Угловые измерения в геодезии реферат
Обновлено: 05.07.2024
Методические указания освещают способы изучения теодолита Т30, его поверки и приемы работы с ним, выполнение измерений горизонтальных и вертикальных углов, и необходимых расчетов, правила оформления журналов измерений горзонтальных и вертикальных углов.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| soldatkina_ma_po_op.05_geodeziya_dlya_sayta.doc | 874.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Государственное автономное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
Кузбасский техникум архитектуры, геодезии и строительства
УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ В ГЕОДЕЗИИ
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ ОП.05 ГЕОДЕЗИЯ
для студентов очной формы обучения
специальности: 270831 Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов
1 Основные достоинства оптических теодолитов
2 Устройство теодолитов
3 Поверки и юстировки теодолитов
4 Измерение углов теодолитами
4.1 Измерение горизонтального угла способом приемов
4.2 Измерение горизонтального угла способом круговых приемов
4.3 Измерение вертикального угла
Занятия по изучению устройства теодолита, выполнению поверок и юстировок теодолита, а также по измерению горизонтальных и вертикальных углов являются первыми лабораторными занятиями по учебной дисциплине ОП.05 Геодезия. Это объясняется важностью данного вида измерений и
необходимостью знаний и навыков, полученных на этих занятиях для
формирования профессиональной компетенции ПК 1.1. Участвовать в геодезических работах в процессе изыскания автомобильных дорог и аэродромов и для усвоения последующего материала по дисциплине.
Лабораторные занятия проводятся после лекции по изучаемой теме.
Изучаются наиболее применяемые в строительстве марки теодолитов и
методы измерения горизонтальных и вертикальных углов. Занятия
проводятся с подгруппой, которая, в свою очередь, разбивается на бригады
численностью не более 3-х человек. Каждая бригада получает на занятие
теодолит, штатив, журнал для записи измерений, технический паспорт
теодолита.
1 Основные достоинства оптических теодолитов
Главное преимущество оптического теодолита перед своими высокотехнологическими электронными собратьями – простота конструкции и независимость от элементов питания. Разумеется, цена оптического теодолита значительно ниже электронных аналогов, что также объясняет его популярность среди геодезистов, ведь зачастую от прибора требуется выполнение его изначальной функции – исключительно измерения направлений и вычислений углов. При этом пользователь не видит смысла переплачивать огромные деньги за большое количество дополнительных функций, таких как большой объем памяти, наличие фотокамер или беспроводных интерфейсов передачи данных. Оптический теодолит обладает минимальным набором возможностей – но эти возможности являются ключевыми, и этот прибор справляется с поставленными задачами на все сто процентов. Оптические теодолиты – надежные приборы, проверенные временем. Благодаря отсутствию в своей конструкции электронных элементов, оптические теодолиты могут работать в таких условиях, где применение электронных теодолитов и тахеометров не представляется возможным. Эти приборы успешно эксплуатируются в условиях экстремально низких температур и даже сильного радиационного заражения местности.
Именно оптические теодолиты пришли на помощь во время ликвидации последствий аварии на АЭС Фукусима в Японии, несмотря на то, что эта страна является признанным лидером в производстве высокотехнологических электронных приборов. Оптические теодолиты имеют прочный и надежный корпус, обеспечивающий превосходную защиту от внешних факторов. Даже в условиях проливного дождя, пыльной бури, крепких морозов или вибраций на строительной площадке эти приборы сохраняют работоспособность и гарантируют получение точных результатов измерений.
2 Устройство теодолита
Цель задания: изучить название основных частей теодолита, освоить их взаимодействие и научиться производить отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.
Пособия и принадлежности: комплект теодолита – сам прибор, штатив, ориентир-буссоль, нитяной отвес. Рабочая тетрадь.
1. Высокоточные, или прецизионные теодолиты. Имеют угловую точность до 1”, чаще всего применяются при работах по построению геодезических сетей сгущения, в полигонометрии и триангуляции, а также в наблюдениях за деформациями зданий и сооружений.
2. Точные теодолиты. Самая распространенная и востребованная группа. Приборы имеют угловую точность от 2” до 5”, применяются в топографии, землеустройстве, различных ландшафтных и строительных работах.
3. Технические теодолиты. Способны определять углы с погрешностью до 60”, применяются в работах, не требующих повышенной точности, например в околостроительных, отделочных работах, в мелиоративных и лесомелиоративных мероприятиях.
Остановимся подробнее на оптическом теодолите Т30.
1 – кремальера; 2 - диоптрийное кольцо; 3 - колпачок, под которым расположены исправительные винты сетки нитей; 4 - оптический визир; 5 - вертикальный круг; 6 - подставка зрительной трубы; 7 - закрепительный винт лимба; 8 - основание футляра; 9 - становой винт; 10 - исправительный винт уровня; 11 - закрепительный винт алидады; 12 - цилиндрический уровень; 13 - закрепительный винт зрительной трубы; 14 - зрительная труба; 15 - наводящий винт зрительной трубы; 16 - наводящий винт алидады; 17 – подставка; 18 - подъемный винт; 19 - наводящий винт лимба; 20 - окуляр шкалового микроскопа; 21 - зеркало
Рисунок 1 - Общая схема основных частей теодолита
Теодолит Т30 является малогабаритным повторительным теодолитом закрытого типа. Он устанавливается на головку штатива вместе с круглым основанием 8 металлического упаковочного футляра и прикрепляется становым винтом 9. К основанию наглухо прикреплена подставка 17 с тремя подъемными винтами 18. Лимб и алидада имеют зажимные винты 7, 11 и наводящие винты 19 и 16. Зажимные (закрепительные) винты лимба и алидады обеспечивают как совместное, так и раздельное вращение этих частей теодолита, что позволяет измерять углы способами приемов и повторений.
На корпусе алидады установлен цилиндрический уровень 12, с помощью которого ось вращения прибора приводится в отвесное положение подъемными винтами. Так как алидада вертикального круга не имеет уровня, то уровень горизонтального круга располагается параллельно коллимационной плоскости. Внутри колонки закреплены втулки, в которых вращается ось зрительной трубы. К корпусу трубы прикреплен вертикальный круг. Вертикальный круг 5 снабжен зажимным (закрепительным) 13 и наводящим 15 винтами.
Зрительная труба 14 с внутренним фокусированием имеет увеличение 20 х и оснащена просветленной оптикой. Фокусирование трубы осуществляется вращением кремальеры 1, установка сетки нитей по глазу наблюдателя – вращением диоптрийного кольца окуляра 2. По обе стороны трубы имеются оптические визиры 4 для ее грубого наведения на наблюдаемые предметы.
Горизонтальный и вертикальный угломерные круги диаметром 70мм – стеклянные. Круги разделены делениями от 0 0 до 360 0 через 10 / , каждое градусное деление оцифровано. С помощью специальной оптической системы изображение горизонтального и вертикального кругов передается в поле зрения отсчетного микроскопа 20 – оценщика, окуляр которого расположен рядом с окуляром зрительной трубы. Отсчет и оценка долей наименьшего деления круга производится по неподвижному индексу. Угломерные круги освещаются при помощи откидного зеркала 21.
штриховой микроскоп с отсчетами по вертикальному кругу – 358° 48' , по горизонтальному – 70° 05' ( а ); шкаловой микроскоп с отсчетами: по вертикальному кругу – 1° 11,5', по горизонтальному – 18° 22' ( б ); по вертикальному кругу – -0° 46,5' по горизонтальному – 95° 47' ( в )
Рисунок 2 - Поле зрения отсчетных устройств
Для наблюдения предметов, расположенных под углом более 45 0 к горизонту, а также для центрирования теодолита над точкой используются окулярные насадки, надеваемые на окуляры зрительной трубы и отсчетного микроскопа 20.
Новая модификация теодолита 4Т30П снабжена съемной подставкой со встроенным оптическим центриром и зрительной трубой прямого изображения. Средние квадратические погрешности измерения одним приемом горизонтального и вертикального углов составляют соответственно 20 и 30 // .
Вопросы для самоконтроля
1. Основное назначение теодолита и его основные части.
2. Что называется лимбом горизонтального и вертикального кругов? Как определяется цена деления лимба?
3. Что такое точность отсчетного устройства? Как она определяется?
4. Как фокусируется труба на резкость? Как устанавливается по глазу и предмету? Что делается первым и почему?
5. Каково назначение оптического визира?
6. Принцип действия зажимных и наводящих устройств теодолита?
3 Поверки и юстировки теодолита
Цель задания : закрепить знания, полученные на лекциях, и приобрести навыки выполнения поверок и юстировок теодолита.
Приборы и принадлежности : комплект теодолита.
Перед началом измерений теодолит необходимо тщательно осмотреть и проверить, т.к. даже серийно выпускаемые приборы имеют свои индивидуальные особенности. В первую очередь производят проверку и регулировку его механических деталей, обращая внимание на состояние и работу всех винтов прибора: подъемных, зажимных и наводящих винтов лимба и алидады, наводящего винта уровня вертикального круга, исправительных (юстировочных) винтов уровней, колонок, сетки нитей и т.п. вращение лимба и алидады должно быть плавным, без заеданий и колебаний. Горизонтальный и вертикальный угломерные круги не должны иметь механических повреждений; изображения делений шкал и сетки нитей должны быть четкими. Зрительная труба должна быть уравновешенной (центр тяжести должен находиться в районе оси ее вращения) и иметь свободное вращение. Присутствие пыли и грязи на оптических деталях прибора не допускается. После внешнего осмотра теодолита выполняют его поверки и юстировки.
Действия, имеющие целью установить соблюдение предъявляемых к конструкции прибора геометрических условий, называются поверками.
Для обеспечения выполнения нарушенных условий производят юстировку (регулировку) прибора.
Поверки позволяют удостовериться в правильном взаимном положении осей теодолита (Рисунок 3.а). К таким осям относятся: UU – ось цилиндрического уровня горизонтального круга; VV- вертикальная ось вращения теодолита; HH- горизонтальная ось вращения зрительной трубы; PP- визирная ось зрительной трубы, КК / К // - визирная ось оптического отвеса.
Выполнение поверок технических теодолитов проводят в такой последовательности.
а – общая; б – е – при поверках
Рисунок 3 - Схемы геометрических осей теодолита
1. Ось UU цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна вертикальной оси VV вращения теодолита (Рисунок 3.б).
Выполнение этого условия позволяет с помощью уровня устанавливать ось вращения теодолита в отвесное положение, а следовательно, плоскость лимба – в горизонтальное.
Поверку выполняют в такой последовательности. Теодолит устанавливают на штативе, проверяют устойчивость штатива и подставки. Убедившись в их устойчивости, алидаду горизонтального круга ставят так, чтобы ось UU уровня располагалась параллельно направлению любых двух подъемных винтов подставки и, вращая их в разных направлениях, приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Поворачивают алидаду на 90 0 и третьим подъемным винтом снова устанавливают пузырек уровня в нуль-пункт. Затем ось UU уровня возвращают в первоначальное положение и, если необходимо, подправляют уровень подъемными винтами. Поворачивают алидаду на 180 0 и оценивают смещение пузырька уровня от среднего положения. При смещениях пузырька больше одного деления выполняют юстировку уровня, т.е. устраняют неисправность. Для этого пузырек перемещают исправительными винтами уровня к нуль-пункту на половину величины смещения, а вторую половину исправляют подъемными винтами. После этого возвращают ось UU уровня в первоначальное положение и убеждаются в устойчивости уровня.
Практически эту поверку приходиться выполнять в указанной последовательности 2-3 раза, пока при повороте алидады на 180 0 пузырек уровня не будет смещаться больше чем на одно деление. В случае невыполнения условия уровень нуждается в замене.
2. Визирная ось PP трубы должна быть перпендикулярна горизонтальной оси HH вращения трубы (Рисунок 3.в).
Как известно, визирная ось трубы проходит через оптический центр объектива и перекрестие сетки нитей. Если указанное условие выполняется, то при вращении трубы вокруг горизонтальной оси визирная ось образует коллимационную плоскость. При несоблюдении условия визирная ось будет описывать не плоскость, а две конические поверхности.
Угол между фактическим положение визирной оси и требуемым положение называется коллимационной плоскостью.
Поверку выполняют в такой последовательности. Вертикальную ось теодолита приводят в отвесное положение. Для этого сначала устанавливают уровень теодолита по направлению двух подъемных винтов и, вращая их в разные стороны, приводят пузырек на середину ампулы. Поворачивают теодолит на 90 0 и вращением третьего подъемного винта приводят пузырек снова на середину. Наводят трубу на удаленную, ясно видимую точку, закрепляют лимб и берут отсчет а 1 по горизонтальному кругу. Отпускают зажимной винт зрительной трубы и переводят трубу через зенит. Открепляют зажимной винт алидады и, наводят трубу на ту же точку, берут повторный отсчет а 2 . Если отсчеты а 1 и а 2 равны или отличаются не более чем на двойную точность отсчетного устройства, теодолит исправен, если больше – неисправен.
Объектом исследования являются угловые геодезические измерения.
Цель работы – раскрыть понятие теодолит, рассмотреть их классификацию, устройство, поверки. Осветить принципы измерения горизонтальных и вертикальных углов, а также познакомиться с высокоточными измерениями.
Рассмотрены вопросы классификации теодолитов
основная часть. 5
1. Классификация теодолитов. Оптико-механические и электронные теодолиты. 5
2. Устройство и поверки теодолитов. 6
3.Принципы измерения горизонтальных и вертикальных углов. 9
4.Высокоточные угловые измерения. 10
список использованных источников.. 13
Введение
Инженерно-геодезические работы являются чрезвычайно важной и неотъемлемой частью комплекса работ по изысканиям, проектированию, строительству и эксплуатации автомобильных дорог, сооружений, объектов лесного хозяйства.
На современном этапе развития научно-технического прогресса происходят фундаментальные изменения технологии и методов проектно-изыскательных работ и строительства инженерных объектов, что находит отражение в изменении состава и методов производства инженерно-геодезических работ.
Современное строительное производство невозможно без широкого использования геодезических приборов, одним из которых является Теодолит.
Основная часть
Угловые геодезические измерения.
Угловые измерения производят для того, чтобы определить в пространстве взаимное положение точек местности.То есть определение горизонтальных и вертикальных углов данных
Для определения планового положения точек измеряют горизонтальный угол. Для определения превышений между точками измеряют вертикальные углы (углы наклона). Под вертикальным углом понимают угол между стороной и ее проекцией на горизонтальную плоскость. Вертикальные углы всегда отсчитываются от проекции к стороне. Если сторона выше проекции, то угол считают положительным, если ниже — отрицательным. Вертикальные углы могут принимать значения в пределах от —90° до +90°.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ (3 урока)
Первый урок:
1)Принцип измерения углов
2)Схема теодолита и его основные оси
Принцип измерения углов на местности
Угловые измерения производят для определения взаимного положения точек на местности. Горизонтальные и вертикальные углы необходимо измерять при создании планово-высотного обоснования топографических съемок, для привязки к пунктам государственной геодезической сети, для прокладки теодолитных ходов, для выполнения тахеометрических съемок и для решения многих инженерных задач.
Горизонтальный угол - двугранный угол, ребро которого образовано отвесной линией, проходящей через данную точку. Он определяется как угол между горизонтальными проекциями двух направлений из вершины угла. Представим горизонтальную плоскость, проходящую через вершину угла и две плоскости, проходящие через заданные направления, образующие двугранный угол. При измерении угла между направлениями АВ и АС из данной точки А измеряется не угол β' , а угол между проекциями этих направлений на горизонтальную плоскость A B ' и A C ' , который и является горизонтальным углом β.
Схема измерения углов на местности
ν b ГК а c ν b
ВК β' B ' горизонтальная
А С плоскость
Роль горизонтальной плоскости в угломерном инструменте (теодолите) выполняет стеклянный круг , на котором нанесена круговая шкала с градусными делениями и который располагают над вершиной измеряемого угла. Этот круг называется лимбом. При измерении лимб должен быть неподвижен и горизонтален . Центр лимба должен находиться точно над вершиной измеряемого угла. Чтобы отметить на лимбе отсчет (снять отсчет) по проекциям ab и ac над неподвижным лимбом вместе со зрительной трубой вращается при наведении на цели алидада . На алидаде расположено отсчетное устройство , с помощью которого с лимба снимаются отсчеты в отсчетном микроскопе в градусах, минутах и секундах. Разность отсчетов по лимбу и дает величину измеряемого горизонтального угла β = с - b .
Вертикальный угол в общем случае - угол в вертикальной плоскости между двумя направлениями . Если одно из направлений лежит в горизонтальной плоскости, то такой угол называют углом наклона ν . Можно сказать также, что угол наклона - это угол между горизонтальной линией в вертикальной плоскости и визирным лучом, направленным на точку. На схеме показаны два угла наклона ν В и ν c .
В современных электронных тахеометрах измеряется иногда не угол наклона, как вертикальный угол от горизонтальной плоскости, а вертикальный угол от отвесной линии, который называется зенитным расстоянием Z .
Зенитное расстояние Z - Зенит
- вертикальный угол между отвесной линией визирная
и заданным направлением. Z цель C
+ ν с
ν = 90 ˚ - Z . с горизонтальная плоскость
Z = 90˚ - ν c o - ν В
Отвесная линия ВК В
2 . Теодолиты
Теодолит – геодезический прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов, расстояний и углов ориентирования.
Схема теодолита и его основных осей:
ZZ - вертикальная ось прибора(ось Z
вращения теодолита) ВК V
HH - горизонтальная ось прибора
(ось вращения зрительной трубы);
UU - ось цилиндрического уровня; Н Н
VV - визирная ось зрительной трубы.
Оси должны находиться в строгом U V U
соответствии друг с другом, то есть алидада
UU ZZ , VV HH , HH ZZ .
подъемный винт
В соответствии с принципом измерения углов теодолит имеет два оцифрованных круга ГК и ВК , плоскости которых должны надежно устанавливаться специальными приемами и приспособлениями параллельно (ГК) и перпендикулярно (ВК) плоскости горизонта. Эти круги называют лимбами. Алидада - дополнительный круг с отсчетным устройством. При измерении углов алидада при ГК вместе с колонками и зрительной трубой движется в горизонтальной плоскости при неподвижном ГК. При измерении углов наклона алидада при ВК всегда неподвижна, а вместе с трубой в вертикальной плоскости перемещается ВК с вертикальным лимбом. Помимо лимбов и алидад, имеются зрительная труба , цилиндрический уровень, подъемные винты – для установки прибора в рабочее положение, закрепительные и наводящие винты лимба и алидада , закрепительный и наводящий винты зрительной трубы.
Зрительные трубы
Зрительная труба служит для наблюдения удаленных объектов. При этом в ней должна обеспечиваться четкая видимость объекта и прицельной точки прибора (перекрестья сетки нитей). Существуют зрительные трубы с обратным изображением ( астрономические ) и с прямым изображением ( земные ).
В современных приборах применяются зрительные трубы с внутренней фокусировкой . Основные части трубы: объектив, фокусирующая линза ( имеет возможность перемещения вдоль оптической оси трубы), сетка нитей, окуляр крепежные винты окуляра , исправительные винты сетки нитей . На трубе или рядом с трубой размещен винт фокусировки ( кремальера ). В земных трубах – с прямым изображением- перед сеткой нитей устанавливают призменную оборачивающую систему.
Схема зрительной трубы
объектив фокусирующая линза сетка нитей
окуляр
Сетки нитей некоторых теодолитов
Т2, Т15, Т30 Т1 Т2А
Сетка нитей – тонкий стеклянный диск с нанесенными на него горизонтальной и вертикальной нитями. Часто половину вертикальной нити выполняют в виде двойной линии – биссектора. Почти все теодолиты имеют так называемые дальномерные нити , используемые для измерения расстояний.
Светопропускание определяет в процентах видимую яркость изображения предмета. Для увеличения светопропускания на оптические детали наносят специальные тонкие покрытия.
Уровни и компенсаторы наклона
Уровни предназначены для ориентирования основных осей приборов относительно отвесной линии (параллельно или перпендикулярно). В зависимости от формы ампулы уровни подразделяются на цилиндрические и круглые . Цилиндрический уровень представляет собой стеклянную трубку, которая при создании прибора заполнялась нагретым до 60˚ спиртом или эфиром а потом запаивалась. После охлаждения жидкость сжалась, и в трубке образовалось небольшое пространство , заполненное парами спирта, которое называют пузырьком уровня .
Круглые уровни служат для предварительной грубой установки прибора в рабочее положение. Их точность значительно ниже точности цилиндрических уровней. Внутренняя поверхность стеклянной ампулы уровня имеет сферическую поверхность. Ось круглого уровня – вертикальная линия, которая проходит через нуль-пункт перпендикулярно к плоскости, касательной к сферической поверхности в нуль-пункте. Ось цилиндрического уровня – линия, касательная к сферической поверхности в точке нуль-пункта .
Все большее применение находят компенсаторы наклонов , заменяющие цилиндрические уровни. В этом случае прибор снабжается только круглым уровнем либо цилиндрическим уровнем сравнительно невысокой точности. После грубой установки компенсатор наклона без дополнительных действий производит установку прибора в рабочее положение.
Введение…………………………………………………………………….…
3
1. ГЕОДЕЗИЯ КАК НАУКА ………………………………………………..
1.1. Понятие геодезических измерений……………………………………..
1.2. Единицы измерений, применяемые в геодезии……………………….
1.3. Понятие о погрешностях измеренных величин и характеристиках точности измерений………………………………………………………….
5
5
7
9
2. ЛИНЕЙНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ………………………………………………
2.1. Измерение длины линий мерными приборами………………………..
2.2. Измерение длины линий дальномерами……………………………….
2.3 Принципы измерения углов. Теодолиты ………………………………
2.4 Классификация теодолитов……………………………………………..
2.5 Штативы, визирные цели и экеры………………………………………
14
14
18
23
24
26
3. ПРОВЕДЕНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ НА САХАЛИНЕ……….
3.1. Какие компании имеют лицензию и виды работ…………………….
3.2. Проекты………………………………………………………………….
3.3. Перспективы геодезических служб…………………………………….
30
30
Список использованной литературы………………………………….…
Файлы: 1 файл
Основы геодезических измерений! (старое).docx
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Сахалинский Государственный Университет
Технический нефтегазовый институт
Основы геодезических измерений
Автор работы ___________________________ Р. В. Сацук
Научный руководитель ___________________________ О. М. Зарипов
1.1. Понятие геодезических измерений……………………………………..
1.2. Единицы измерений, применяемые в геодезии……………………….
1.3. Понятие о погрешностях измеренных величин и характеристиках точности измерений……………………………………………………… ….
2.1. Измерение длины линий мерными приборами………………………..
2.2. Измерение длины линий дальномерами……………………………….
2.3 Принципы измерения углов. Теодолиты ………………………………
2.4 Классификация теодолитов……………………………………………..
2.5 Штативы, визирные цели и экеры………………………………………
3. ПРОВЕДЕНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ НА САХАЛИНЕ……….
3.1. Какие компании имеют лицензию и виды работ…………………….
3.3. Перспективы геодезических служб…………………………………….
Список использованной литературы………………………………….…….
Несмотря на многообразие инженерных сооружений при их проектировании и возведении решаются следующие общие задачи: получение геодезических данных при разработке проектов строительства сооружений (инженерно-геодезические изыскания); определение на местности основных осей и границ сооружений в соответствии с проектом строительства (разбивочные работы); размеров элементов сооружения в соответствии с его проектом, геометрических условий установки и наладки технологического оборудования; определение отклонений геометрической формы и размеров возведенного сооружения от проектных (исполнительные съемки); изучение деформаций (смещений) земной поверхности под сооружением, самого сооружения или его частей под воздействием природных факторов и в результате деятельности человека.
Для решения каждой из указанных задач применительно к разным видам сооружений существуют свои методы, средства и требования к точности их выполнения. Например, при инженерно-геодезических изысканиях в основном производят измерения для составления карт и планов, на которых изображают то, что есть на местности, а при строительстве здания, наоборот, определяют на местности то место, где здание должно располагаться по проекту. Конструкции здания устанавливают на предусмотренные проектом места с погрешностью 5. 10 мм, детали заводского конвейера — 1 . 2 мм, а оборудование физических лабораторий (ускорителей ядерных частиц) — 0,2. 0,5 мм.
Инженерная геодезия тесно связана с другими геодезическими дисциплинами и использует методы измерений и приборы, предназначенные для общегеодезических целей. В то же время для геодезического обеспечения строительно-монтажных работ, наблюдений за деформациями сооружений и других подобных работ применяют свои приемы и методы измерений, используют специальную измерительную технику, лазерные приборы и автоматизированные системы.
Инженерно-геодезические измерения выполняют непосредственно на местности в различных физико- географических условиях, поэтому необходимо заботиться об охране окружающей природы: не допускать повреждений лесов, сельскохозяйственных угодий, не загрязнять водоемы.
Актуальность данной работы заключается в том, что решение современных задач геодезии связано с обеспечением и улучшением качества строительных зданий и сооружений, промышленных и жилых комплексов, дорог, линий электропередачи и связи, магистральных трубопроводов, энергетических объектов, объектов агропромышленного комплекса и др. Для этого требуется большое число квалифицированных работников, способных обеспечить строительство важных народно-хозяйственных объектов.
Цель данной работы – изучить основы геодезических измерений.
Задачи данной работы:
- рассмотреть геодезические измерения и их точность;
- изучить линейные измерения;
- изучить угловые измерения.
1. ГЕОДЕЗИЯ КАК НАУКА
1.1. Понятие геодезических измерений
Геодезические измерения – измерения, проводимые в процессе топографо-геодезических работ [1, c. 84].
Геодезические работы разделяются на полевые и камеральные. Главное содержание полевых работ составляет процесс измерений, а камеральных — вычислительный и графический процессы.
Измерительный процесс состоит из геодезических измерений на местности, выполняемых при производстве съемочных работ и решении специальных инженерных задач, например при разбивке сооружений, отводе земельных участков, прокладке трасс и т. п.
Принципом геодезических измерений является физическое явление, положенное в основу геодезических измерений. В геодезических средствах измерений используется ряд принципов, реализующих различные физические явления: оптический, оптико-механический, оптико-электронный, электромагнитный, импульсный, фазовый, спутниковый, доплеровский, интерференционный и др. принципы.
Методом геодезических измерений является совокупность операций по выполнению геодезических измерений в соответствии с реализуемым принципом измерений, выполнение которых обеспечивает получение результатов с заданной точностью [2, c. 49].
Объектами геодезических измерений являются предметы материального мира (местности, сооружения, строительной площадки, производственного помещения и т.д.), которые характеризуются одной или несколькими геодезическими величинами, подлежащими измерениям.
Также объектами геодезических измерений являются горизонтальные и вертикальные углы, наклонные, горизонтальные и вертикальные расстояния. Измерение состоит в сравнении величины измеряемого угла или длины измеряемой линии с другой однородной с ней величиной, принятой за единицу меры, - угловым градусом, метром и т. п.
Для измерения углов и длин линий применяют различные геодезические приборы: теодолиты, тахеометры, нивелиры, кипрегели, оптические и электромагнитные дальномеры, мерные ленты, рулетки, проволоки и др. Результаты измерений заносят в полевые журналы установленной формы или фиксируют в накопителях информации электронных измерительных приборов. При этом зачастую одновременно с измерениями в поле составляют схематические чертежи, называемые абрисами.
Геодезические измерения производятся непосредственно на местности в разнообразных физико-географических и климатических условиях, оказывающих влияние на точность выполняемых работ. Поэтому вредные воздействия окружающей среды необходимо исключать или ослаблять путем правильного выбора приборов, методики измерений и порядка производства работ [1, c. 85].
Вычислительный процесс заключается в математической обработке результатов измерений. Вычисления выполняются по определенным схемам и установленным правилам, позволяющим быстро находить требуемые результаты и своевременно контролировать правильность их расчетов. Для облегчения вычислений применяют различные вспомогательные средства: таблицы, графики, номограммы, счетно-цифровые машины; в настоящее время для обработки геодезических измерений широко используются электронные микрокалькуляторы и компьютеры.
Графический процесс заключается в составлении на основе результатов измерений и вычислений чертежей с соблюдением установленных обозначений, В геодезии и землеустройстве чертеж служит не иллюстрацией, прилагаемой к какому-либо документу, а является конечной продукцией производства геодезических или землеустроительных работ. На основании его в дальнейшем проводятся расчеты, проектирование и перенесение проектов в натуру. Такой чертеж должен составляться по проверенным и точным данным и обладать высоким качеством графического исполнения.
1.2. Единицы измерений, применяемые в геодезии
При производстве геодезических измерений находят применение меры длины, площади, массы, температуры, времени, давления, угловые меры и др.
В 1875 – 1889 гг. из платино-иридиевого сплава был изготовлен 31 жезл, из которых по международному соглашению Россия получила два эталона за номерами 11 и 28. Метр-прототип № 28 хранится во Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологии им. Д.И. Менделеева (ВНИИМ) в Санкт-Петербурге и является государственным эталоном длины в нашей стране. Для более надежного хранения установленной длины метра XI Генеральная конференция по мерам и весам в 1960 г. утвердила новый стандарт метра как длину, равную 1650763,73 длины волны оранжевой линии спектра излучения в вакууме атома изотопа криптона-86. Этот более стабильный эталон метра 12 января 1968 г. был утвержден Госстандартом СССР в качестве нового государственного эталона [3, c. 96].
Для точного определения длин мерных проволок и рулеток в нашей стране изготовлены трехметровые жезлы из инвара (64 % железа и 36 % никеля), длины которых выверены по государственному эталону (жезл № 28). Для сравнения длин мерных проволок с трехметровыми жезлами в ряде городов установлены стационарные компараторы, из которых наиболее известен компаратор МИИГАиКа (трехметровый жезл № 541).
Один метр (м) содержит 10 дециметров (дм), 100 сантиметров (см) или 1000 миллиметров (мм); одна тысячная доля миллиметра, т. е. миллионная доля метра, называется микрометром (мкм).
Единицей измерения плоских углов является градус, равный 1/90 части прямого угла; 1° содержит 60', 1' — 60". Значения углов можно выражать также в радианной мере, представляющей отношение длины соответствующей дуги к ее радиусу. Следовательно, окружность длиной 2pR содержит 2р радиан. Отсюда значения радиана с в градусах, минутах и секундах будут равными:
с° = 57,3°; с' = 3438', с" =206265".
Для перевода значения угла из градусной меры в радианную нужно разделить его на радиан:
Читайте также: