Что такое измерение в геодезии

Геодезические измерения. Общие сведения об измерениях

3.1.1. Понятие измерений

3.1.2.Виды измерений. В геодезии применяют три основных вида измерений: линейные, угловые и высотные или нивелирование.

Угловые – для определения значений горизонтальных и вертикальных углов между направлениями на заданные точки.

Высотные, иначе называемые нивелированием – для определения превышений (разности высот) между двумя точками местности.

Для каждого вида измерений применяют свои приборы и методы.

2. При угловых измерениях единицей меры служит градус, равный 1/360 части окружности. Он содержит 60 угловых минут, а минута – 60 угловых секунд, обозначаются значками: °, ¢, ². 1°=3600².

При вычислениях используется также радиан – величина центрального угла стягиваемого дугой равной радиусу, обозначается буквой r= 360°/ 2p = 57°, 29578 »57°,3.

В современных автоматизированных угломерных приборах угловой единицей служит гон : 1 гон = 0°,9 = 54¢ = 3240². Тысячная доля его, равная 3″.24, называется миллигон.

В некоторых странах (Франция и др.) применяют метрическую, градовую систему, в которой один град равен 1/400 части окружности, содержит 100 градовых минут – сантиград, а сантиград делится на 100 градовых секунд – сантисантиград. 1g =100c =10000cc или 1с = 0,01g, 1cc = 0,0001g. 1g=0°,9 =54¢ =3240².

3.1.4. Методы измерений. По методам измерения разделяют на прямые (непосредственные), косвенные идистанционные. а) Прямые (непосредственные) измерения выполняют приборами, позволяющими непосредственно сравнить измеряемую величину с единицей меры.

б) Косвенными (посредственными) называют измерения, при которых определяемую величину получают путем вычислений по результатам прямых измерений вспомогательных величин – длин, углов и др., связанных с определяемой величиной математической зависимостью. Например, углы в треугольнике можно измерить непосредственно угломерным прибором или вычислить по измеренным непосредственно трем сторонам треугольника.

в) Дистанционные измерения выполняют в виде сигналов (импульсов) с передачей результатов по индивидуальным каналам (линиям) связи.

Дата добавления: 2015-03-19 ; просмотров: 10904 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Геодезические измерения: виды, классификация и характеристики.

В геодезии, в каком бы направлении не работали специалисты, в большинстве случаев окончательной целью работы считается определение координат точек, других параметров измерений в математической форме, их отображение в графических материалах и определения фактического положения относительно исходных данных. Для этого необходимо проводить прямые и косвенные измерения. То есть, если значение величины можно получить с помощью приборов непосредственным контактом при измерении, это считается прямыми измерениями. При невозможности получить требуемую величину непосредственным путем их определяют через функциональную зависимость такой величины и инструментально измеряемой. Такие измерения считаются косвенными.

Геодезические измерения – виды и области

Классифицировать геодезические измерения можно также по области применения, признакам измерения и назначению измеряемых величин. В результате чего следует выделить целый список:

Угловые геодезические измерения сводятся к измерениям горизонтальных углов между точками наблюдений и вертикальных углов, которые необходимы для вычислений значений таких величин как горизонтальные проложения (длина линии на горизонтальной плоскости).

Линейные геодезические измерения представляют собой непосредственные определения расстояний между теми же точками наблюдений, которые участвовали при угловых измерениях, возможны измерения только длин сторон между точками съемки.

Высотные измерения выполняются с целью определения разности высот между точками и получения их высотных координат (абсолютных отметок).

Координатные измерения используются с помощью технологий, позволяющих определять положение точек наблюдений в исходной системе отсчета (координат). К таким геодезическим измерениям относятся тахеометрическая съемка, спутниковые наблюдения, определение координат точки стояния, с использованием опций предусмотренных в современных электронных тахеометрах по решению обратной геодезической засечки непосредственно в полевых условиях.

Топографическая съемка считается областью геодезических измерений, результатом которой становится графическое изображение всех снимаемых точек местности в определенном масштабе (план, карта). Следует отметить, что для получения образно говоря «картинки» выполняется большой объем измерений с получением числовых значений, получающий свою форму в современной цифровой электронной модели.

Астрономо-геодезические измерения позволяют определять геодезические координаты пунктов.

Геодинамические измерения заключаются в определение положения геодезических пунктов относительно исходных точек с учетом временного фактора.

Базисные измерения сводятся к определению длины опорной базисной стороны с помощью специального мерного базисного прибора.

Гироскопические измерения имеют своей целью определение дирекционных углов сторон, с помощью предназначенных для этого специальных приборов гироскопов. Применяется такой способ измерений, например, для повышения точности измерений в подземной опорной маркшейдерской сети методом вставки стороны полигонометрического хода с дополнительным высокоточным измеренным дирекционным углом.

Створные измерения связаны с определением отклонений местоположения точек от прямой (створной) линии. Использоваться такой способ можно, например, для определения фактического положения линии очистного забоя при маркшейдерском обслуживании в угольных шахтах.

Составляющие факторы геодезических измерений

Геодезический процесс измерений возможен при наличии нескольких факторов, а именно:

Характеристики и дальнейшая классификация измерений

В рамках геодезических измерений следует отметить, что любое из них выражается:

Геодезические измерения, выполненные специалистами одинаковой квалификации (в идеале одним и тем же физическим лицом), приборами одной и той же точности, с применением такого же метода исполнения, в тех же условиях окружающей среды (сезон, время суток, температура, давление и некоторых других) называют равноточными. Если хотя бы одно из перечисленных условий не соблюдено, то измерения считаются неравноточными.

Многие измерения производят геодезическими приборами, которые конструктивно предназначены выполнять измерения с задекларированными техническими характеристиками. Отсюда следует, что их можно классифицировать, как собственно и сами средства измерений по следующей шкале:

Интересно отметить, что для получения результата какого-либо измерения требуется померить его всего один раз. То есть это считается необходимым измерением. В геодезической и маркшейдерской практике, согласно разным методам выполнения измерений, для исключения грубых погрешностей и соблюдения требуемой точности работ предусматривают разное количество измерений. Так длины сторон полигонометрического хода меряют рулетками по два раза со смещениями по шкале рулетки. Горизонтальные и вертикальные углы также измеряются двумя повторениями. При измерении расстояний электронными тахеометрами можно выставить опцию однократного или многократного измерений. Выполняя измерения превышений нивелиром между точками, в определенных случаях меряют его два раза с изменением горизонта инструмента. Все эти измерения считаются достаточными или избыточными. Таким образом, заключительная классификация геодезических измерений включает в себя:

Источник

Геодезические измерения

Геодезия и маркшейдерия относятся к таким областям техники, где измерения являются необходимым элементом производственной деятельности. И не только необходимым, но таким массовым в своем исполнении, что и вообразить себе невозможно. Достаточно сказать, например, что для съёмки местности площадью всего в 1 га в масштабе 1:500 (для сравнительно средней сложности местности) понадобится около 200 точек, для каждой из которых определяются три координаты: две плановые (х, у) и высота (Н).

Измерения в геодезии являются количественной и качественной основой для изучения Земли, отдельных ее фрагментов, для получения исходной информации при решении всех инженерно-геодезических задач и выполнения топографических работ. Любое измерение выражается количественной характеристикой (величиной угла, длиной линии, превышением, площадью участка местности и т.п.) и имеет качественную сторону, которая характеризует точность полученного результата.

Величины, которые получают в процессе производства геодезических работ, можно классифицировать на измеренные и вычисленные. В первом случае величину получают обычно непосредственно, путем сравнения её с единицей средства измерения, или косвенно, как функцию двух или нескольких непосредственно измеренных величин. Например, площадь прямоугольника может быть получена как произведение его сторон, измеренных непосредственно.

Результаты геодезических измерений

Под результатом геодезического измерения подразумевается конечный результат, который получается в процессе всех произведённых измерений и вычислений. Например, конечным результатом может быть высота точки, её плановые координаты, площадь участка и т.п.

Равноточные и неравноточные измерения

Результаты геодезических измерений в своей группе могут быть равноточными и неравноточными.

Если измерения выполнены прибором одного и того же класса точности, по одной и той же методике (программе), в одинаковых внешних условиях, одним и тем же наблюдателем (либо наблюдателями одной квалификации), то такие измерения относят к равноточным. При несоблюдении хотя бы одного из перечисленных выше условий результаты измерений классифицируют как неравноточные.

Примером равноточных измерений могут являться результаты измерений длины одной и той же линии либо линий, примерно равных друг другу, полученные при неизменных условиях внешней среды, одним и тем же измерительным средством (прибором), одними и теми же исполнителями работ, по общей для всех результатов измерений программе.

Если в процессе измерений длины линии, например, светодальномером, изменится температура окружающего воздуха, влажность, давление, то это может привести к получению части неравноточных результатов в общей группе результатов измерений, поскольку при изменении внешних условий может произойти и изменение характеристик измерительного прибора, характеристик прохождения светового луча в атмосфере.

Необходимые и избыточные числа измеренных величин и измерений

Число измеренных величин и число измерений может быть необходимым и избыточным.

При измерении, например, углов в треугольнике число необходимых измеренных величин равно двум, в семиугольнике – шести. Значение третьего (седьмого) угла можно вычислить по сумме двух (шести) измеренных углов. Если необходимо решить плоский треугольник, то дополнительно к измеренным двум углам обязательным является знание длины хотя бы одной из его сторон, в связи с чем число необходимых измеренных величин должно быть равно трём (одно измерение – линейное, два – угловые). Та же задача решается и при выполнении двух линейных измерений и одного угла, заключённого между измеренными сторонами треугольника.

Таким образом, числом необходимых измеренных величин является минимально необходимое их число, при котором обеспечивается решение поставленной задачи. Число же измеренных величин, превышающих число необходимых, называется числом избыточных величин. В геодезии, в маркшейдерии принято, но и не только принято, а является обязательным, получать и избыточные величины, что обеспечивает обнаружение грубых погрешностей и промахов, позволяет повысить точность результатов измерений. Поэтому в треугольнике, например, обязательно измеряют все три угла и сравнивают полученную сумму углов с теоретической.

Если сформулировать задачу с точки обеспечения заданной точности измерений, то необходимое число измерений должно обеспечивать заданную точность измерения одной величины или самого результата измерений. Так, в том же треугольнике, каждый из его углов может быть измерен несколько раз. Все избыточные измерения повышают надёжность результатов, а также их точность, но в то же время и увеличивают объём работ, и часто прирост увеличения точности становится экономически нецелесообразным из-за большого числа измерений. Иногда говорят, что числом необходимых измерений, например, горизонтального угла, является одно измерение, остальные – избыточные. Это не всегда так, поскольку, одно измерение не позволяет производить оценку точности и может содержать неконтролируемую грубую погрешность (промах).

Виды геодезических измерений

При геодезических работах основной объём информации получают с помощью геодезических измерений, которые классифици­руются следующим образом:

Классификация по назначению

По своему назначению геодезические измерения бывают:

В связи с этим сформировались следующие технологические процессы топографо-геодезических работ:

В зависимости от типов используемых средств геодезические измерения делят на три группы:

Процесс измерения в геодезии осуществляется при наличии пяти составляющих (факторов):

Конкретное содержание и состояние факторов геодезического измерения определяются условиями, которые могут быть классифицированы по следующим признакам:

По физическому исполнению:

По роду:

По количеству:

По точности:

По физической природе носителей информации:

По взаимозависимоcти:

При составлении данной статьи использовались материалы из книг «Геодезия в маркшейдерском деле» (автор Чекалин С.И.), «Геодезия» (автор Юнусов А.Г.).

Источник

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 геодезия занимается 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.

_______ Аэрофотогеодезия занимается изучением методов и средств создания топографических карт и планов по материалам фотографирования Земли.

_______ Картография занимается изучением методов составления, издания и использования карт.

_______ Космическая геодезия занимается 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

_______ 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.

3. Способы изображения земной поверхности. Метод проекций в геодезии

_______ 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. 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.

4.2. Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера

_______ Изображение осевого меридиана принимается за ось абсцисс (x), изображение экватора – за ось ординат (y). За начало координат принимают точку пересечения осевого меридиана с экватором.

Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса–Крюгера

_______ Зная географические координаты точки земной поверхности, можно вычислить зональные прямоугольные координаты, и, наоборот.

4.3. 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

_______ Абсолютная высота – длина перпендикуляра, опущенного из точки на уровенную поверхность, принятую за начало отсчета (поверхность эллипсоида).

6. Ориентирование линий

_______ Ориентировать линию – значит определить ее направление относительно исходного меридиана.

_______ Азимуты изменяются от 0º до 360º.

_______ Азимут одной и той же линии в разных ее точках различен. Меридианы разных точек не параллельны между собой, так как они сходятся в точках полюсов. Отсюда азимут линии в разных ее точках имеет разное значение. Угол между направлениями двух меридианов называется сближением меридианов и обозначается γ.

_______ Для перехода от магнитного азимута к истинному надо знать величину и название склонения магнитной стрелки δ. Склонение магнитной стрелки указывается в зарамочном оформлении листа топографической карты.

_______ Дирекционным углом называется горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии ему параллельной по часовой стрелке до направления данной линии. Обозначается буквой α.

_______ Дирекционные углы бывают прямыми и обратными (рис.10).

_______ Обратный дирекционный угол вычисляется по формуле:

_______ Румбом называется острый угол, отсчитываемый от ближайшего направления осевого меридиана (северного или южного) до данной линии (r).
Румб всегда сопровождается названием четверти, в которой расположена линия (рис. 11).

7. Съемки

_______ Для составления планов и карт необходимо на местности производить геодезические измерения. Комплекс таких измерений называется съемкой.

Источник

Геодезические измерения: обмеры и замеры

Зачем нужны и как проводятся геодезические измерения?

Геодезия в ее прикладном понимании – это отрасль, которая связана с определением координат и характеристик местности. Свое применение она находит в картографии, а также в строительстве жилых и промышленных зданий и сооружений, геологической разведке и горном деле. Применяются геодезические методы при землеустройстве, кадастровых работах.

Задачи, которые решает геодезия на сегодняшний день:

Какие работы выполняет геодезист? Какими навыками он должен обладать?

Геодезические обмеры и другие работы, которые выполняют инженеры-геодезисты, должны проводиться в строгом соответствии с принятыми методами и стандартами. Эта профессия требует не только соответствующего высшего инженерного образования, но и внимательности, точности, ведь ошибки при определении тех или иных показателей могут привести при строительстве к огромным убыткам.

При проведении геодезических изысканий специалист должен уметь использовать современные приборы и измерительные инструменты, читать аэрофотоснимки, карты, владеть различными методиками измерений. Во время работ используются точные приборы, которые позволяют обеспечить геодезический контроль взаимного расположения отдельных объектов на земной поверхности, связывая их в единую картину.

Работа инженера состоит из нескольких этапов. На первом проводятся, собственно, измерения. При этом используются нивелиры, теодолиты, лазерные сканеры для фиксации всех элементов рельефа и создания трехмерной схемы. На втором этапе полученные результаты обрабатываются в специальных программах с целью составить цифровую карту или план.

Все работы в геодезии можно разделить на несколько больших групп:

Источник