Шпаргалка по "Геодезии"

 

 

 

14. Методы построения  геодезических сетей (ГС)

Конечной целью построения ГС является определение координат  геодезических пунктов. Существуют следующие методы построения ГС:

1) Триангуляция - метод построения на местности ГС в виде треугольников, у которых измерены все углы и базисные выходные стороны (рис.14.1). Длины остальных сторон вычисляют по тригонометрическим формулам (например,  a=c^.  sinA/sinC,  b=c ^. sinA/sinB), затем находят дирекционные углы (азимуты) сторон и определяют координаты.

2) Трилатерация - метод построения ГС в виде треугольников,  у которых измерены длины сторон (расстояния между геодезическими  пунктами), а углы  между  сторонами  вычисляют.  Например,  на  рис.14  имеем cosA=(b²+c²-a²) / 2bc.

Рис.14.1. Схема  геодезической сети в виде триангуляции

(- пункты Лапласа, на которых определяют истинные азимуты)

3) Полигонометрия - метод построения ГС на местности в виде  ломаных линий, называемых ходами (рис.14.2), вершины которых закреплены геодезическими пунктами. Измеряются длины сторон хода и горизонтальные углы между ними.

Рис.14.2.Схема  полигонометрического хода

Полигонометрические ходы опираются на пункты триагуляции, относительно которых вычисляются плановые координаты пунктов  хода,  а их  высотные  координаты определяются нивелированием.  Теодолитный ход (рис.10.2) является частным случаем  полигонометрии,  однако  является менее точным.

4). Линейно-угловые построения,  в которых сочетаются линейные и угловые измерения (наиболее

надежные).  Форма  сети может быть различная, например четырехугольник, у которого измеряют все горизонтальные углы и две смежные стороны, а две другие стороны вычисляют.

5) Методы с использованием спутниковых технологий, в которых координаты пунктов определяются с помощью спутниковых систем -  российской Глонасс и американской GPS. Эти методы имеет революционное научно-техническое значение по достигнутым результатам в точности, оперативности получения результатов, всепогодности и относительно невысокой стоимости работ по сравнению с традиционными методами восстановления  и  поддержания государственной геодезической основы на должном уровне.

Применение спутниковой  аппаратуры по сравнению с другими  средствами измерений позволяет:  исключить необходимость в установлении прямой видимости между смежными пунктами, а следовательно, исключить постройку дорогостоящих наружных знаков для обеспечения такой видимости;  выполнять  измерения  при любых погодных условиях и в любое время суток;

значительно повысить точность определения координат  пунктов,  вследствие того,  что погрешности в плановом положении пунктов не накапливаются по мере удаления от исходных;  исключить необходимость в построении многоразрядных геодезических сетей для передачи координат в нужный район;  при этом нет надобности устанавливать  пункты  на  возвышенных местах; положение пункта в натуре выбирают в том месте, где он необходим из практических соображений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15 Топографические  планы, карты и профили. Масштабы  планов и карт. Точность масштаба.

Топографический план - это уменьшенная ортогональная проекция местности на горизонтальную плоскость.

Картой называется построенное в картографической проекции с учетом кривизны Земли,  уменьшенное, обобщенное изображение Земли или отдельных ее частей.

Профиль представляет уменьшенное изображение вертикального  разреза земной поверхности  по  заданному направлению.  Профили используют для проектирования и строительства линейных инженерных сооружений.

Отличительные признаки  плана  и  карты: 

1) На планах  изображается меньшая площадь,  нет  искажений  длин линий и углов. 

2) На планах  не учитывается кривизна Земли. 

3) На  планах  используют  более  крупные  масштабы: 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000;

на картах - 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000.

4) На планах  нет параллелей и меридианов, а имеется только координатная сетка.

5) Различается  номенклатура,  т.е. система разграфки  и обозначений отдельных листов  карт и   планов.

Масштаб - отношение длины отрезков на планах или картах к горизонтальному проложению этого отрезка на местности. Масштабы бывают: а) численный (в виде дроби), б) линейный (в виде линии), в) поперечный, позволяющий строить на чертежной бумаге с помощью измерителя и масштабной линейки отрезки с погрешностью равной 0,1 мм.

Под точностью масштаба понимают отрезок на местности соответствующий минимальному расстоянию на плане в 0,1 мм. Например, точность масштаба 1:500 соответствует 0.05м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16. Содержание планов  и карт. Условные знаки. Технология составления  планов

Объекты местности  на  планах и картах изображаются условными топографическими знаками, которые бывают масштабными (контурными) и внемасштабными.

Масштабными условными знаками изображают объекты местности (элементы  ситуации),  например контур леса или пашни,  в масштабе плана (карты).  Они позволяют определить размеры объекта в плане и его площадь.

Внемасштабные  условные знаки применяют для изображения предметов, которые из-за небольших размеров невозможно показать на плане или карте в масштабе, например пункты геодезической

сети, колодцы, столбы и др.

Неавтоматизированная ("ручная") технология  составления  планов включает:

1) Построение  с  помощью   линейки  Дробышева координатной  сетки со сторонами 100х100мм  с погрешностью 0.2 мм ;

2) Оформление внешней рамки;

3) Оцифровка координатной  сетки в соответствии с координатами  точек теодолитного хода  и  с учетом последующего размещения  результатов теодолитной, тахеометрической  съемок и нивелирования  по  квадратам  (см. полевой журнал);

4) Нанесение по координатам  точек съемочного обоснования  с  контролем по результатам  полевых измерений углов и длин линий;

5) Перенесение на план  элементов ситуации с абрисов. Абрис - схематичный чертеж  местности составленный по результатам натурных измерений.

6) Нанесение характерных  точек местности на план, подписание  их высот и вычерчивание границ (контуров участка);

7) Проведение горизонталей  для изображения рельефа местности;

8) Окончательное  оформление  плана в соответствии условными  знаками.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.Основные  формы рельефа и их изображение  горизонталей.

Под рельефом местности  понимают совокупность неровностей  земной поверхности.

На топографических  планах рельеф изображется горизонталями (0,1-0,15мм) кривыми. Расстояние между соседними горизонталями по высоте называется сечением рельефа. В плане золожением для большей выразительности рельефа каждая 4-я четная по высоте 5м(сечения через 0,5) иля 5-я кратная высоте h=1м горизонталь утолщается и проводится t=0,25мм и в разрыве подписывается ее высота.

Основанием цифры  в сторону понижения рельефа.

Направление ската  склона обозначается берх-штрихами –  черточками длина чрточки 0,5мм.

Для указания высот  горизонталей их отметки подписывают  в разрывах утолщенных 0,25мм горизонталей распологая основание цифр вниз по рельефу.

Различают следующие  формы рельефа:

1). гора-куплообразная  возвышенность (выше 200м)

2).Котловина  (чашеобразное углубление)

3). Хребет –  возвышенность вытянутой формы  с постепенным понижением имеет водораздельную линию

4). Лощина –  вытянутое углубление местности  постепенно понижающиеся. Имеет  водозборнную линию

5). Седоловина  – понижение местности между  соседними возвышенностями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18. Способы  интерполирования горизонталей и особенности их проведения

Интерполяция (лат.) - вставка внутрь.  Под интерполяцией в математике понимают всякий способ, с помощью которого можно по таблице найти промежуточные результаты,  которых нет непосредственно в таблице. 

При рисовке  горизонталей на планах используют следующие способы интерполяции:

1."На глаз" (визуально). Предположим, что на плане имеются три соседние точки с подписанными высотами 201.35, 203.30, 200.75. Необходимо провести горизонтали с высотой сечения рельефа 1.0  м, т.е. найти визуально плановое положение линий с высотами 201, 202 и 203 м.

Рис.18а. Интерполирование и проведение горизонталей "на глаз"

2. Аналитический, который предусматривает определять расстояние до горизонталей из прямо пропорциональной зависимости между превышением и горизонтальным проложением между точками с подписанными на плане высотами.  Из рис.18б видно,  что расстояния от точки А до горизонталей с высотами 202 и 203 d₁ = h₁^. d_ab/h_ab,  d₂ = h₂^. d_ab/h_ab,

где h₁ и h₂ - превышения между горизонталями с отметками 202 и  203  и  точкой А с отметкой 201.35 (0.65 и 1.65 м);

d_ab - расстояние, измеряемое на плане между пикетными точками;

h_ab - превышение между точками А и В (203.30 - 201.35 = 1.95 м)

Рис.18б. Аналитический  способ интерполяции горизонталей

3.Графический способ предусматривает использование палетки,  представляющей собой прозрачный лист бумаги или пластика с нанесенным рядом параллельных линий (горизонталей) через 5...10 мм друг от друга.  Подписав на палетке отметки горизонталей, которые необходимо провести, и, поворачивая палетку на плане, совмещают точки с отметками с горизонталями на палетке, продавливают карандашом их на план (рис. 18в).

Рис.18в. Графический  способ интерполяции горизонталей

Свойства  горизонталей и особенности их проведения:

1. Горизонталь  - линия равных высот т.е. все  ее точки имеют одинаковую  высоту;

2. Горизонталь  должна быть непрерывной плавной  линией;

3. Горизонтали  не могут раздваиваться и пересекаться;

4. Расстояние  между горизонталями (заложение)  характеризуют крутизну ската. Чем меньше расстояние, тем круче скат;

5. Водораздельные  и водосборные линии горизонтали  пересекают под прямым углом;

6. В случаях,  когда заложение превышает 25мм, проводят дополнительные горизонтали  (полугоризонтали) в виде штриховой линии (длина штриха 5-6 мм, расстояние между штрихами 1-2 мм);

7. При окончательном  оформлении плана выполняют некоторое  сглаживание горизонталей в соответствии с общим характером рельефа, при этом предельная  погрешность  изображения  рельефа  горизонталями не должна превышать 1/3 основного сечения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19 Инженерные задачи, решаемые на планах и картах. Способы определения площадей.

Определение географических координат точек.

Используя географические координаты углов трапеции,  образованной пересечением меридианов и параллелей,  а также внутреннюю (минутную) рамку карты находят географические  широты (j) и долготы (l) точек.  Например,  для точек А и В, заданных на учебной карте масштаба 1:10 000 соответственно на  пересечении улицы совхоза Беличи и дороги на восток и на ближайшем пересечении дорог, имеем

j_А = 54° 49'42" CШ,  l_А = 18° 04'56" ВД, j_В = 54° 40'40" СШ,  l_В = 18° 06'50" ВД.

Определение зональных  прямоугольных координат точек. Для этого опускают перпендикуляры из заданной точки на линии координатной (километровой) сетки и измеряют их длины.  Затем, используя масштаб карты и оцифровку координатной сетки, получают координаты, которые можно сравнить с географическими. Для точек А и В, имеем

X_А = 6 065.45 км,  Y_А = 4 311.85 км ( -188.15 км),

X_В = 6 065.20 км,  Y_В = 4 313.82 км ( -186.18 км).

Откуда следует, что точки  А и В расположены западнее осевого меридиана четвертой  шестиградусной зоны на 188.15 и 186.18 км соответственно.

Определение дирекционного  угла, истинного и магнитного азимутов заданного направления.  Для определения дирекционного угла линии АВ с помощью транспортира измеряют на карте по ходу часовой  стрелки  горизонтальный  угол  между  северным  направлением осевого меридиана зоны (линией координатной сетки) и заданным направлением.  В нашем  примере дирекционный угол направления АВ a_АВ = 94° 45'.

 Истинный азимут отличается  от дирекционного угла на величину  сближения  меридианов  (+g),  а магнитный азимут отличается от истинного на величину склонения магнитной стрелки (+d).

Из схемы взаимного  расположения осевого, истинного и  магнитного меридианов,  находящейся под южной рамкой карты, видно, что на этом листе карты истинный азимут А^и меньше дирекционного угла a  на величину сближения меридианов g = 2° 22',  а магнитный азимут А^м меньше истинного на величину склонения магнитной стрелки d = 6° 12'.  Следовательно,

А^и_АВ = a_АВ - g = 94° 45' - 2° 22' = 92° 23',

  А^м_АВ = А_иАВ- d = 92° 23' - 6° 12' = 86° 11'.

Определение высоты точек и уклона линии. Высоты точек на карте определяют графически,  интерполированием между соседними горизонталями. В нашем примере высоты точек Н_А = 155.2 м,  Н_В = 143.2 м.  Тогда уклон линии АВ  i_АВ = (Н_В - Н_А) / d_АВ = -12.0 / 2000 = -0.006 = -6⁰/₀₀ ,