Для изображения значительных частей земной поверхности на плоскости применяются специальные проекции, дающие возможность перенести точки поверхности Земли на плосксс гь по математическим законам; тогда положение точек становится возможным определять в наиболее простой системе плоских прямоугольных координат х, у. Такие проекции обычно называются картографическими проекциями. Общие формулы картографических проекций могут быть написаны в виде
В общем случае проекции, определяемые уравнениями {1.3), будут вызывать искажения углов и линий. В геодезических целях выгодно применять изображение поверхности эллипсоида на плоскости, которое не искажало бы углов, т. е. углы фигур на эллипсоиде и их изображения на плоскости были бы равными. Такие проекции называются равноугольными, или кон-форм и ы м и. В этом случае изображение весьма малых частей эллипсоида будет подобным, масштаб в их границах — практически постоянным, а искажения линий — не зависящими от их азимута. Выгода применения кон-
формных проекций заключается в том, что при необходимости учета искажений следует вводить поправки только в длины линий и притом практически постоянные в пределах отдельных участков. Конформных проекций может быть множество. В СССР принята конформная проекция эллипсоида на плоскости и соответствующая
ей система координат Гаусса — Крюгера (по имени Гаусса, предложившего эту проекцию, и Крюгера, детально разработавшего формулы для ее применения в геодезии). Сущность этой проекции заключается в следующем.
1. Земной эллипсоид меридианами разбивается на зоны (рис. 1.5). В СССР приняты шести- и трехградусные зоны. Средний меридиан зоны называется осевым. Нумерация зон ведется от Гринвичского меридиана на восток (рис. 1.6).
2. Каждая зона в отдельности конформно проектируется на плоскость таким образом, чтобы осевой меридиан изображался прямой линией без искажений (т. е. с точным сохранением длин вдоль осевого меридиана). Этим определяется вид функций /i и fe в формуле (1.3). Экватор также изобразится прямой линией. За начало счета координат в каждой зоне принимается пересечениеизображений осевого меридиана — оси абсцисс х и экватора—оси ординат у. Показанные на рис. 1.6 линии, параллельные изображению осевых меридианов и экватора, образуют прямоугольную координатную сетку.
3. Искажения длин линий в проекции Гаусса — Кргогера возрастают по мере удаления от осевого меридиана пропорционально квадрату ординаты.
В инженерно-геодезических работах и съемках круп-/ ного масштаба такими искажениями пренебрегать нель-/ зя. В этом случае, при расположении участка на краю / зоны, следует или учитывать искажения, или применять частную систему координат с осевым меридианом, проходящим примерно через середину участка работы.
4. Система координат в каждой зоне одинаковая. Для установления зоны, к которой относится точка с данными координатами, к значению ординаты слева приписывается номер зоны. Чтобы не иметь отрицательных ординат, точкам осевого меридиана условно приписывается ордината, равная 500 км. Тогда все точки к востоку и западу от осевого меридиана будут иметь положительные ординаты. Например, если дана ордината у = =7 375 252, то точка находится в седьмой зоне и имеет ординату от осевого меридиана, равную 375 252 — -500 000 = -124 748 м.
Все современные топографические карты СССР составлены в проекции Гаусса — Крюгера. Эта проекция принята во всех социалистических странах и в ряде капиталистических стран Европы.
Ориентирование линий.
Сориентировать направление-значит определить угол, который составляет это направление с другим направлением принятым за исходным. В зависимости от выбора исходного направления возможны несколько методов ориентирования.
Азимут-угол между северным направлением меридиана и направлением данное линии(0-360). Румб-острый угол между ближайшим направлением меридиана и направлением данной линии. Румбы обозначаются буквой r с индексами, указывающими четверть, в которой находится румб 1 ч – св, 2- юв 3- юз 4- сз. Румбы измеряют в градусах от 0-90.
В прямоугольной систкме координат ориентирование линий производят относительно оси абсцисс.Дирекционный-угол между положительным (сев)направлением оси абсцисс до линии, направление которой определяется (0-360). Дирекционный угол на местности не измеряют, его значение можно вычислить если есть истинный азимут зависимость --- дир угол= ист азимут – сближение меридианов сущ прямой и обратный дир угол обр. дир угол = дир угол + 180 град.Румбы дирекционных углов обознач и вычисл так же, как и румбы ист азимутов, только отсчитывают от северного и южного направлений оси абсцисс. Направление магнитной оси свободно подвешеной магнитной стрелки наз. Магнитным меридианом. Угол между северным направлением маг меридиана и направлением данной линии наз магнитнам азимутом. Маг. Азимут считают по направ часовой стрелки, Зависимость между магнитными азимутами и маг румбами такая же как, между ист румбами. Т к маг. Полюс не совпадает с геогр, направ магнитного меридиана в данной точке не совпадает с направлением исттинного меридиана. Горизонтальный угол между этими анправлениями наз склонением магнитной стрелки. Различ восточное и западное склонение вост скло + западное склон - зависимость АИСТ= АЗИМ МАГ+СКЛОНЕНИЕ. ДИР УГОЛ= АЗИМ МАГ + (СКЛОНЕНИЕ – СБЛИЖЕНИЕ) маг стрелка имеет разное склонение на тер РФ 0…+_ 15 град. Склонение маг стрелки не остается постоянной и в данной точке Земли различают вековые годовые суточные изменения склонения. Следовательно маг стрелка указывает положение маг меридиана приближенно и ориентировать линии местности по маг азимутам можно тогда, когда не требуется высокой точности.
Виды масштабов.
Масштаб – это отношение длины S линии на чертеже, плане, карте к длине S горизонтального положения, соответствующей линии в натуре.По масштабам карты телятся на мелко-,средне- и крупно масштабные.Мелко-мельче 1:1000000, средне-от 1:1000000 до 1:200000;крупно-от1:100000 до 1:10000.
Масштаб планов-от 1:5000 до 1:500.Также иногда составляют и до 1:50. Карты и планы классифицируются по содержанию на общегеографичекие- отображаются совокупность всех эл. Местности
Топографические карты и планы.
Топогр. карта – уменьшенное обобщенное и построенное по опр-ным матем. з-нам изображение значительных участков пов-сти земли на пл-сти.
Топогр. план – уменьшенное и подобное изображение на бумаге горизонтальных проекций контуров и форм рельефа местности без учета сферичности Земли.
8. Масштабы, точность масштаба, условные топографические знаки.
Масштаб – степень уменьшения изображения на плане контуров местности.
М карт: 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000, 1:10 000.
М планов: 1:5000, 1:2000, 1: 1000, 1: 500.
Численный М – отношение длины линии на плане к длине горизонт. проложения этой линии на местн. Горизонт. проложение – длина ортогональной проекции линии на горизонт. пл-сть.
Линейный М – графич. изображение численного М.
Поперечный М – график, основанный на пропорциональном делении.
Точность М – горизонт. расстояние на местности, соотв-щее на карте 0,1 мм (разрешающая способность глаза чел.).
Усл. топогр. знаки – изображение местные предметы на топогр. планах и картах.
Усл. знаки:
-масштабные (контурные) (пашни, луга, леса, моря, озеры). Изобр-ют предметы подобными оригиналу, по ним можно опр-ть размеры и форму;
-внемасштабные (ширина дорог, малых рек, мосты колодцы). Опр-ют местоположение предметов, по ним нельзя опр-ть их размеры.
Усл. знаки дополняются значками и цифровыми данными, дающими хар-тики предметов.
Номенклатура – система разграфки и обозначения листов топогр. карт.
Пов-сть элл. делят меридианами на равные 6-градусные интервалы (колонны). Счет интервалов идет от меридиана 180°. После Гринвича - 1 зона – 31 колонна.
Пов-сть элл. делят параллелями на 4-градусные интервалы – ряды. Отсчитывают от экватора к северу и югу и обозн. заглавными буквами латинского алфавита.
Задачи, решаемые на картах и планах.
Решением задач на картах и планах является определение:
географических координат точек (линейка),
дирекционного угла, истинного и магнитного азимутов линий (транспортир),
отметок точек (Hc=H1+∆H, ∆H=e/d(H2-H1))
крутизны ската, построение профиля, линий с заданным уклоном, проведение границ водосборной площади и т.д. J
Угловые измерения.
Технические теодолиты – служат для измерения горизонтальных и вертикальных углов в теодолитных и тахеометрических ходах, также для измерения расстояний нитяным дальномером. Они находят широкое применение при изыскании и проектировании инженерных сооружений.
