высоты (рис. 3) имеются абсолютные, условные и относительные.
Абсолютная высота точки на земной поверхности (или HB) - это расстояние от точки до прямой линии поверхности государственной геодезической сети, начальная (ноль) (рис. 3). В нашей стране исходная (нулевая) поверхность получается, как результат, на поверхности Балтийского моря, т. Е. На балтийской системе высот.
Условная высота точки на земной поверхности - это расстояние от точки до прямой в произвольной горизонтальной плоскости.
Относительная высота или превышение (h), точка называется ее высотой больше, чем другая точка на поверхности земли; это отмечено через h. Например, превышение точки B над точкой A будет h = HB-HA. Численное значение высоты точки называется ее ометкой.
Под измерениями понимается процесс сравнения величины с другой однородной величиной, взятой за единицу. При всем разнообразии наземных измерений все они в основном сводятся к трем типам:
Высотная - (выравнивание) определяется разницей между высотами отдельных точек;
Линейная - определяет расстояния между данными точками;
Угловая - определяет значения горизонтального и вертикального углов между направлением данной точки.
Измерение называется прямым, если они выполняются с помощью приборов, которые позволяют прямо сравнивать измеренное значение и значением, заданное на единицу, а также косвенные, когда желаемое значение получается путем расчетов на основе результатов прямых измерений. Поэтому угол треугольника может быть непосредственно измерен с помощью гониометра (прямого измерения) или рассчитан путем измерения трех сторон треугольника (косвенного измерения).
Эталон и его роль
Эталон - это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы измерения, чтобы передать ее размер другим измерительным приборам. Из эталона единица измерения передается на эталон разряда, а от них - к рабочим измерительным приборам. Модели классифицируются как первичные, вторичные и рабочие.
Первичный эталон - это эталон, который воспроизводит единицу физического количества с максимальной точностью в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Основное руководство может быть национальным (государственным) и международным.
За 100 лет существования описанного прототипа килограмма, конечно, были попытки создать более современный эталон, основанный на фундаментальных физических константах масс различных атомных частиц (протонов, электронов и т. Д.). Тем не менее, нынешний уровень научно-технического прогресса еще не смог воспроизвести этот новый метод для массы килограмма с меньшей погрешностью, чем существующая. Отклонение массы эталонов, установленных на международном уровне сравнения, демонстрирует достаточную степень стабильности.
Получения результатов значений физических величин, путем выполнения непосредственных действий при помощи специальных геодезических приборов и технологий принято называть - геодезические измерения.
В геодезии, в каком бы направлении не работали специалисты, в большинстве случаев окончательной целью работы считается определение координат точек, других параметров измерений в математической форме, их отображение в графических материалах и определения фактического положения относительно исходных данных. Для этого необходимо проводить прямые и косвенные измерения. То есть, если значение величины можно получить с помощью приборов непосредственным контактом при измерении, это считается прямыми измерениями. При невозможности получить требуемую величину непосредственным путем их определяют через функциональную зависимость такой величины и инструментально измеряемой. Такие измерения считаются косвенными.
Геодезические измерения – виды и области
Классифицировать геодезические измерения можно также по области применения, признакам измерения и назначению измеряемых величин. В результате чего следует выделить целый список:
- угловые;
- линейные;
- высотные;
- координатные; ;
- астрономо-геодезические;
- геодинамические;
- базисные;
- гироскопические;
- створные.
Угловые геодезические измерения сводятся к измерениям горизонтальных углов между точками наблюдений и вертикальных углов, которые необходимы для вычислений значений таких величин как горизонтальные проложения (длина линии на горизонтальной плоскости).
Линейные геодезические измерения представляют собой непосредственные определения расстояний между теми же точками наблюдений, которые участвовали при угловых измерениях, возможны измерения только длин сторон между точками съемки.
Высотные измерения выполняются с целью определения разности высот между точками и получения их высотных координат (абсолютных отметок).
Координатные измерения используются с помощью технологий, позволяющих определять положение точек наблюдений в исходной системе отсчета (координат). К таким геодезическим измерениям относятся тахеометрическая съемка, спутниковые наблюдения, определение координат точки стояния, с использованием опций предусмотренных в современных электронных тахеометрах по решению обратной геодезической засечки непосредственно в полевых условиях.
Астрономо-геодезические измерения позволяют определять геодезические координаты пунктов.
Геодинамические измерения заключаются в определение положения геодезических пунктов относительно исходных точек с учетом временного фактора.
Базисные измерения сводятся к определению длины опорной базисной стороны с помощью специального мерного базисного прибора.
Гироскопические измерения имеют своей целью определение дирекционных углов сторон, с помощью предназначенных для этого специальных приборов гироскопов. Применяется такой способ измерений, например, для повышения точности измерений в подземной опорной маркшейдерской сети методом вставки стороны полигонометрического хода с дополнительным высокоточным измеренным дирекционным углом.
Створные измерения связаны с определением отклонений местоположения точек от прямой (створной) линии. Использоваться такой способ можно, например, для определения фактического положения линии очистного забоя при маркшейдерском обслуживании в угольных шахтах.
Составляющие факторы геодезических измерений
Геодезический процесс измерений возможен при наличии нескольких факторов, а именно:
- объекта съемки, имеется в виду, что именно измеряется,
- субъекта измерений, то есть - кто производит измерения, его квалификация и навыки,
- средств измерений, а именно геодезических приборов и инструментов,
- методов съемок, имеется в виду набора правил и приемов с использованием средств измерений,
- соответствующих условий окружающей внешней среды в момент исполнения съемки.
Характеристики и дальнейшая классификация измерений
В рамках геодезических измерений следует отметить, что любое из них выражается:
- количественной характеристикой, в виде собственно измеренных величин горизонтального угла, длины, высоты или других параметров,
- и качественной характеристикой, которая дает оценку точности полученных результатов
Геодезические измерения, выполненные специалистами одинаковой квалификации (в идеале одним и тем же физическим лицом), приборами одной и той же точности, с применением такого же метода исполнения, в тех же условиях окружающей среды (сезон, время суток, температура, давление и некоторых других) называют равноточными. Если хотя бы одно из перечисленных условий не соблюдено, то измерения считаются неравноточными.
Многие измерения производят геодезическими приборами, которые конструктивно предназначены выполнять измерения с задекларированными техническими характеристиками. Отсюда следует, что их можно классифицировать, как собственно и сами средства измерений по следующей шкале:
- технической точности;
- точные;
- высокоточные.
Интересно отметить, что для получения результата какого-либо измерения требуется померить его всего один раз. То есть это считается необходимым измерением. В геодезической и маркшейдерской практике, согласно разным методам выполнения измерений, для исключения грубых погрешностей и соблюдения требуемой точности работ предусматривают разное количество измерений. Так длины сторон полигонометрического хода меряют рулетками по два раза со смещениями по шкале рулетки. Горизонтальные и вертикальные углы также измеряются двумя повторениями. При измерении расстояний электронными тахеометрами можно выставить опцию однократного или многократного измерений. Выполняя измерения превышений нивелиром между точками, в определенных случаях меряют его два раза с изменением горизонта инструмента. Все эти измерения считаются достаточными или избыточными. Таким образом, заключительная классификация геодезических измерений включает в себя:
Читайте также: