Кузнецов О. Ф.
Представлены основные разделы изучения геодезии и топографии: от определения системы координат в геодезии до производства топографических съемок. Изложение материала ведется по принципу постепенного расширения темы: постановка задачи на уровне исходных понятий, описание решения с выводом необходимых формул, выводы и практические рекомендации. Приведены основные понятия геодезии, рассмотрены правила вычислений и методы теории ошибок измерений, правила оформления геодезических документов, описана конструкция современных геодезических приборов и методика измерений. Рассмотрены основы спутниковой геодезии, приведено содержание топографических карт и планов, топографические съемки и методы определения и оценки точности площади участков местности. Для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению подготовки «Строительство», а также может быть рекомендовано к использованию инженерно-техническими работниками, выполняющими исследования и принимающими решения, связанные с необходимостью геодезических измерений и производства топографических съемок.
Введение 6
I. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ГЕОДЕЗИИ 8
1. Системы координат в геодезии. Государственные геодезические и нивелирные сети 8
1.1 Понятия о фигуре и размерах земли 8
1.1.1 Геоид 8
1.1.2 Земной эллипсоид 9
1.1.3 Основные линии и плоскости эллипсоида 10
1.2 Азимуты направлений 11
1.2.1 Географические координаты 12
1.2.2 Азимуты направлений 15
1.2.3 Плоские прямоугольные координаты и дирекционный угол 16
1.2.4 Связь между дирекционным углом и геодезическим азимутом 19
1.2.5 Высоты точек 20
1.3 Система координат 1942 года 21
1.4 Геодезические, нивелирные и гравиметрические сети 22
1.4.1 Геодезические сети 22
1.4.2 Нивелирные сети 25
1.4.3 Гравиметрические сети 26
1.5 Центры и знаки геодезической, нивелирной и гравиметрической сетей 27
1.5.1 Центры 27
1.5.2 Геодезические знаки 27
1.5.3 Постройка простой пирамиды 33
2. Правила вычислений, ошибки измерений 35
2.1 Основные правила вычислений 35
2.1.1 Общие правила вычислений 35
2.1.2 Правила округления чисел 37
2.1.3 Правила действий с приближенными числами 37
2.2 Сведения о тригонометрических функциях 40
2.2.1 Тригонометрические функции острого угла 40
2.2.2 Тригонометрические функции произвольного угла 41
2.2.3 Таблицы натуральных значений тригонометрических функций 44
2.3 Основные геодезические задачи 45
2.3.1 Прямая геодезическая задача 45
2.3.2 Обратная геодезическая задача 47
2.3.3 Решение треугольника 49
2.4 Ошибки измерений 52
2.4.1 Понятие об измерениях 52
2.4.2 Классификация ошибок измерений 53
2.4.3 Оценка точности результатов измерений 54
2.4.4 Средняя квадратичная ошибка 55
2.4.5 Относительная ошибка 57
2.4.6 Предельная ошибка 58
3. Приборы для измерения углов, расстояний и превышений 59
3.1 Угломерные приборы. Измерение углов 59
3.1.1 Теодолит Т2 61
3.1.2 Теодолит Т5 64
3.1.3 Теодолиты 2Т30, 2Т30П 66
3.1.4 Поверки и юстировки теодолитов Т2, Т5, Т5 К 68
3.1.5 Поверка перпендикулярности горизонтальной трубы к вертикальной оси вращения теодолита 70
3.1.6 Поверки и юстировки теодолита 2Т30 73
3.1.7 Подготовка теодолита к работе. Правила обращения с теодолитом 75
3.1.8 Измерение горизонтальных углов 76
3.1.9 Измерение вертикальных углов 83
3.1.10 Определение элементов приведения 84
3.2. Приборы для измерения расстоянии 89
3.2.1 Землемерные стальные ленты 89
3.2.2 Измерение линий мерными лентами 91
3.2.3 Светодальномеры 94
3.3 Нивелиры. Геометрическое нивелирование 95
3.3.1 Нивелир Н3 97
3.3.2 Нивелир НС3 98
3.3.3 Нивелир НС4 98
3.3.4 Нивелир НВ-1 100
3.3.5 Нивелирные рейки 100
3.3.6 Поверки нивелиров 102
3.3.7 Порядок работы при нивелировании 103
4. Геодезическое ориентирование 105
4.1 Общие понятия о геодезическом ориентировании 105
4.2 Определение координат при передаче ориентирования 106
4.2.1 Определение координат отдельных точек 106
4.2.2 Определение координат точек методом полигонометрии 106
4.2.3 Отыскание грубых ошибок в полигонометрических ходах 115
4.2.4 Определение координат точек методом триангуляции 116
5 . Определение высот отдельных точек 130
5.1 Определение высот точек методом геометрического нивелирования 130
5.2 Определение высот точек методом тригонометрического нивелирования 135
6. Топографические карты 137
6.1 Основные разновидности карт 137
6.2 Математическая основа карт 138
6.3 Топографические карты 142
6.4 Специальные карты и планы городов 143
6.5 Проекция топографических карт 144
6.6 Разграфка и номенклатура топографических карт 147
6.7 Рельеф местности и его изображение на картах 154
6.7.1 Формы рельефа 154
6.7.2 Характеристика скатов 157
6.7.3 Изображение рельефа на картах 158
6.7.4 Изображение форм рельефа, не выражающихся на карте горизонталями 167
6.7.5 Особенности изображения рельефа на топографических картах масштабов 1: 500 000 и 1 : 1 000 000 168
6.7.6 Изучение рельефа по карте 169
6.7.7 Изучение рельефа по карте 169
6.8 Содержание топографических карт 176
6.8.1 Основные элементы содержания карты 176
6.8.2 Гидрография 177
6.8.3 Гидротехнические сооружения 184
6.8.4 Растительный покров и грунты 185
6.8.5 Дорожная сеть 192
6.8.6 Населенные пункты 197
6.8.7 Промышленные, сельскохозяйственные и социально-культурные объекты 199
6.8.8 Геодезические пункты 200
6.8.9 Границы 201
6.8.10 Зарамочное оформление карт 202
6.9 Измерения по карте 203
6.9.1 Измерение расстояний 203
6.9.2 Измерение длины маршрута 208
6.9.3 Определение площадей 209
6.9.4 Определение азимутов и дирекционных углов 210
6.10 Определение координат объектов на земной поверхности 217
6.10.1 Системы координат, применяемые в топографии 217
6.10.2 Определение географических (геодезических) координат точек по карте 218
6.10.3 Плоские прямоугольные координаты и топографическая карта 219
6.10.4 Полярные и биполярные координаты 225
6.10.5 Звездное небо 226
II. ОСНОВЫ СПУТНИКОВОЙ ГЕОДЕЗИИ 229
7. Искусственные небесные тела солнечной системы 229
7.1 Невозмущенное движение искусственных спутников Земли 233
7.2 Возмущения в движении искусственных спутников Земли 238
7.3 Принцип использования искусственных спутников Земли в геодезии 241
8. Способы наблюдения искусственных спутников Земли, применяющиеся при этом инструменты 244
9. Общие сведения о спутниковых навигационных системах 247
10. Системы координат 248
11. Принцип пространственной трилатерации 252
12. Электронные тахеометры 254
12.1 Общие сведения 254
12.2 Электронный тахеометр TOPCON серии GTS – 230 258
12.2.1 Определение координат 262
12.3 Электронный тахеометр 3ТА5р УОМЗ 266
12.3.1 Измерения при неблагоприятных условиях 268
12.3.2 Измерение углов 269
12.3.3 Результаты измерений могут быть записанных карту памяти 269
12.3.4 Режим съёмки в полярных координатах 270
12.3.5 Режим съёмки в прямоугольных координатах 271
12.3.6 Режим измерения углов, горизонтального проложения и превышения 272
12.3.7 Режим измерения расстояний без измерения углов 272
12.4 Поверки и юстировки электронных тахеометров 273
13. Спутниковые системы 274
13.1 Широкозонные системы спутниковой дифференциальнойнавигации 274
13.2 Интегральные навигационные комплексы GPS/IMU 278
13.3 STRATUS –универсальная спутниковая геодезическая система 280
14. Литература, рекомендуемая для изучения тем 284