Тема: Системы координат и высот принятые в геодезии
ЛЕКЦИЯ 1
Тема: Общие сведения по геодезии. Предмет геодезии
1. Что такое геодезия
Геодезия– это наука об измерениях на земной поверхности, выполняемых для изучения общей фигуры Земли, для составления планов и карт, для решения инженерных задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.
В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд самостоятельных научных дисциплин: высшую геодезию, топографию, инженерную геодезию, аэрофотогеодезию, картографию и космическую геодезию.
Высшая геодезиязанимается определением фигуры и размеров всей Земли и значительных ее частей.
Топография занимается измерением и изображением на планах и картах земной поверхности.
Инженерная геодезия занимается вопросами геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, при монтаже оборудования, при наблюдениях за вертикальными и горизонтальными смещениями инженерных сооружений и технологического оборудования.
Аэрофотогеодезиязанимается изучением методов и средств создания топографических карт и планов по материалам фотографирования Земли.
Картография занимается изучением методов составления, издания и использования карт.
Космическая геодезиязанимается обработкой измерений, полученных при помощи искусственных спутников Земли, орбитальных станций и межпланетных кораблей.
|
|
|
Геодезия имеет тесную связь с другими научными дисциплинами: математикой, астрономией, физикой, механикой, автоматикой, электроникой, географией, фотографией и черчением.
2. Предмет геодезии. Понятие о форме и размерах Земли
Предметом геодезии является планета Земля. Общая площадь Земли – 510 млн км2; 71% поверхности Земли – это моря и океаны, 29% – суша. При определении положения точек земной поверхности обычно относят их к общей фигуре Земли, которую называют геоидом.
Геоид– это геометрическое тело, ограниченное уровенной поверхностью.
Уровенная поверхность – поверхность, совпадающая с поверхностью воды в морях и океанах, которые находятся в спокойном состоянии, продолженная под материками.
Уровенная поверхность в каждой своей точке перпендикулярна к отвесной линии, проведенной через эту точку.
Фигура геоида в геометрическом отношении является весьма сложной, однако она очень близка к эллипсоиду вращения. Такой эллипсоид получается в результате вращения вокруг малой полуоси эллипса РQP1Q1 (рис. 1).
Эти величины определяют форму и размеры Земли. В 1946 году были приняты размеры земного эллипсоида, вычисленные группой российских ученых под руководством профессора Ф.Н. Красовского. Эти размеры: а = 6 378 245 м,
|
|
|
b = 6 356 863 м.
3. Способы изображения земной поверхности. Метод проекций в геодезии
На местности точки, линии, углы и контуры расположены в силу неровностей земной поверхности на возвышениях или впадинах. Так как возвышения и впадины являются пространственными формами, изобразить их на бумаге в виде плоской карты или плана достаточно непросто. Способы изображения земной поверхности на плоскости основываются на методе проекций.
При изучении действительной поверхности Земли точки местности проецируют отвесными линиями на поверхность земного эллипсоида. Так как уровенная поверхность радиусом до 20 км может быть заменена плоскостью, при относительно небольших площадях, точки местности проецируют на горизонтальную плоскость. Положение полученных проекций точек может быть определено координатами.
В результате перенесения точек на плоскость длины линий заменяют их горизонтальными проекциями, называемыми горизонтальными проложениями; пространственные углы заменяются плоскими, и вся фигура заменяется проекцией на горизонтальную плоскость (рис. 2).
|
|
|
4. План, карта, профиль.
При изображении небольшого участка земной поверхности радиусом до 20 км его проецируют на горизонтальную плоскость. Полученную горизонтальную проекцию участка в уменьшенном виде наносят на бумагу. Ошибки, возникающие в этом случае за счет кривизны Земли, находятся в пределах самой высокой точности линейных измерений и поэтому не имеют практического значения.
Чертеж, дающий в подобном и уменьшенном виде изображения горизонтальной проекции участка местности, называется планом.
При изображении на плоскости значительных территорий проектирование их производят уже на сферическую поверхность, которую затем развертывают в плоскость. При этом получают определенные искажения контуров.
Уменьшенные изображения на плоскости значительных участков поверхности, полученные с учетом кривизны Земли, называются картами.
При составлении карт по определенным математическим законам строят сетку меридианов и параллелей, называемую картографической сеткой, внутри которой располагают изображаемые контуры. Наличие такой сетки служит признаком карты. Классификация карт и планов:
Планы и карты с изображением контуров и рельефа называют топографическими. Планы с изображением только контуров называются контурными или ситуационными.Карты, на которых изображены географические объекты, называются географическими.Карты и планы, на которых имеется дополнительная информация называются специальными (например климатические).
|
|
|
Для проектирования сооружений линейного типа необходимо знать рельеф по оси сооружения. В этом случае строится профиль.
Профилемназывается изображение на бумаге в уменьшенном виде вертикального разреза местности.
ЛЕКЦИЯ 2
Тема: Системы координат и высот принятые в геодезии.
Системы координат, принятые в геодезии
В геодезии применяются следующие системы координат:
· Географическая система координат
· Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера,
· Полярная система координат.
4.1. Географические координаты
С помощью географических координат, то есть широт (φ) и долгот (λ), определяют положение точки относительно экватора и начального меридиана.
Широтой (φ) точки называется угол, составленный отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора.
Долготой(λ) точки называется двугранный угол между плоскостью меридиана данной точки и плоскостью начального меридиана.
Широта отсчитывается по дуге меридиана к северу и к югу от экватора от 0º до 90º. К северу от экватора широта называется северной, к югу – южной.
Долгота отсчитывается от меридиана, проходящего через Гринвич на окраине Лондона. Долгота отсчитывается по дуге экватора или параллели от начального меридиана в сторону востока и запада от 0º до 180º. Долгота к востоку от Гринвичского меридиана называется восточной долготой, к западу – западной. Широты и долготы определяют положение любой точки на земной поверхности и выражаются в угловой мере. Географические координаты определяются из астрономических наблюдений и, а также с помощью геодезических измерений.
4.2. Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера
При геодезических работах на больших территориях применяется зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера(рис. 3). Для этого земной шар делится меридианами на шестиградусные или трехградусные зоны (рис. 4). Счет зон ведется к востоку от Гринвичского меридиана. Каждая зона проецируется на плоскость таким образом, чтобы средний меридиан зоны был изображен прямой линией. Средний меридиан зоны называется осевым.
Изображение осевого меридиана принимается за ось абсцисс, изображение экватора – за ось ординат. За начало координат принимают точку пересечения осевого меридиана с экватором.
Чтобы не иметь отрицательных ординат, ординату осевого меридиана принимают равной 500 км. Перед ординатой точки указывается номер зоны, в которой точка расположена.
Зональная система плоских прямоугольных координат
Гаусса–Крюгера
Зная географические координаты точки земной поверхности, можно вычислить зональные прямоугольные координаты, и, наоборот.
4.2. Полярная система координат
В полярной системе координат используются полярные углы и расстояния. Подробнее эта система будет рассмотрена в последующих лекциях.
5. Системы высот, принятые в геодезии
Для полного определения положения точек земной поверхности необходимо знать высоты точек над принятой уровенной поверхностью. Высоты точек, которые определяются относительно поверхности эллипсоида (по отвесной линии), называются абсолютными высотами.
Абсолютная высота – длина перпендикуляра, опущенного из точки на уровенную поверхность, принятую за начало отсчета (поверхность эллипсоида).
За начало счета абсолютных высот принимается нуль Кронштадтского футштока (средний уровень воды в Балтийском море). Такая система высот называется Балтийской.
Уровень Балтийского моря установленный по данным многолетних наблюдений и отмеченный награвированной чертой на металлической пластине, вмурованной в гранитный устой одного из мостов через обводной канал в Кронштадте, является началом счета высот уже третий век. Если счет высот ведется от другой уровенной поверхности, такая высота называется относительной высотой.
Числовые значения абсолютных высот точек земной поверхности называют отметками. Разность абсолютных высот двух любых точек называют превышением (h).
В строительстве для отдельных зданий счет высот ведется от чистого пола первого этажа.
ЛЕКЦИЯ 3
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 2996; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!