ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.09.2020

Просмотров: 2025

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

лиорации

дорожном

 

строительстве

астрономии

геофизике

картографии

фотограмметрии

,  

вычислительной

 

технике

1.2. 

Историческая

 

справка

 

       

Необходимость

 

проведения

 

геодезических

 

работ

 

возникла

 

у

 

человече

-

ства

 

в

 

глубокой

 

древности

Народы

 

Индии

Греции

Египта

 

вели

 

геодези

-

ческие

 

работы

 

в

 

целях

 

строительства

 

каналов

возведения

 

сооружений

де

-

ления

 

земли

 

на

 

участки

 

за

 

несколько

 

тысячелетий

 

до

 

нашей

 

эры

Геодезия

 

в

 

переводе

 

с

 

греческого

землеразделение

       

В

 YI 

в

до

 

н

.

э

халдейские

 

жрецы

 

пришли

 

к

 

выводу

 

о

 

шарообразности

 

Земли

  (

по

 

лунным

 

затмениям

). 

Пифагор

 

и

 

Аристотель

 

подтвердили

 

и

 

оп

-

ределили

 

длину

 

окружности

 

Земли

Эратосфен

 (276—194 

г

 

до

 

н

.

э

.) 

полу

-

чил

 

подтверждение

 

размеров

 

земного

 

шара

 

и

 

вычислил

 R=6320 

км

       

В

 

Х

YIII 

в

Ньютон

 

доказал

что

 

Земля

 

сплюснута

 

и

 

представляет

 

эл

-

липсоид

 

вращения

В

 1792-1797 

гг

Законодательное

 

собрание

 

Франции

 

постановило

 

определить

 

длину

 

дуги

 

меридиана

 

Дюнкерн

-

Амьен

-

Париж

-

Родез

 

с

 

целью

 

установить

 

новую

 

меру

 

длины

исходя

 

из

 

окружности

 

Зем

-

ли

Такая

 

мера

 

была

 

названа

 

МЕТР

 ==1/40000000 

парижского

 

меридиана

 

и

 

служит

 

основанием

 

для

 

метрической

 

системы

 

мер

В

 

качестве

 

эталона

 

МЕТРА

 

принято

 

расстояние

 

между

 

штрихами

 

на

 

платиновом

 

стержне

хранящемся

 

в

 

Международном

 

бюро

 

мер

 

и

 

весов

 

в

 

Париже

Для

 

стран

 

ми

-

ра

 

изготовлена

 31 

копия

 

эталона

 

метра

В

 

качестве

 

эталона

 

более

 

высокой

 

точности

 

в

 

настоящее

 

время

 

служит

 

метр

определённый

 

как

 

длина

 

пути

пройденного

 

светом

 

за

 1/299792548 

доли

 

секунды

В

 

Х

I

Х

 

в

доказано

что

 

Земля

 

не

 

имеет

 

формы

 

правильного

 

эллипсоида

 

вращения

а

 

постоянно

 

из

-

меняется

 

в

 

связи

 

с

 

перераспределением

 

земных

 

масс

 

внутри

 

земли

что

 

связано

 

со

 

скоростью

 

вращения

 

и

 

наклоном

 

оси

 

вращения

 

Земли

В

 

России

 

геодезические

 

работы

 

зафиксированы

 

в

 1068 

г

., 

когда

 

князь

 

Глеб

 

измерил

 

расстояние

 

в

 27 

км

 

между

 

Керчью

 

и

 

Таманью

 

по

 

льду

 

через

 

Керченский

 

залив

Об

 

этом

 

свидетельствует

 

Тмутараканский

 

камень

най

-

денный

 

в

 1792 

г

у

 

города

 

Тамань

  (

в

 

настоящее

 

время

 

хранится

 

в

 

Санкт

-

Петербурге

 

в

 

Эрмитаже

). 

Геодезия

 

возникла

 

в

 

связи

 

с

 

необходимостью

 

разделения

 

земли

Линейными

 

мерными

 

приборами

 

были

 

верёвки

Площа

-

ди

 

определялись

 

по

 

четвертям

 

высеваемого

 

зерна

по

 

копнам

 

скашиваемо

-

го

 

сена

Мероприятия

 

Петра

 I 

по

 

составлению

 

карты

 

России

 

и

 

генеральному

 

межеванию

 

производились

 

на

 

новой

 

геодезической

 

основе

верёвки

 

были

 

заменены

 

цепями

а

 

для

 

измерения

 

углов

 

стали

 

применять

 

астролябии

В

 

1739 

г

был

 

учрежден

 

Географический

 

департамент

 

Петербуржской

 

акаде

-

мии

 

наук

занимавшийся

 

работами

 

по

 

составлению

 

карт

 

страны

В

 1758-

1763 

гг

им

 

руководил

 

М

.

В

.

Ломоносов

В

 1822 

г

основан

 

Корпус

 

военных

 

топографов

выполняющий

 

геодезические

топографические

картографи

-

ческие

 

работы

 

военного

 

и

 

общегосударственного

 

назначения

В

 

Х

I

Х

 

в

гео

-

 

6


background image

дезические

 

работы

 

проводились

 

под

 

руководством

 

русских

 

учёных

-

геодезистов

 

К

.

Н

.

Теннера

В

.

Я

.

Струве

Ф

.

Ф

Шуберта

 

и

 

др

.  

       

В

 1919 

г

издан

 

декрет

 

об

 

учреждении

 

Высшего

 

геодезического

 

управ

-

ления

который

 

руководил

 

всеми

 

топогеодезическими

 

работами

 

в

 

стране

С

 

1927 

г

быстро

 

развивается

 

аэрофотосъёмка

 

и

 

начинаются

 

планомерные

 

работы

 

по

 

картографированию

 

нашей

 

территории

В

 1928 

г

был

 

создан

 

Государственный

 

институт

 

геодезии

 

и

 

картографии

 / 

ЦНИИГАиК

 /. 

Ди

-

ректор

 

этого

 

института

 

профессор

 

Ф

.

Н

Красовский

 

предложил

 

программу

 

построения

 

государственной

 

триангуляционной

 

сети

 

в

 

целях

 

введения

 

единой

 

системы

 

координат

 

на

 

всю

 

территорию

 

страны

       

В

 1932 

г

профессор

 

Ф

.

Н

Дробышев

 

изобрел

 

стереометр

который

 

по

-

зволил

 

закончить

 

картографирование

 

страны

 

в

 50-

х

 

гг

ХХ

 

в

в

 

масштабе

 

1:100000.  
       

В

 1938 

г

.

был

 

реконструирован

 

завод

 «

Аэрогеоприбор

», 

выпускающий

 

высокоточные

 

теодолиты

нивелиры

рейки

АФА

.  

 
       

В

 1942 

г

профессора

 

Красовский

 

и

 

Изотов

 

определили

 

размеры

 

рефе

-

ренц

-

эллипсоида

 

применительно

 

к

 

нашей

 

стране

 (

эллипсоид

 

Красовского

), 

а

 

в

 1946 

г

введена

 

единая

 

система

 

координат

 

и

 

высот

 

на

 

всю

 

нашу

 

терри

-

торию

Во

 

время

 

Великой

 

Отечественной

 

войны

 

проводилось

 

картографи

-

рование

 

Казахстана

Средней

 

Азии

Сибири

       

В

 

настоящее

 

время

 

завершено

 

уравнивание

 

астрономо

-

геодезической

 

сети

 

страны

картографирование

 

страны

 

в

 

масштабе

 1:25000, 

обновлены

 

карты

 

масштаба

 1:50000—1:1000000. 

Выполняется

 

топографическая

 

съём

-

ка

 

шельфа

рельефа

 

дна

 

морей

озёр

водохранилищ

Развивается

 

космиче

-

ская

 

геодезия

выполняется

 

тематическое

 

картографирование

 

некоторых

 

территорий

 

по

 

материалам

 

космических

 

съёмок

Продолжаются

 

теоре

-

тические

 

работы

 

по

 

уточнению

 

фигуры

размеров

 

и

 

гравитационного

 

поля

 

Земли

изучение

 

во

 

времени

 

её

 

геофизических

 

параметров

 

Глава

 2. 

ОБЩИЕ

 

СВЕДЕНИЯ

 

 

2.1. 

Форма

 

и

 

размеры

 

земли

 

Для

 

решения

 

геодезических

 

задач

 

надо

 

знать

 

форму

 

и

 

размеры

 

Земли

Земля

   

является

 

геометрическим

 

телом

 

сложной

 

формы

которую

 

нельзя

 

выразить

 

математической

 

формулой

Поэтому

 

введено

 

понятие

 

уровенная

 

поверхность

       

Уровенной

 

поверхностью

 

называется

 

выпуклая

 

поверхность

перпен

-

дикулярная

 

к

 

направлению

 

силы

 

тяжести

 

в

 

каждой

 

точке

Её

 

можно

 

про

-

вести

 

через

 

любую

 

точку

 

на

 

физической

 

поверхности

 

земли

под

 

землёй

над

 

землёй

 (

рис

. 1). 

 

 

7


background image

 

 

 
                              

Рис

. 1 

 

За

 

земную

 

поверхность

 

принята

 

форма

 

Земли

названная

 

геоидом

 

(

уровенная

 

поверхность

которая

 

в

 

каждой

 

точке

 

нормальна

 

к

 

направлению

 

силы

 

тяжести

или

 

горизонтальна

 

в

 

каждой

 

своей

 

точке

), 

т

.

е

поверхность

 

мирового

 

океана

мысленно

 

продолженная

 

под

 

сушей

Поверхность

 

геоида

 

сложная

 

и

 

не

 

выражается

 

математической

 

поверхностью

её

 

нельзя

 

выра

-

зить

 

и

 

математической

 

формулой

       

Исследования

 

Земли

 

показали

что

 

она

 

сплюснута

 

у

 

полюсов

поэтому

 

за

 

математическую

 

поверхность

 

принимается

 

поверхность

 

эллипсоида

 

вращения

т

.

е

тела

получающегося

 

от

 

вращения

 

эллипса

 

вокруг

 

его

 

малой

 

оси

 (

рис

. 2), 

который

 

по

 

форме

 

подходит

 

к

 

форме

 

геоида

                

Размеры

 

эллипсоида

 

вращения

  

  

характеризуются

 

длиной

 

большой

 

полу

-

оси

 

а

малой

 

полуоси

 

в

 

и

 «

сжатием

»  

α

где

       

α

=(

а

-

в

)

/

а

.

 

         

Изучение

 

фигуры

 

математической

 

поверхности

 

Земли

 

сводится

 

к

 

определе

-

нию

 

размеров

   

а

,

в

,

α

 

эллипсоида

 

враще

-

ния

который

 

наиболее

 

подходит

 

к

 

геоиду

 

и

 

определённым

 

образом

 

ориентирован

 

в

 

теле

 

Земли

Такой

 

эллипсоид

 

называется

 

                    

Рис

. 2                           

референц

 – 

эллипсоидом

.

  

       

Референц

 - 

эллипсоид

 - 

это

 

эллипсоид

принятый

 

для

 

обработки

 

геоде

-

зических

 

измерений

 

и

 

определения

 

геодезических

 

координат

Для

 

карто

-

графических

 

работ

 

для

 

нашей

 

страны

 

принят

 

референц

 - 

эллипсоид

на

-

званный

 

эллипсоидом

 

Красовского

размеры

 

которого

 

подтвердили

 

наши

 

и

 

американские

 

ученые

 

при

 

наблюдении

 

за

 

движением

 

искусственных

 

спут

-

ников

 

Земли

                                                                                                       

Таблица

 1 

Исследователь

 

Год

 

       

а

 

       

в

 

        

α

 

Деламбр

 

1800  6375653 6356564 1:334,0 

Вальбек

 

1819  6376896 6355833 1:302,8 

 

8


background image

Бессель

 

 

1841  6377397 6356079 1:299,2 

Кларк

 

 

1880  6378249 6356615 1:293,5 

Жданов

 

1893  6377717 6356433 1:299,6 

Хейфорд

 

 

1909  6378388 6356912 1:297,0 

Красовский

 

 

1940  6378245 6356863 1:298,3 

 
       

Для

 

каждой

 

страны

 

принят

 

свой

 

эллипсоид

 

вращения

характеризую

-

щийся

 

своими

 

данными

 

а

в

α

Принятые

 

для

 

нашей

 

страны

 

формы

 

Земли

 

эллипсоид

 

Красовского

 

и

 

геоид

 - 

отличаются

 

по

 

размерам

 

друг

 

от

 

друга

 

не

 

более

 

чем

 

на

 100—150 

метров

       

Для

 

приближенных

 

расчётов

 

поверхность

 

Земли

 

принимается

 

за

 

сферу

 

/

шар

со

 

средним

 

радиусом

   6371 

км

 (

или

 

его

 

округляют

 

до

  6400 

км

). 

2.2. 

Элементы

 

измерения

 

на

 

местности

 

       

На

 

местности

 

измеряются

длины

 

линий

горизонтальные

 

углы

углы

 

наклона

превышения

 

точек

 

местности

       

Взаимное

 

положение

 

точек

 

местности

 

определяют

 

путём

 

измерения

 

линий

 /

расстояний

между

 

точками

 

и

 

углов

 

между

 

направлениями

 

линий

,  

соединяющих

 

эти

 

точки

При

 

выполнении

 

геодезических

 

работ

 

на

 

неболь

-

шой

 

территории

 

часть

 

уровенной

 

поверхности

 

можно

 

принять

 

за

 

плос

-

кость

т

.

е

не

 

учитывать

 

кривизну

 

Земли

 (

рис

. 3). 

      

Тогда

 

линию

 

АВ

 

можно

 

спроектиро

-

вать

 

ортогонально

 

на

 

горизонтальную

 

плоскость

В

 

проекции

 

получится

 

линия

 

ав

=S - 

горизонтальное

 

проложение

 

линии

 

АВ

 

местности

Горизонтальным

 

проложе

-

нием

 

называется

 

проекция

 

линии

 

местно

-

сти

 

на

 

горизонтальную

 

плоскость

Гори

-

зонтальное

 

проложение

 

используют

 

для

 

составления

 

плана

 

местности

                     

Рис

. 3                                 

Когда

 

говорят

 

об

 

измерении

 

углов

 

на

 

местности

то

 

имеют

 

в

 

виду

 

горизонтальные

 

углы

 

и

 

углы

 

наклона

 

местно

-

сти

 (

рис

. 4). 

      

Через

 

точку

 

А

 

местности

 

про

-

ведена

 

горизонтальная

 

плоскость

касательная

 

к

 

уровенной

 

поверх

-

ности

 

Авс

Через

 

точку

 

А

 

и

 

точку

 

С

 

проведена

 

вертикальная

 

плос

-

кость

перпендикулярная

 

плоско

-

сти

 

Авс

Через

 

точку

 

А

 

и

 

точку

 

В

 

проведена

 

вертикальая

 

плоскость

перпендикулярная

 

плоскости

 

Авс

ас

 

будет

 

являться

 

горизонтальным

 

                          

Рис

. 4                                

проложением

 

линии

 

местности

 

АС

 

9


background image

ав

 

будет

 

являться

 

горизонтальным

 

проложением

 

линии

 

местности

 

АВ

      

∠β

 - 

горизонтальный

 

угол

Следовательно

горизонтальным

 

углом

 

на

-

зывается

 

угол

заключённый

 

между

 

проекциями

 

линий

 

местности

 

на

 

гори

-

зонтальную

 

плоскость

      

∠ν

1

 

и

 

∠ν

2

 -  

углы

 

наклона

следовательно

углами

 

наклона

 

называются

 

углы

заключённые

 

между

 

линией

 

местности

 

и

 

горизонтальной

 

плоско

-

стью

      

∠ν

2

 

расположен

 

ниже

 

горизонтальной

 

плоскости

 

и

 

называется

 

углом

 

понижения

имеет

 

знак

 

минус

 (-). 

      

∠ν

1

 

расположен

 

выше

 

горизонтальной

 

плоскости

 

и

 

называется

 

углом

 

повышения

имеет

 

знак

 

плюс

 (+). 

       

После

 

измерения

 

на

 

местности

 

АВ

=D 

и

 

∠ν

  (

рис

.3) 

горизонтальное

 

проложение

 

ав

 

вычисляется

 

по

 

формуле

  S=Dcos

ν

  

или

  S=D-

Δ

D, 

где

 

Δ

D—

поправка

 

за

 

наклон

 

к

 

линии

 

горизонта

Δ

D= 2Dsin

2

(

ν

/2). 

Δ

D-

вычисляется

 

или

 

выбирается

 

из

 

таблиц

Если

  -3

°≥

 

ν

 

≤+

3

°

то

 S=D. 

 

2.3. 

Абсолютные

 

и

 

относительные

 

отметки

 

точек

 

местности

 

и

          

превышения

 

       

Высотой

 

точки

 

местности

 

называется

 

отрезок

 

отвесной

 

линии

 

от

 

этой

 

точки

 

до

 

уровенной

 

поверхности

принятой

 

за

 

начало

 

отсчёта

Числовое

 

значение

 

высоты

 

называется

 

отметкой

 

точки

 

местности

  (

рис

. 5). 

Если

 

от

-

метку

 

точки

 

местности

 

определяют

 

относительно

 

уровенной

 

поверхности

 

океана

то

 

эта

 

отметка

 

называется

 

абсолютной

Если

 

отметку

 

точки

 

местности

 

определяют

 

относитель

-

но

 

любой

 

уровенной

 

поверхности

проходящей

 

через

 

любую

 

точку

 

ме

-

стности

то

 

эта

 

отметка

 

называется

 

относительной

 

или

 

условной

От

-

метки

 

точек

 

называются

 

коротко

 

высотами

 

и

 

обозначаются

 

Н

    

Разность

 

между

 

отметками

 

точек

 

  

местности

 

называется

 

превышени

                  

Рис

. 5                                          

ем

 

и

 

обозначается

   h. 

Оно

 

бывает

 

положительное

  (+h)  

и

 

отрицательное

  (–h). 

        

Абсолютные

 

отметки

 

точек

 

местности

 

обычно

 

положительные

так

 

как

 

определяются

 

относительно

 

уровенной

 

поверхности

 

океана

только

 

в

 

Прикаспийской

 

низменности

отрицательные

  (

до

 –28 

м

). 

В

 

России

 

нача

-

лом

 

отсчёта

 

абсолютных

 

отметок

 

служит

 

нуль

 

Кронштадского

 

футштока

на

 

котором

 

отмечен

 

средний

 

уровень

 

воды

 

в

 

Финском

 

заливе

Он

 

при

 

по

-

мощи

 

геодезических

 

измерений

 

передан

 

на

 

репер

находящийся

 

в

 

Пулков

-

ской

 

обсерватории

 (

Санкт

-

Петербург

). 

 

10