Основы геодезических измерений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

 

Сахалинский Государственный Университет

 

Технический нефтегазовый институт

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по теме:

Основы геодезических  измерений

 

Специальность «Геология»

 

 

 

 

 

 

 Автор работы                    ___________________________       Р.  В. Сацук

                                                                   ^{(дата, подпись)}          

Научный руководитель    ___________________________     О. М. Зарипов

                                                                   ^{(дата, подпись)}

 

 

 

 

 

Южно-Сахалинск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение…………………………………………………………………….…	3
1. ГЕОДЕЗИЯ КАК НАУКА ……………………………………………….. 1.1. Понятие геодезических измерений…………………………………….. 1.2. Единицы измерений, применяемые в геодезии………………………. 1.3. Понятие о погрешностях измеренных величин и характеристиках точности измерений………………………………………………………….	5 5 7   9
2. ЛИНЕЙНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ……………………………………………… 2.1. Измерение длины линий мерными  приборами……………………….. 2.2. Измерение длины линий дальномерами………………………………. 2.3 Принципы измерения углов. Теодолиты ……………………………… 2.4 Классификация теодолитов…………………………………………….. 2.5 Штативы, визирные цели и экеры………………………………………	14 14 18 23 24 26
3. ПРОВЕДЕНИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ НА САХАЛИНЕ………... 3.1. Какие компании имеют лицензию и виды работ……………………... 3.2. Проекты…………………………………………………………………. 3.3. Перспективы геодезических служб…………………………………….	30 30
Заключение……………………………………………………………….…..
Список  использованной литературы………………………………….…….

 

 

 

 

 

 

 

 

        ВВЕДЕНИЕ

         Геодезия — одна из древнейших наук. Слово «геодезия» образовано из двух слов — «земля» и «разделяю», а сама наука возникла как результат практической деятельности человека по установлению границ земельных участков, строительству оросительных каналов, осушению земель. Современная геодезия — многогранная наука, решающая сложные научные и практические задачи. Это наука об определении формы и размеров Земли, об измерениях на земной поверхности для отображения ее на планах и картах. Задачи геодезии решаются на основе измерений, выполняемых геодезическими инструментами и приборами. В геодезии используют положения математики, физики, астрономии, картографии,  географии и других научных дисциплин.

Несмотря на многообразие инженерных сооружений при их проектировании и возведении решаются следующие  общие задачи: получение геодезических  данных при разработке проектов строительства  сооружений (инженерно-геодезические  изыскания); определение на местности  основных осей и границ сооружений в соответствии с проектом строительства (разбивочные работы); размеров элементов  сооружения в соответствии с его  проектом, геометрических условий установки  и наладки технологического оборудования; определение отклонений геометрической формы и размеров возведенного сооружения от проектных (исполнительные съемки); изучение деформаций (смещений) земной поверхности под сооружением, самого сооружения или его частей под воздействием природных факторов и в результате деятельности человека.

Для решения каждой из указанных  задач применительно к разным видам сооружений существуют свои методы, средства и требования к точности их выполнения. Например, при инженерно-геодезических  изысканиях в основном производят измерения  для составления карт и планов, на которых изображают то, что есть на местности, а при строительстве  здания, наоборот, определяют на местности  то место, где здание должно располагаться по проекту. Конструкции здания устанавливают на предусмотренные проектом места с погрешностью 5... 10 мм, детали заводского конвейера — 1 ...2 мм, а оборудование физических лабораторий (ускорителей ядерных частиц) — 0,2...0,5 мм.

Инженерная геодезия тесно  связана с другими геодезическими дисциплинами и использует методы измерений  и приборы, предназначенные для  общегеодезических целей. В то же время для геодезического обеспечения строительно-монтажных работ, наблюдений за деформациями сооружений и других подобных работ применяют свои приемы и методы измерений, используют специальную измерительную технику, лазерные приборы и автоматизированные системы.

Инженерно-геодезические  измерения выполняют непосредственно  на местности в различных физико-географических условиях, поэтому необходимо заботиться об охране окружающей природы: не допускать  повреждений лесов, сельскохозяйственных угодий, не загрязнять водоемы.

Актуальность данной работы заключается в том, что решение  современных задач геодезии связано  с обеспечением и улучшением качества строительных зданий и сооружений, промышленных и жилых комплексов, дорог, линий электропередачи и  связи, магистральных трубопроводов, энергетических объектов, объектов агропромышленного  комплекса и др. Для этого требуется  большое число квалифицированных  работников, способных обеспечить строительство  важных народно-хозяйственных объектов.

Цель данной работы –  изучить основы геодезических измерений.

Задачи данной работы:

1. рассмотреть геодезические измерения и их точность;
2. изучить линейные измерения;
3. изучить угловые измерения.

 

1. ГЕОДЕЗИЯ КАК НАУКА

1.1. Понятие  геодезических измерений

Геодезические измерения – измерения, проводимые в процессе топографо-геодезических работ [1, c. 84].

Геодезические работы разделяются на полевые и камеральные. Главное содержание полевых работ составляет процесс измерений, а камеральных — вычислительный и графический процессы.

Измерительный процесс состоит из геодезических измерений на местности, выполняемых при производстве съемочных работ и решении специальных инженерных задач, например при разбивке сооружений, отводе земельных участков, прокладке трасс и т. п.

Принципом геодезических измерений  является физическое явление, положенное в основу геодезических измерений. В геодезических средствах измерений используется ряд принципов, реализующих различные физические явления: оптический, оптико-механический, оптико-электронный, электромагнитный, импульсный, фазовый, спутниковый, доплеровский, интерференционный и др. принципы.

Методом геодезических измерений  является совокупность операций по выполнению геодезических измерений в соответствии с реализуемым принципом измерений, выполнение которых обеспечивает получение  результатов с заданной точностью [2, c. 49].

Объектами геодезических измерений  являются предметы материального мира (местности, сооружения, строительной площадки, производственного помещения  и т.д.), которые характеризуются  одной или несколькими геодезическими величинами, подлежащими измерениям.

Также объектами геодезических измерений  являются горизонтальные и вертикальные углы, наклонные, горизонтальные и вертикальные расстояния. Измерение состоит в сравнении величины измеряемого угла или длины измеряемой линии с другой однородной с ней величиной, принятой за единицу меры, - угловым градусом, метром и т. п.

Носителем результатов геодезических  измерений является «основа», –  бумага, пленка, магнитная лента, карта  памяти и т.п., на которой записаны результаты геодезических измерений  с целью их хранения, передачи и (или) последующей обработки.

Для измерения  углов и длин линий применяют  различные геодезические приборы: теодолиты, тахеометры, нивелиры, кипрегели, оптические и электромагнитные дальномеры, мерные ленты, рулетки, проволоки и др. Результаты измерений заносят в полевые журналы установленной формы или фиксируют в накопителях информации электронных измерительных приборов. При этом зачастую одновременно с измерениями в поле составляют схематические чертежи, называемые абрисами.

Геодезические измерения производятся непосредственно  на местности в разнообразных  физико-географических и климатических  условиях, оказывающих влияние на точность выполняемых работ. Поэтому  вредные воздействия окружающей среды необходимо исключать или  ослаблять путем правильного  выбора приборов, методики измерений  и порядка производства работ [1, c. 85].

Вычислительный  процесс заключается в математической обработке результатов измерений. Вычисления выполняются по определенным схемам и установленным правилам, позволяющим быстро находить требуемые результаты и своевременно контролировать правильность их расчетов. Для облегчения вычислений применяют различные вспомогательные средства: таблицы, графики, номограммы, счетно-цифровые машины; в настоящее время для обработки геодезических измерений широко используются электронные микрокалькуляторы и компьютеры.

Графический процесс заключается в составлении на основе результатов измерений и вычислений чертежей с соблюдением установленных обозначений, В геодезии и землеустройстве чертеж служит не иллюстрацией, прилагаемой к какому-либо документу, а является конечной продукцией производства геодезических или землеустроительных работ. На основании его в дальнейшем проводятся расчеты, проектирование и перенесение проектов в натуру. Такой чертеж должен составляться по проверенным и точным данным и обладать высоким качеством графического исполнения.

 

         1.2. Единицы измерений, применяемые в геодезии

При производстве геодезических измерений находят  применение меры длины, площади, массы, температуры, времени, давления, угловые меры и др.

В нашей  стране линейные измерения производят в метрической системе мер. За основную единицу измерения длины  принят метр. Длина метра была определена из результатов градусных измерений французскими учеными Мишеню и Деламбром и в 1799 г. принята условно как 1:40000000 Парижского меридиана. На этом основании был изготовлен платиновый жезл соответствующей длины, получивший название «архивный метр». По результатам произведенных впоследствии более точных измерений «архивный метр» оказался короче первоначально задуманной величины на 0,21 мм. Однако изменять длину метра сочли нецелесообразным, так как это повлекло бы за собой переделку всех приборов для линейных измерений и перевычисление измеренных ранее расстояний. Поэтому в качестве международного эталона длины за метр была принята длина «архивного метра» при температуре 0°С.

В 1875 –  1889 гг. из платино-иридиевого сплава был изготовлен 31 жезл, из которых по международному соглашению Россия получила два эталона за номерами 11 и 28. Метр-прототип № 28 хранится во Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологии им. Д.И. Менделеева (ВНИИМ) в Санкт-Петербурге и является государственным эталоном длины в нашей стране. Для более надежного хранения установленной длины метра XI Генеральная конференция по мерам и весам в 1960 г. утвердила новый стандарт метра как длину, равную 1650763,73 длины волны оранжевой линии спектра излучения в вакууме атома изотопа криптона-86. Этот более стабильный эталон метра 12 января 1968 г. был утвержден Госстандартом СССР в качестве нового государственного эталона [3, c. 96].

Для точного  определения длин мерных проволок и рулеток в нашей стране изготовлены трехметровые жезлы из инвара (64 % железа и 36 % никеля), длины которых выверены по государственному эталону (жезл № 28). Для сравнения длин мерных проволок с трехметровыми жезлами в ряде городов установлены стационарные компараторы, из которых наиболее известен компаратор МИИГАиКа (трехметровый жезл № 541).

Один  метр (м) содержит 10 дециметров (дм), 100 сантиметров (см) или 1000 миллиметров (мм); одна тысячная доля миллиметра, т. е. миллионная доля метра, называется микрометром (мкм).

Единицей  измерения плоских углов является градус, равный 1/90 части прямого угла; 1° содержит 60', 1' — 60". Значения углов можно выражать также в радианной мере, представляющей отношение длины соответствующей дуги к ее радиусу. Следовательно, окружность длиной 2pR содержит 2р радиан. Отсюда значения радиана с в градусах, минутах и секундах будут равными:

с° = 57,3°;       с' = 3438',       с" =206265".

Для перевода значения угла из градусной меры в  радианную нужно разделить его на радиан:

                                      (1.1.).