Первый способ — полные приемы.

Геодезия

Геодезия – это многогранная наука, она изучает методы, технику геодезических измерений, приборы для производства измерений. Измерения широко применяются в производственной и научной деятельности.

Геодезия («деление земли») – древняя наука, возникшая по потребности человека. Первые сведения о геодезических измерениях в России относятся к Х веку. Первая карта московского государства была создана в XV веке. Быстрое развитие геодезия получала после подписания декрета о создании высшего Геодезического управления (ВГУ) – 1919 год.

Геодезия развивалась в тесной связи с древними науками: математика, физика, черчение, фотодело, астрономия.

В процессе развития геодезия разделилась на ряд самостоятельных наук: высшая геодезия, топография, фототопография, инженерная геодезия, спутниковая геодезия, прикладная геодезия, картография, маркшейдерское дело, радио-геодезия и т.д.

ВЫСШАЯ ГЕОДЕЗИЯ занимается определением формы и размеров земли.

ТОПОГРАФИЯ («описываю место») изучает сравнительно небольшие участи земли с целью получения их изображения в виде карт, планов, профилей и их электронных аналогов.

ФОТОТОПОГРАФИЯ – раздел геодезии, изучающий методы создания планов по материалам фото или цифровой съемки.

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ рассматривает методы геодезических работ, выполняемых при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, т.е. на всех 4 стадиях строительства.

МАРКШЕЙДЕРСКОЕ ДЕЛО – подземная геодезия, занимающаяся ведением съемок внутри горы и на соответствующих участках земной поверхности.

КОСМИЧЕСКАЯ ГЕОДЕЗИЯ решает задачи с помощью ИСЗ – это одно из самых крупных современных достижений технического прогресса.

Реконструкция и техническое перевооружение железнодорожного транспорта, изыскание и строительство новых путей сообщения, а также содержание в исправности всех сооружений при их эксплуатации немыслимы без проведения соответствующих геодезических работ. Весьма важным является внедрение автоматизации и механизации самых различных процессов топографо-геодезических работ, особенно на стадии технических изысканий.

Понятие о форме и размерах Земли. Уровенная поверхность и ее роль в геодезии. Понятие о геоиде

Сведения о форме и размерах Земли необходимы для правильного изображения ее поверхности на картах. Так же применяются в авиации, мореплавании и т.д. 2/3 мирового пространства занимает вода, поэтому приняли поверхность воды за фигуру земли. Тело, образованное этой поверхностью, называется ГЕОИД (не имеет правильной формы и не выражается ни одной математической формулой). Исследования показали, что наиболее близкой к геоиду математической поверхностью является эллипсоид вращения. Если удачно выбрать (рассчитать) и надлежащим образом ориентировать эллипсоид вращения в теле геоида, то его поверхность будет отличаться в среднем на 50м. Профессор Красовский рассчитал размер большой и малой полуоси эллипсоида. (1946г)

R = 6371,11 км a = 6378,245 км b= 6356,863 км Форма земли оценивается сжатием – α: α=(a-b)/a=1/298.3

Запуск ИСЗ подтвердил α. Земной эллипсоид с данными размерами называется земной референт-эллипсоид.

Уровенная поверхность.

Поверхность воды мирового океана в спокойном состоянии, мысленно продолженная под материками, называется уровенной поверхностью. Уровенных поверхностей может быть множество. Балтийское море – исходная уровенная поверхность, регулярно отсчитывается по Кронштадтскому футштоку (вертикально поставленная рейка).

Теодолит

Теодолит-геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов, а также для измерения расстояний при помощи специальных приборов.

Классификация:

1)По точности(средняя квадратическая ошибка однократного измерения) :

•                Высокоточные(до±1’’; Т05, Т1).

•                Точные( от ±1,5” до ±10”; Т5, Т2).

•                Технические( от ±15’’ ; Т15, Т30).

2)По конструкции осей:

•                Простые(горизонтальный лимб наглухо соединен с подставкой)

•                Повторительные(лимб имеет закрепительный и наводящий винты и может вращаться независимо от вращения алидады).

3)По назначению:

•                Оптические

•                Электронные (выводят значения измеренных углов на дисплей, что исключает ошибки взятия отсчета).

•                Кодовые(на лимбах вместо градусных штрихов располагаются кодовые дорожки т.е. прозрачные и непрозрачные полосы, пропуская через них свет получают лишь 2 сигнала – темно\светло.)

•                Лазерные (сочетание электронного теодолита с лазерным лучом).

•                Гиротеодолиты(сочетание оптического теодолита и гирокомплекса; точность не зависит от погоды).

Российские теодолиты имеют название, исходя из серии, шифра изделия(Т), точности , изображения зрительной трубы( П при трубе прямого изображения), наличия компенсатора, заменяющего цилиндрический уровень(К), а также маркшейдерского исполнеия работ( М).

Поверка -проверка соответствия прибора некоторому условию.

Поверки: приемочные(наличие и исправность всех частей прибора), полевые(правильность геометрического соотношения всех частей прибора).

Первая полевая поверка: ось цилиндрического уровня перпендикулярна оси вращения(горизонтируем прибор и разворачиваем алидаду на 180°.Если отклонение > 2 дел-ий то необходимо половину отклонения исправить юст-винтами, а затем поверить заново и при необходимости, исправить, пока отклонение не будет < 2 делений).

Вторая полевая поверка: верт. нить сетки нитей должна лежать в одной плоскости с осью вращения теодолита(Горизонтируем, наводим на хорошо видимую точку, а затем наводящим винтом трубы перемещаем ее сверху вниз. Если смещение >2 толщин нити, то ослабляем крепежные винты окуляра и вручную разворачиваем сетку в правильное положение).

Третья полевая поверка(поверка коллимационной ошибки):визирная линия зрит.трубы перпендикулярна оси вращения зрительной трубы(горизонтируем, наводим на точку,при неподвижном лимбе делаем 2 отсчета: при круге лево и право, вычисляем ошибку(2С=КЛ-КП±180°); если ошибка>двойной точности прибора, то:

1)Вычисляют правильный отсчет, как среднее из двух отсчетов.

2)Глядя в окуляр отсчетного микроскопа, ставят этот отсчет наводящим винтом алидады гор.круга.При этом визирная линия сместится на величину коллимационной ошибки.

3)Ослабив юстировочные винты сетки боковыми винтами, возвращают визирную линию на точку.

Четвертая полевая поверка(гор.оси вращения зрит.трубы):гор.ось вращения зрит.трубы должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита(выбирается точка, расположенная выше или ниже горизонта прибора; при неподвижном лимбе после гор-ия берутся 2 отсчета и вычисляется их разность(2А=КЛ-КП±180°); если 2А>2С, то юстировка теодолитов Т2 и Т5 в мастерской).

Гор-ные углы.

Первый способ — полные приемы.

Измерить угол одним полным приемом — это значит измерить его двумя полуприемами (при разных положениях вертикального круга).

Один полуприем — измерение угла по разности двух отсчетов по горизонтальному кругу при неподвижном лимбе.

В инженерной геодезии чаще всего измеряются горизонтальные углы справа по ходу лежащие.

При ЭТОМ

Βправ=З-П

где 3 и П— отсчеты направлений по горизонтальному лимб при визировании на заднюю и переднюю по ходу цели. Если задний отсчет меньше переднего, то

Вправ= (З+ 360) - П.

Работа ведется двумя полуприемами.

Контроль: разность м/у КЛ и КП должна быть не больше 2t.

где t— точность отсчитывания по микроскопу горизонтального угла. Если условие соблюдается, то вычисляется средний угол одного полного приема:(КЛ+КП)/2

На основании вычисления средних квадратических ошибок функций измеренных величин, если обозначить среднюю квадратическую ошибку определения одного направления за /mнапр, то средняя квадратическая ошибка определения угла из одного полуприема вычислится как mB1 полуприем=mнапр√2

а средняя квадратическая ошибка определения угла из одного полного приема (двух полуприемов) будет равна.

приема (двух полуприемов) будет равна

При необходимости увеличить точность измерения угла, он может быть измерен несколькими полными приемами, при этом средняя квадратическая ошибка определения угла из n приемов вычислится как

Второй способ - круговые приемы.

Этот способ применяется, когда на одной точке необходимо определить более одного угла.

Направление на наиболее хорошо видимую точку принимают за начальное и ориентируют лимб по этомц направлению отсчетом 0гр, 5мин.(для удобства обработки наблюдений в последующем.

Один круговой прием состоит из двух полуприемов при разных положениях круга, выполняемых на неподвижном лимбе. Каждый полуприем начинается с отсчета на начальное направление и заканчивается на нем же, что дает первый контроль, называемый «замыкание горизонта», т. е. первый и последний отсчеты должны быть одинаковыми, но они разнятся на величину сдвижки лимба по ходу движения алидады. Для исключения влияния сдвижки лимба в разных полуприемах алидаду вращают в разные стороны: при круге «лево» — по ходу часовой стрелки, а при круге «право» — против хода.

Второй контроль измерений углов этим способом состоит в постоянстве коллимационной ошибки при вычислении ее по отсчетам на все направления.

При необходимости увеличения точности измерений углов: производят n приемов, при этом перед каждым новым приемом сдвигают лимб на угол 180° (для ослабления влияния систе-матических ошибок делений лимба).

Третьим контролем после обработки результатов измерений углов n приемами является равенство углов в приемах.

ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ НАКЛОНА. МО. КОНТРОЛЬ.

Вертикальный угол (угол наклона визирной линий) — это угол между визирной линией и ее горизонтальным проложением.

Угол вверх от горизонта — положительный.

Угол вниз от горизонта — отрицательный.

Иногда измеряются зенитные расстояния, они вычисляются от отвесной линии.

Для измерения углов наклона теодолиты снабжаются вертикальными кругами, которые чаще всего жестко скрепляются со зрительной трубой, причем нулевой диаметр вертикального круга (0°-180°) должен быть параллелен визирной линии зрительной трубы. Положение отсчетного штриха по вертикальному кругу определяется либо уровнем, либо компенсаторным устройством при вертикальном круге.

а — ошибка установки отсчетного штриха; b — ошибка установки нулевого диаметра лимба а + Ь = МО.

Алгебраическая сумма ошибок дает место нуля.

МО (место нуля вертикального круга) — отсчет на вертикаль ном круге при горизонтальном положении визирной линии зрительной трубы и пузырьке уровня вертикального круга, находящемся в нульпункте.

МО = систематическая ошибка в отсчете при определении углов наклона. У разных теодолитов ее влияние учитывается по-разному. Например, у теодолита 2Т30П формулы для вычисления углов наклона по отсчетам на вертикальном круге следующие:

а = КЛ- МО, а = МО - КП,

где МО=(КЛ+КП)/2

Возможно определение угла без знания МО:

а=(КЛ-КП)/2                                         

Для других теодолитов формулы учета МО могут быть другими. Они определяются особенностью устройства отсчетных приспособлений. Так, у теодолита 2Т30П отсчетный микроскоп вертикального крута снабжен шкалой с двойной оцифровкой: для положительных отсчетов минуты считаем слева направо, а для отрицательных — справа налево.   

МО — систематическая ошибка, и для удобства вычисления углов наклона ее исправляют до величины менее 10.

Порядок работы при исправлении МО следующий:

1. тщательно горизонтируем прибор и определяем значение МО по наблюдениям КП и КЛ, менее чем на две точки (лучше, если одна точка располагается выше линии горизонта, другая — ниже);

2. убедившись в правильности определения МО, вычисляем угол наклона а на одну из точек;

3. действуя закрепительным и наводящим винтами зрительной трубы, устанавливаем в микроскопе вертикального круга отсчет, равный углу наклона, при этом визирная линия отклонится вверх или вниз от точки визирования;

4. ослабив боковые исправительные винты сетки нитей, верхним и нижним винтами приводим крест сетки нитей на точку визирования.

Поверку и юстировку повторяем, пока не получив желаемое значение МО.

Ошибки измерения вертикальных углов, как правило больше ошибок измерения горизонтальных углов, так как влияние внешней среды имеет чаше всего систематический характер вследствие наличия приземной рефракции, увеличивающейся при приближении визирного луча к земной поверхности. Ошибка за счет влияния приземной рефракции значительно уменьшается, если измерение углов наклона вести в прямом и обратном направлениях с выведением среднего абсолютного значения.

Измерение расстояний

Прямые:

· Мерными приборами: лентами, рулетками

· Дальномерами: оптическими, электронными

Косвенные:

· Параллактический способ

· Способ треугольников

Измерение расстояний лентой

Составляется бригада:

· первый – записатор

· второй – передний мерщик

· третий – задний мерщик

· четвертый – рабочий

Рабочий устанавливает в начальной и конечной точке расстояния, обеспечивает видимость с одной вехи на другую. Мерщики разворачивают ленту в створе между двумя точками, точность уложения в створе – толщина вешки. Записатор оценивает правильность уложения ленты, отмечает в журнале измеренное расстояние. Записатор подходит к переднему мерщику, дает команду дальше. Передний мерщик оставляет шпильку, заколотую в землю. Задний мерщик забирает шпильку и продвигается вперед. Так до тех пор, пока у заднего мерщика не окажется шпилек.

D=100p+20k+r

D – измерение расстояний

p – число передач шпилек

k – число шпилек

r - остаток