Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


≈диницы измерений, примен€емые в геодезии




Ђ„асами измер€етс€ врем€, а временем

жизнь человеческа€; но чем, скажи,

измеришь ты глубину ¬осточного океана?ї

 озьма ѕрутков. ћысли и афоризмы.

 

ќчень и очень неудачно применЄнный афоризм. –ечь идЄт как раз о единицах измерени€, по ѕруткову Ц врем€, как общее пон€тие такой единицы измерени€. ј больше у ѕруткова речь идЄт как раз о другом, о средстве измерений, в данном случае Ц часах. Ќо, что сделано, то сделано.

— давних времЄн человек пыталс€ Ђобъ€ть необъ€тноеї, и ему это удаЄтс€! » большие успехи в этом деле Ц именно в геодезии. ≈сли проследить за историей, то увидим, что постепенно вс€кое бывшее когда-то необъ€тным становитс€ известным в его размерах, если говорить о физических небесных телах.

»змер€емые при геодезических работах объ€тные или необъ€тные величины выражаютс€, в основном, в линейной и угловой системах счета. —юда вход€т измер€емые рассто€ни€, горизонтальные и вертикальные углы, как косвенные величины Ц площади и объЄмы.

≈диницей линейных рассто€ний €вл€етс€ метр и производные от него (километр, сантиметр, миллиметр): 1 км = 1000 м; 1 м = 100 см = 1000 мм.

ƒл€ определени€ площадей основной единицей измерени€ €вл€етс€ квадратный метр и производна€ от него единица Ц квадратный километр: 1 км² = 1000000 м², а также гектар: 1 га = 10000 м² = 0,01 км².

≈диницей измерени€ углов, направлений €вл€етс€ градус, дробными част€ми которого €вл€ютс€ минуты и секунды: 1∞= 60´= 3600″. „асто 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.

¬о многих приборах используетс€ единица дес€тичной меры углов, котора€ равна 1/100 пр€мого угла Ц град. √рад делитс€ на 100 градовых минут, а кажда€ градова€ минута Ц на 100 градовых секунд. “аким образом, 1 град = 0,9о = 54' = 3240".

ќбъЄм твердых, сыпучих, словом, не жидких тел, да и жидких Ц тоже, также выражаетс€ с использованием производных от метра: один кубический метр (1 м3), один кубический километр (1 км3) и т.п. Ќельз€ сказать, что в геодезии одной из задач €вл€етс€ определение объЄмов тел. Ёто больше относитс€ к маркшейдерии при определении, например, объЄмов выполненных горных работ, объЄм добытого или ещЄ и не добытого полезного ископаемого и др.

 роме этого, в геодезии уже давно приходитс€ измер€ть и скорость, да и врем€.  ак раз с помощью этих единиц измерени€ и получаютс€ так необходимые нам рассто€ни€. “акие измерени€ реализуютс€ в электронных приборах: тахеометрах, светодальномерах, радиодальномерах.

Ќекоторые величины выражаютс€ и без применени€ каких-либо единиц, но эти величины €вл€ютс€ весьма важными дл€ характеристики некоторых объектов. Ќапример, уклон автомобильной дороги, уклон местности. ќн определ€етс€ в относительных единицах: 0,01, 0,001 и т.п. „асто относительные единицы такого использовани€ выражают в процентах. “от же уклон, определ€емый как тангенс (а ¬ам известно Ц что это такое) угла наклона, например, уклон 0,017, может быть выражен величиной 1,7%. ƒл€ этого значение уклона в тыс€чных следует умножить на 100.

 

‘игура и размеры «емли

¬ природе всЄ должно быть гармонично и совершенно. «емл€ должна быть тоже совершенна. Ќо совершеннейшим из геометрических тел €вл€етс€ шар. «начит, «емл€ Ц шар. ѕифагор.

Ёта гипотеза о возможной шарообразности «емли, была высказана, как следует из подписи, известным древнегреческим учЄным ѕифагором (ок. 580 Ц ок. 500 гг. до н.э.). —омнительна€ даже с точки зрени€ логики гипотеза оказалась во многом правильной. ¬полне возможно, что ѕифагор узнал о результатах исследований формы «емли от своих современников, а уж логику свою он развил в этом вопросе, как великий геометр и философ, до совершенной формы Ц шара. Ќо не только ѕифагор, вообще древнегреческа€ философи€ того времени полагала, что ¬селенна€ симметрична потому, что симметри€ прекрасна. ј вот ѕифагор считал сферу наиболее симметричной фигурой и наиболее совершенной формой. ¬от он и полагал, что «емл€, шесть (тогда известных) планет, Ћуна, —олнце, звЄзды движутс€ по сфере вокруг Ђцентрального огн€ї. » сама «емл€ движетс€ по сфере, и сама «емл€ €вл€етс€ сферой, да, пожалуй, и всЄ остальное, потому что оно, это остальное Ц прекрасно! ћожет быть отсюда и началась красота геодезии?

Ўарообразность «емли была установлена, как отмечалось выше, Ёратосфеном примерно 2200 лет назад, однако такие же предположени€ были и у халдейских жрецов, изучавших движение Ћуны, —олнца, звЄзд и планет солнечной системы.

— открытием ƒ. ассилем (1625 Ц 1712) пол€рного сжати€ ёпитера и доказательствами ».Ќьютона (1642 Ц 1727) о форме вращающегос€ в пространстве жидкого тела (форма сфероида или эллипсоида вращени€) началось детальное изучение формы «емли.

 

   

–ис. 1.9. —фероид.

 

¬ действительности физическа€ поверхность «емли имеет весьма сложную форму, которую невозможно описать простыми математическими зависимост€ми. ѕод физической поверхностью «емли понимаетс€ поверхность суши и невозмущенна€ поверхность всех внешних морей и океанов. »звестно, что распределение масс (плотностей) в теле «емли весьма неравномерно. Ёто приводит к тому, что направлени€ отвесных линий, если форму «емли в первом приближении прин€ть за сфероид, не будут совпадать с направлени€ми нормалей к поверхности сфероида. ¬ результате образуетс€ поверхность весьма сложной формы (уровенна€ поверхность), в каждой точке которой лини€ направлени€ силы т€жести совпадает с нормалью к этой же поверхности. ѕо предложению в 1873 г. немецкого физика Ћистинга (1808 Ц 1882) тело, ограниченное такой поверхностью, названо геоидом (землеподобным).

√еоид близок к сфероиду, но в общем случае не совпадает с ним. ќтступлени€ поверхности геоида от поверхности сфероида в некоторых местах «емли достигают ±100 м. Ќа рис. 1.10. приведена современна€ карта уклонений высоты эллипсоида.  ак видим, на карте указаны аномальные места уклонений с северу и югу от јвстралии (положительные), к востоку от јфрики (отрицательные). ƒл€ территории –оссии в значительной еЄ части уклонени€ отрицательные с максимальным значеним в 40 м. Ќа акватории мирового океана форма геоида с помощью спутниковых наблюдений определ€етс€ весьма точно, с ошибками пор€дка 0,1 Ц 0,3 м. Ќа суше ошибка определени€ формы геоида уже значительна, пор€дка 1,5 Ц 2,0 м. ¬ св€зи с этим дл€ суши прин€та вспомогательна€ поверхность, положение которой определ€етс€ весьма точно. Ёта поверхность называетс€ поверхностью квазигеоида, а тело, ограниченное этой поверхностью, называют квазигеоидом.

 

 

–ис. 1.10. ‘рагмент карты уклонений высоты (в метрах) эллипсоида.

 

“аким образом, зна€ форму геоида (квазигеоида), можно подобрать форму «емли (общий земной эллипсоид Ц ќ«Ё), определ€емую простыми дл€ использовани€ математическими зависимост€ми, дл€ которой выполн€лись бы следующие услови€:

- центр ќ«Ё совпадает с центром масс «емли;

- мала€ полуось совпадает с осью вращени€ «емли;

- объЄм ќ«Ё равен объЄму геоида (квазигеоида);

- сумма квадратов отклонений поверхности ќ«Ё от поверхности геоида (квазигеоида) в целом дл€ всей «емли должна быть минимальной.

ƒл€ практических целей физическую поверхность «емли проектируют на вспомогательную поверхность, имеющую простую форму. Ёта поверхность называетс€ поверхностью относимости. ѕоверхность относимости должна незначительно отличатьс€ от поверхности квазигеоида в пределах какой-либо территории, например, ≈вропы, јзии либо отдельного государства. ¬ масштабах всей «емли удобно использовать общий земной эллипсоид (ќ«Ё), а в масштабах ограниченной территории за поверхность относимости удобно принимать другой эллипсоид (референц-эллипсоид), ориентировка которого в теле «емли может отличатьс€ от ориентировки ќ«Ё, при этом мала€ ось референц-эллипсоида может и не совпадать с осью вращени€ «емли, а быть ей параллельной. ¬ табл. 1.1 приведена историческа€ справка по определению параметров земного эллипсоида (референц-эллипсоидов).

ѕо сведени€м до 1800 г., вз€тым из сочинений ћ.¬.Ћомоносова, «емл€ Ђкругла и плосковата к полюсам, и диаметр между полюсами, или ось земна€, короче диаметра экваторного 1/170 или около 70 вЄрстї. ≈сли сравнить эти данные с данными, указанными в таблице, то увидим, насколько представление о форме «емли во времена ћ.¬.Ћомоносова было ошибочным.  азалось бы, всего 300 лет назад!

“аблица 1.1

–азмеры земного эллипсоида (историческа€ справка)

√осударство (ученый) √од Ѕольша€ полуось, м ѕол€рное сжатие
‘ранци€ (ƒеламбер)   6 375 653 1: 334,0
√ермани€ (Ѕессель)   6 377 397 1: 299,2
¬еликобритани€ ( ларк)   6 378 206 1: 295,0
–осси€ (—лудский)   6 377 494 1: 297,1
–осси€ (∆данов)   6 377 717 1: 299,0
— Ў ј (’ейфорд)   6 378 388 1: 297,0
–осси€ ( расовский)   6 378 210 1: 298,6
–осси€ ( расовский)   6 378 245 1: 298,3
—путниковые данные —овр. 6 378 137 1: 298,257

 

ƒо насто€щего времени используютс€ различные референц-эллипсоиды: в √ермании Ц эллипсоид Ѕессел€ (1841 г.), в ¬еликобритании Ц эллипсоид  ларка (1880 г.), в —Ўј Ц эллипсоид ’ейфорда (1909 г.). ¬ –оссии до 1942 г. использовалс€ эллипсоид Ѕессел€. ѕри детальном исследовании этого референц-эллипсоида нашими геодезистами оказалось, что он даЄт весьма большие погрешности в положении точек на поверхности «емли в пределах –оссии. ѕод руководством русского учЄного ‘.Ќ. расовского (1878 Ц 1948) выполнены расчЄты по определению параметров референц-эллипсоида дл€ –оссии. ќсновные расчЄты были закончены уже в 1940 г. Ќо только с 1946 г. параметры полученного референц-эллипсоида прин€ты дл€ использовани€ в геодезических расчЄтах: больша€ полуось а = 6378245 м, пол€рное сжатие α = 1: 298,3. ѕри этом следует отметить, что полученный референц-эллипсоид (референц-эллипсоид  расовского) в наибольшей степени определ€ет параметры общего земного эллипсоида. Ёто подтверждают и современные спутниковые измерени€. “акое положение можно объ€снить тем, что –осси€ занимает по долготе почти половину земного шара, поэтому и усреднЄнные характеристики общего земного эллипсоида близки к характеристикам референц-эллипсоида, используемого в нашей стране.

«десь следует отметить и признать заслуги других учЄных и геодезистов, которые под руководством ј.ј.»зотова (1907 Ц 1988) в 1942 г. завершили работу, начатую ими вместе с ‘.Ќ. расовским, по определению размеров референц-эллипсоида дл€ территории –оссии (в то врем€ Ц дл€ территории ———–).

 

—одержание курса и рекомендации по его изучению

 

«десь Ц содержание Ц лишь краткое перечисление основных вопросов, изложенных в той или иной главе. ¬ам оно, на первых порах, ни о чЄм не говорит. ћожно почитать, а можно и не читать. ј вот с рекомендаци€ми автор советует познакомитьс€. —оветует, хот€ советы, по определению, никто не стараетс€ воспринимать, да и вр€д ли целесообразно воспринимать советы и руководствоватьс€ ими в жизни. Ќо рекомендации Ц это не советы, а больше Ц подсказки, как указание на некоторые предосторожности при изучении курса геодезии. ѕотому что не всЄ так просто.

”чебник предназначен дл€ изучени€ общих вопросов топографии и инженерной геодезии. ¬опросы, св€занные с общими представлени€ми о фигуре и размерах «емли, рассмотрены в этой же главе в предыдущем параграфе. Ѕолее подробно они будут разъ€снены в курсе высшей геодезии.

„то же касаетс€ объЄма изложени€ разделов топографии и инженерной геодезии, то часть из них, например, вопросы, касающиес€ исследований и поверок приборов, организации и выполнени€ съЄмок и других видов инженерно-геодезических работ и т.п., более подробно изучаютс€ в курсах геодезического инструментоведени€, инженерной геодезии, маркшейдерского дела, оценки точности маркшейдерских съЄмок и др.

јвтор не ставил целью подробное рассмотрение всех вопросов топографии и других дисциплин, и сам учебник не претендует на полное изложение всех вопросов, касающихс€ производства специальных геодезических работ. ќднако приведЄнные в учебнике основные примеры производства работ и обработки результатов измерений позвол€т найти решение и в случа€х каких-либо нештатных ситуаций (автор надеетс€ на это), чего и следует ожидать в работе, научат понимать содержание специальной литературы по соответствующим вопросам (автору хочетс€, чтобы это воспиталось в читателе Ц изучение специальной литературы), обеспечивать выполнение работ строго по действующим руководствам и инструкци€м (автор предупреждает об ответственности за неисполнение требований руковод€щих документов).

”чебник состоит из 14 глав. — содержанием 1-й главы ¬ы уже практически ознакомились. ќсталось совсем немного. ¬о 2-й главе рассмотрены вопросы, св€занные с работой с топографическими картами и планами, даны краткие сведени€ о картографических проекци€х, используемых дл€ составлени€ карт различного назначени€. –ассмотрены основные системы координат, используемые в геодезии. ¬ 3-й главе даЄтс€ сравнительно обща€ информаци€ о погрешност€х измерений, а также привод€тс€ простейшие правила обработки результатов равноточных и неравноточных измерений. ѕриведен метод получени€ средней квадратической погрешности функции измеренных величин. 4-€ глава посв€щена методам построени€ √осударственной геодезической плановой и высотной сети. ѕриведена информаци€ об основных конструкци€х геодезических знаков. ¬ 5-й главе рассказано о некоторых особенност€х конструкций оптических геодезических приборов, изложены вопросы, св€занные с поверками геодезических приборов и работе с ними, приведены сведени€ о современных оптико-электронных геодезических приборах, приход€щих, да уже можно определЄнно сказать, что пришедшим, на смену оптическим приборам. 6-€ глава содержит информацию о нивелирных работах, производстве трассировани€, нивелировани€ площадей и др. вопросов, св€занных с геометрическим нивелированием и другими видами нивелировани€. ¬ главе 7 подробно рассмотрены вопросы, св€занные с построением съЄмочного обосновани€. ѕриведены примеры обработки разомкнутых и замкнутых теодолитных ходов. ќсобое внимание уделено различным вариантам прив€зки теодолитных ходов к исходным геодезическим сет€м. ¬ главе 8 рассмотрены основные виды топографических съЄмок местности. ѕриведены сведени€ о таких основных видах съЄмки, как тахеометрическа€ и горизонтальна€ (теодолитна€) съемки. ќ геодезических разбивочных работах приводитс€ информаци€ в главе 9. ¬ 10-й и 11-й главах изложены вопросы, св€занные с геодезическими работами при строительстве различных инженерных сооружений, в том числе Ц строительстве подземных сооружений. ќтдельно рассмотрены геодезические работы на геологических предпри€ти€х (глава 12). √лава 13 посв€щена вопросам организации и проведени€ наблюдений за деформаци€ми инженерных сооружений. ¬ главе 14 рассмотрены основные способы и методы уравнивани€ геодезических построений.

—одержание курса геодезии иллюстрировано примерами расчЄтов и обработки данных, чаще всего встречающимис€ на практике. ћногие из приведЄнных примеров ¬ам встрет€тс€ и на лабораторных работах в ¬аших задани€х, другие примеры даютс€ дл€ подкреплени€ теоретической части рассматриваемого в учебнике вопроса.

¬ конце учебника дан предметный указатель, ссылки которого помогут быстро отыскать то место в учебнике, где наиболее полно можно будет посмотреть о данном пон€тии или определении.

Ѕольшое внимание следует удел€ть подбору литературы по своей специальности, в том числе и по геодезии, поскольку геодези€ €вл€етс€ весьма большой частью ¬ашей специальности Ц маркшейдерского дела. Ётим надо заниматьс€ в процессе учЄбы, с первого курса. ќтбирать то, что подходит именно ¬ам.  аждому из нас индивидуально нравитс€ и пон€тен тот или иной учебник, то или иное изложение учебного материала. Ћюбой из авторов учебника стараетс€ как можно лучше изложить дл€ ¬ас (дл€ нас) учебный материал. Ќо не всегда это Ђлучшеї нравитс€ читателю. ѕоэтому и надо дл€ своей библиотечки отбирать то лучшее, которое ¬ами так и воспринимаетс€. »меющихс€ на предпри€тии руководств и инструкций, как уже говорилось в предисловии, будет недостаточно дл€ решени€ большого круга задач, непосредственно относ€щихс€ к геодезическим и маркшейдерским работам. –едко в инструкци€х или руководствах даютс€ указани€ Ђкак делатьї, обычно в них привод€тс€ указани€ Ђчто делатьї. ¬от здесь большую помощь ¬ам и может оказать сво€ библиотека: справочники, учебна€ литература, методические указани€, да и ¬аши записи (хот€ бы на первых порах) на лекци€х и практических зан€ти€х по специальным дисциплинам, если они к этому времени у ¬ас сохран€тс€.

¬аши записи могут оказатьс€ дл€ ¬ас двойным подарком. ¬о-первых, ¬ы можете отыскать в них интересующий ¬ас вопрос, а, во-вторых, они наград€т ¬ас при€тными воспоминани€ми о дн€х учЄбы, а может быть и организуют на встречу со своими однокурсниками.

¬ списке рекомендуемой литературы, приведЄнном в конце учебника, указана лишь небольша€ часть изданий разных лет по различным направлени€м инженерной геодезии, топографии и др., а также немного и маркшейдерскому делу, которому ¬ы решили посв€тить ¬ашу жизнь и талант. Ќекоторые из этих книг имеютс€ в библиотеке вуза, другую литературу аналогичного содержани€ можно найти в букинистических магазинах, а также воспользоватьс€ и услугами »нтернета.

 

 

√лава 2

“ќѕќ√–ј‘»„≈— »≈  ј–“џ » ѕЋјЌџ

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2433 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ћибо вы управл€ете вашим днем, либо день управл€ет вами. © ƒжим –он
==> читать все изречени€...

1247 - | 1094 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.028 с.