Геодезия Для специальности 5 В 070700 Горное дело

Геодезия Для специальности 5 В 070700 «Горное дело» Лектор : Ожигина Светлана Борисовна доцент к. т. н.

ЛЕКЦИЯ 1 1 Предмет геодезии Геодезия слово греческое и в переводе на русский язык означает «землеразделение» . Это слово указывает на происхождение науки, но не выражает ее содержание в настоящее время.

• Геодезия — наука, которая занимается изучением формы и раз меров всей Земли или отдельных ее частей. Это изучение осу ществляется посредством геодезических измерений. Такие изме рения производятся на поверхности Земли, на море и в кос мосе. Геодезические измерения нужны для определения фигуры и размеров Земли, составления планов, карт и профилей, для решения различного рода инженерных задач при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатация инженерных со оружений. Для геодезических измерений применяют угломер ные приборы и приборы для измерения расстояний.

• В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд са мостоятельных научных дисциплин: высшую геодезию, инженерную геодезию, фототопографию и картографию. • Высшая геодезия занимается определением фигуры и размеров всей Земли и значительных ее частей, определением координат и высот отдельных точек земной поверхности в единой системе, изучением вертикальных и горизонтальных дефор маций земной коры.

• Геодезия или топография занимается измерением и изображением на планах и картах земной поверхности, а также измерением относительных высот точек земной поверхности и изображением вертикальных ее разрезов. • Инженерная геодезия занимается вопросами геодези ческих работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений, при монтаже оборудова ния, при наблюдениях за вертикальными и горизонтальными смещениями инженерных сооружений и технологического обо рудования.

Фототопография занимается изучением методов и средств создания топографических карт и планов по материа лам фотографирования Земли. Картография занимается изучением методов составле ния, издания и использования карт. За последние годы получили развитие новые разделы геоде зии радиогеодезия, : космическая геодезия и морская геодезия.

Радиогеодезия занимается изучением радиоэлектронных методов измерения расстояний при помощи радио и светолокаций, соответственно приборами радиодальномером и светодальномером. Космическая геодезия занимается обработкой измерений, полученных при помощи искусственных спутников Земли, орби тальных станций и межпланетных кораблей.

Морская геодезия занимается вопросами топографо геодезических работ морского дна. Геодезия имеет тесную связь с другими научными дисципли нами: атематикой, м астрономией, физикой, механикой, автома тикой, электроникой, географией, фотографией и черчением. Математика вооружает геодезию методами и средствами обра ботки и анализа результатов измерений.

Астрономия обеспечивает геодезию исходными данными: ко ординатами точек земной поверхности и астрономическими ази мутами линий. С помощью изики и ф механики рассчитывают геодезические приборы. В приборостроении широко применяется автоматика и электроника. Знание географии помогает правильно оценивать элементы местности: рельеф и естественный покров земной поверхности.

Применение фототопографии в геодезии требует знания фо тографии, а графическое оформление планов и карт требует знания и умения пользоваться приемами топографического черчения. По мере развития этих наук развивалась и геодезия, обога щаясь новым научным содержанием, новыми, более современ ными, приборами и методами геодезических измерений и вычис лений. Без помощи геодезии не могут обойтись и многие инже нерные науки.

1. 2 Значение геодезии в народном хозяйстве и обороне страны В настоящее время трудно назвать отрасль народного хозяй ства, которая не нуждалась бы в услугах геодезии. Велика роль геодезии при инженерных изысканиях, проектировании, строи тельстве и эксплуатации разнообразных промышленных и граж данских зданий и сооружений, различного назначения трубо проводов, гидротехническом строительстве, при планировке городов и сельских населенных мест.

Большое значение имеет геодезия в сельском хозяйстве, при мелиорации земель, в лесном хозяйстве, дорожном строительстве, при геологических изысканиях. Велика роль геодезии при картографировании страны. Огромное значение геодезия имеет для обороны страны. Без точной карты невозможно решать военные вопросы. Недаром говорят, что «карта глаза армии» .

1. 3 Понятие о фигуре и размерах Земли Поверхность Земли общей площадью 510 млн. км 2 имеет воз вышения и углубления, заполненные водой. Поверхность морей и океанов занимает 71 %, а суша всего лишь 29% от общей поверхности Земли. Поэтому за фигуру Земли принимают по верхность воды океанов в спокойном состоянии, мысленно про долженную под материками. Такая поверхность называется уро венной поверхностью Земли. Уровенная поверхность в любой точке перпендикулярна к отвесной линии, проходящей через эту точку.

Уровенная поверхность Земли имеет сложную форму и называется поверхностью геоида, а тело, ограниченное ею, — геоидом. Исследованиями установлено, что фигура геоида близко подходит к поверхности сфероида. Сфероидом называется эллипсоид, который получается от вращения эллипса вокруг его малой оси.

Рисунок 1 Элементы Земного сфероида

Размеры земного эллипсоида определяются длинами боль шой и малой полуосей (рисунок 1): а — большая полуось или ра диус экватора; — b малая полуось или полуось вращения Земли. Величина а = (а—b)/а называется сжатием земного эллипсоида. Величины а и b определяются посредством градусных измере ний в различных местах меридиана. В разное время ученые многих стран занимались определением размеров Земли. Наи более точные результаты получили Ф. Н. Красовский и А. А. Изотов в 1940 г.

С 1946 г. размеры земного эллипсоида, получившего название «эллипсоид Красовского» , приняты для геодезических и кар тографических работ на всей территории СССР (ныне стран СНГ) (а =6378245 м; b = 6 356 863 м; а=1: 298, 3). Уровенная поверхность Земли в одних местах возвышается в других понижается над поверхностью эллипсоида. Однако от клонение не превышает 150 м. Для решения многих задач прикладного значения Землю можно принимать за шар. Радиус такого шара, равного по объему земному эллипсоиду, по вычислениям Ф. Н. Красовского равен 6371, 11 км.

1. 4 Метод проекций в геодезии На местности точки, линии, углы и контуры расположены в силу неровностей земной поверхности преимущественно на возвышениях или впадинах. Так как возвышения и впадины являются пространственными формами, то для изучения и изо бражения местности на бумаге в геодезии пользуются методом проекций.

Рисунок 2 Горизонтальная проекция местности

Пусть многоугольник ABCDE (рисунок 2) расположен на хол мистой местности, и нам нужно узнать его форму и размер. Для этого спроектируем все вершины этого многоугольника на горизонтальную плоскость PQ. Перпендикуляры Аа, Bb, Сс, Dd и Ее совпадают с отвесными линиями.

Точки а, b, с, d и е пересечения перпендикуляров с горизон тальной плоскостью являются проекциями соответствующих то чек местности А, В, С, D и Е. Линии ab, bс, cd, de и еа гори зонтальные проекции или горизонтальные проложения линий АВ, ВС, CD, DE и ЕА местности. Углы abc, bсd, cde, dea и eab являются горизонтальными проекциями или горизонтальными проложениями углов ABC, BCD, CDE, DEA и ЕАВ местности. Многоугольник abсde называется горизонтальной проекцией или горизонтальным проложением многоугольника ABCDE мест ности.