Проекция Гаусса-Крюгера для составления топокарт

Предмет геодезии.

Геодезия(греч.Jeodaisia, от ge- Земля, и daio – делю, разделяю) – наука о методах определения формы, размеров и гравитационного поля Земли и о методах измерений на земной поверхности, для отображения ее на планах и картах, а также для проведения различных инженерных мероприятий.

По условию производства работ геодезия разделяется на:

наземную геодезию,где геодезический измерительный процесс выполняется на поверхности Земли;

аэрогеодезию,предусматривающую преобразование и измерений изображений местности, полученных с воздуха;

космическую геодезию, где рассматриваются, преобразуются и измеряются изображения Земли и ее частей, полученных из космоса;

подземную геодезию (маркшейдерию) – включает специальные виды геодезических работ, проводимых под землей;

подводную геодезию (морская геодезия) – занимается изучением методов и приборов, необходимых для создания планов и карт дна морей и океанов.

Отрасли геодезии:

- высшая геодезия

- картография

- топография

- инженерная геодезия

- прикладная геодезия

Высшая геодезия решает задачу определения фигуры и размеров Земли, ее внешнего гравитационного поля, а также вопросы создания высокоточных геодезических опорных сетей.

Картография занимается изучением методов и процессов создания сплошных изображений значительных территорий земной поверхности в виде карт или специальных моделей местности.

Топография изучает вопросы, связанные с изображением сравнительно небольших частей земной поверхности в виде планов, профилей, фотопланов.

Инженерная геодезия занимается применением геодезических методов и техники для изысканий и строительства новых или реконструкции и эксплуатации существующих инженерных сооружений, а также для установки и монтажа сложного оборудования промышленных предприятий и научных сооружений.

Проекция Гаусса-Крюгера для составления топокарт

Чтобы установить связь между географическими координатами любой точки Земли на сфероиде и прямоугольными координатами той же точки на плоскости, применяют особый способ проектирования всего земного шара на плоскость (по частям (по зонам)).

Рисунок -Картографическая равноугольная проекция

Каждую данную зону проектируют на плоскость отдельно при помощи цилиндра. Проектируют избранную зону под условием сохранения равенства углов на сфере и на цилиндре, а затем развертывают на плоскости.

Такая проекция называется равноугольная проекция (проекция Гаусса – Крюгера).

Вся зона переходит со сферы на плоскость в несколько расширенном виде. Средний меридиан зоны изображается прямой. Сущность этой проекции заключается в следующем.

1. Земной эллипсоид меридианами разбивается на зоны. В России приняты шести и трехградусные зоны. Средний меридиан зоны называется осевым. Нумерация зон ведется от Гринвичского меридиана на восток.

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). Экватор также изобразится прямой линией. За начало счета координат в каждой зоне принимается пересечение изображений осевого меридиана – оси абсцисс Х и экватора – оси ординат – Y.

3. Искажения длин линий в проекции Гаусса – Крюгера возрастают по мере удаления от осевого меридиана пропорционально квадрату ординаты. Эти искажения на краях шестиградусной зоны могут достигать величины порядка 1/1500 длины линии, а в трехградусной зоне –1/6000.

В инженерно-геодезических работах и съемках крупного масштаба такими искажениями пренебрегать нельзя.

4. Система координат в каждой зоне одинакова. 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 y = 7375252, то точка находится в седьмой зоне и имеет ординату от осевого меридиана, равную

y = 375252-500000 = - 124748 м.

Все современные топографические карты России составлены в проекции Гаусса – Крюгера. Эта проекция принята во всех странах ближнего зарубежья и в ряде Европы.

Понятие о форме и размерах Земли, уровенная поверхность, эллипсоид Красовского.

Простейшие геодезические работы на местности (вешение, измерение линий).

Поверки теодолита 2Т-30.

 

1. Ось цилиндрического уровня UU1 должна быть перпендикулярна к вертикальной оси прибора VV1. Пузырек круглого уровня выводим ножками штатива, пузырек цилиндрического уровня выводим подъемными винтами. После установки поворачиваем примерно на 90 градусов и третьим подъемным винтом вновь выводим пузырек в центр. Возвращаем теодолит в исходное положение, если пузырек не сместился, то поверка выполнена.

2. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть горизонтальна и перпендикулярна к оси вращения теодолита VV1;

3. Визирная ось трубы WW1 должна быть перпендикулярна к оси вращения зрительной трубы ZZ1 (коллимационная погрешность). Выбираем любую точку, наводим по кругу лево, снимаем отчет, то же самое по кругу право. Выбираем вторую точку и проделываем то же самое. Погрешность не более 40 сек.

4. Ось вращения зрительной трубы ZZ1, должна быть перпендикулярна оси вращения теодолита VV1;

5. Ось оптического визира должна быть параллельна оси вращения теодолита.

Перед измерением углов исправленным теодолитом необходимо: привести прибор в рабочее положение, предварительного отцентрировав над вершиной угла.

 

Камеральные работы

На листе плотной бумаги строится прямоугольная сетка квадратов со сторонами 100 мм (как правило,при помощи координатографа, линейки Ф. В. Дробышева). Самым простым и распространенным способом построения сетки является проведение через поле листа двух диагоналей, от пересечения которых откладывают одинаковые отрезки. Затем концы отрезков соединяют, в результате чего получается прямоугольник. На его сторонах откладывают стороны квадратов, при этом квадраты должны располагаться так, чтобы после их оцифровки изображение теодолитного хода и снимаемого участка было примерно в середине листа бумаги. По координатам наносят точки теодолитного хода, а затем по данным абриса составляют план, используя условные знаки для планов данного масштаба.

Прямая геодезическая задача

Прямая геодезическая задача заключается в нахождении координат определяемой точки по известным прямоугольным координатам заданной точки, расстоянию между ними и дирекционному углу с заданной точки на определяемую.

Для определения координат точки в прямой геодезической задаче обычно применяют формулы:

1) нахождения приращений:

2) нахождения координат:

В обратной геодезической задаче находят дирекционный угол и расстояние:

1) вычисляют румб по формуле:

2) находят дирекционный угол в зависимости от четверти угла:

четверти:	Первая четверть	Вторая четверть	Третья четверть	Четвертая четверть
знак приращения	+X, +Y	-X, +Y	-X, -Y	+X, -Y
диреционный угол	a = r	a = 180 - r	a = 180 + r	a = 360 - r

3) определяют расстояние между точками:

Геодезическая задача в том и другом виде возникает при обработке полигонометрии и триангуляции, а также во всех тех случаях, когда необходимо определить взаимное положение двух точек по длине и направлению соединяющей их линии или же расстояние и направление между этими точками по их геодезическим координатам. В ряде случаев геодезические задачи решают в пространственных прямоугольных координатах по формулам аналитической геометрии в пространстве. В этих случаях вместо длины и дирекционного угла, соединяющей две точки, используют длину и пространственные компоненты направления прямой линии между этими точками.

Полевые документы

 

Нивелирование – это вид геодезических работ, в результате которых вычисляются превышение и высоты точек.

Трассой называется ось проектируемого сооружения линейного вида обозначенного на местности и нанесенное на топографический план или карту.

Камеральное трассирование - проектирование трассы по топографическим планам.

Полевое трассирование - перенос запроектированной трассы на местность с уточнением ее положения и закреплением основных элементов трассы.

Основные элементы трассы: пикетные точки и вершины поворота трассы.

Полевые работы: закрепление углов поворота трассы, разбивка пикетов, нивелирование пикетов, топографическая съемка полосы отвода трассы, съемка переходов и пересечений.

1. Разбивка пикетов начинается с начала трассы через 100м

2. Начальные и конечные точки привязываем к реперам.

3. Высоты вычисляем геометрическим нивелированием из середины (с реперной точки).

Геометрическое нивелирование:

1. При нивелировании из середины. В точках А и В устанавливают отвесно рейки. На которых нанесены шкалы, а по середине нивелир. Когда осуществляют нивелирование от А к В то рейку в точке А считают задней а В передней. Если взять отсчёты а и в то превышение будет равно h=a-b

 

Главный документ – профиль трассы – вертикальный разрез местности в заданном направлении

Нивелирование

Нивелирование глубинных реперов и осадочных марок производится высокоточными нивелирами типа Н-05 (и подобными им по точности) с применением штриховых реек с инварной полосой. Для наблюдения за осадками могут быть применены электронные (цифровые) нивелиры со специальными штрих-кодовыми рейками, для кодирования которых используются RAB и BAR коды. Для работы с цифровыми нивелирами SDL 30/50 используются фиберглассовые, алюминиевые или инварные рейки со специальным RAB-кодом, а для работы с нивелирами DiNi 0,3/0,7 применяются рейки инварные, складные или телескопические со специальным BAR-кодом. При отключенной электронике цифровые нивелиры можно использовать с обычными нивелирными рейками.

 

Предмет геодезии.

Геодезия(греч.Jeodaisia, от ge- Земля, и daio – делю, разделяю) – наука о методах определения формы, размеров и гравитационного поля Земли и о методах измерений на земной поверхности, для отображения ее на планах и картах, а также для проведения различных инженерных мероприятий.

По условию производства работ геодезия разделяется на:

наземную геодезию,где геодезический измерительный процесс выполняется на поверхности Земли;

аэрогеодезию,предусматривающую преобразование и измерений изображений местности, полученных с воздуха;

космическую геодезию, где рассматриваются, преобразуются и измеряются изображения Земли и ее частей, полученных из космоса;

подземную геодезию (маркшейдерию) – включает специальные виды геодезических работ, проводимых под землей;

подводную геодезию (морская геодезия) – занимается изучением методов и приборов, необходимых для создания планов и карт дна морей и океанов.

Отрасли геодезии:

- высшая геодезия

- картография

- топография

- инженерная геодезия

- прикладная геодезия

Высшая геодезия решает задачу определения фигуры и размеров Земли, ее внешнего гравитационного поля, а также вопросы создания высокоточных геодезических опорных сетей.

Картография занимается изучением методов и процессов создания сплошных изображений значительных территорий земной поверхности в виде карт или специальных моделей местности.

Топография изучает вопросы, связанные с изображением сравнительно небольших частей земной поверхности в виде планов, профилей, фотопланов.

Инженерная геодезия занимается применением геодезических методов и техники для изысканий и строительства новых или реконструкции и эксплуатации существующих инженерных сооружений, а также для установки и монтажа сложного оборудования промышленных предприятий и научных сооружений.

Проекция Гаусса-Крюгера для составления топокарт

Чтобы установить связь между географическими координатами любой точки Земли на сфероиде и прямоугольными координатами той же точки на плоскости, применяют особый способ проектирования всего земного шара на плоскость (по частям (по зонам)).

Рисунок -Картографическая равноугольная проекция

Каждую данную зону проектируют на плоскость отдельно при помощи цилиндра. Проектируют избранную зону под условием сохранения равенства углов на сфере и на цилиндре, а затем развертывают на плоскости.

Такая проекция называется равноугольная проекция (проекция Гаусса – Крюгера).

Вся зона переходит со сферы на плоскость в несколько расширенном виде. Средний меридиан зоны изображается прямой. Сущность этой проекции заключается в следующем.

1. Земной эллипсоид меридианами разбивается на зоны. В России приняты шести и трехградусные зоны. Средний меридиан зоны называется осевым. Нумерация зон ведется от Гринвичского меридиана на восток.

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). Экватор также изобразится прямой линией. За начало счета координат в каждой зоне принимается пересечение изображений осевого меридиана – оси абсцисс Х и экватора – оси ординат – Y.

3. Искажения длин линий в проекции Гаусса – Крюгера возрастают по мере удаления от осевого меридиана пропорционально квадрату ординаты. Эти искажения на краях шестиградусной зоны могут достигать величины порядка 1/1500 длины линии, а в трехградусной зоне –1/6000.

В инженерно-геодезических работах и съемках крупного масштаба такими искажениями пренебрегать нельзя.

4. Система координат в каждой зоне одинакова. 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 y = 7375252, то точка находится в седьмой зоне и имеет ординату от осевого меридиана, равную

y = 375252-500000 = - 124748 м.

Все современные топографические карты России составлены в проекции Гаусса – Крюгера. Эта проекция принята во всех странах ближнего зарубежья и в ряде Европы.