Эссе по теме современные методы геодезических измерений

Содержание

  1. Современные методы и приборы, использующиеся при наземных геодезических съёмках
  2. Электронный теодолит
  3. Лазерный теодолит
  4. Устройство теодолита
  5. Гироскопический теодолит (гиротеодолит)
  6. Лазерные нивелиры
  7. Принцип работы и устройство лазеров
  8. Лазерные сканирующие системы
  9. Геодезические работы
  10. Программы для автоматизации топографо-геодезических работ
  11. Наземное лазерное сканирование
  12. Автоматизация работы топографо-геодезических служб предприятия .
  13. Примеры похожих учебных работ
  14. Автоматизация работы топографо-геодезических служб предприятия с использованием геоинформационных .
  15. История развития нового геодезического прибора «Электронный тахеометр»
  16. Организация инженерно–геодезических работ в строительстве зданий и сооружений
  17. Анализ комплекса геодезических работ
  18. Дипломный проект — Методы повышения точности GPS измерений
  19. Формирование отчетной документации при проведении кадастровых работ в отношении объектов .

Современные методы и приборы, использующиеся при наземных геодезических съёмках

Вращающиеся части теодолита имеют закрепительные и наводящие винты, закрепительными винтами фиксируют соответствующую часть в неподвижном положении, а наводящие — плавно вращают при точном наведении перекрестия нитей на визирную цель.

В комплект теодолита входят штатив, буссоль и другие принадлежности. На штатив (тренога с металлической платформой) устанавливают теодолит, который крепят к платформе треноги с помощью станового винта 11. Центрирование, т. е. установку центра лимба на одной отвесной линии с вершиной измеряемого угла, выполняют с помощью отвеса металлического (нить с закрепленным на одном ее конце грузом, второй конец нити закрепляют на вертикальной оси теодолита) или оптического, оптическая ось которого совпадает с вертикальной осью теодолита. Буссоль используют для ориентировки нулевого диаметра лимба по магнитному меридиану.

Электронный теодолит

В новых высокоточных теодолитах, выпуск которых начат несколько лет назад, используется система отсчета с оптико-электронным сканированием, позволяющая автоматизировать процесс угловых измерений и повысить приборную точность.

Зрительные трубы в таких теодолитах имеют прямое изображение. Имеются как мининмум два режима работы:

простой — для высокоточных угловых измерений,

следящий — для наблюдения за подвижной целью.

Точность отсчета по кругам — 1, или 0,1″— по усмотрению наблюдателя. Отсчеты выражаются в градусах или гонах (1/400 части окружности).

Электронный теодолит имеет дисплейную панель управления и регистратор. Клавишами задают режим работы теодолита, на экран дисплея выводятся значения измеренных углов. Регистратор хранит записанную информацию, ведет математическую обработку результатов измерений согласно заданной программе. К регистратору можно подключить компьютер.

Лазерный теодолит

В этом теодолите визирная ось воспроизводится узконаправленным пучком света. Лазерные теодолиты целесообразно использовать для разбивочных работ при строительстве дорог, мостов, зданий, сооружений и т. п. В отечественных лазерных теодолитах ЛТ-75 (для больших расстояний), ЛТ-56 (для разбивочных работ на стройплощадках), созданных на базе лазеров ЛГ-75, ЛГ-56, излучатель перекладывается в лагерах.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом выпускают лазерные насадки к теодолитам, при этом ось светового пучка должна совпадать с визирной осью зрительной трубы. Достигается это с помощью призм, направляющих пучок лазерного излучения в окуляр трубы.

Устройство теодолита

. на середине. Поверка уровня горизонтального круга выполняется перед началом измерения углов при каждой установке теодолита в рабочее положение. Вторая поверка. Сетка нитей зрительной трубы должна быть . через вершину измеряемого угла, осуществляется с помощью оптического центрира или нитяного отвеса. 2. Устройство теодолита Т-30 При изучении теодолита следует хорошо уяснить его геометрическую .

В лазерном теодолите фирмы «Отто Феннель» (ФРГ) лазер 1 смонтирован на теодолите 2, при этом луч лазера выходит параллельно визирной оси. Лазерные теодолиты выпускают фирмы Великобритании, Бельгии, Франции, Польши и других стран.

Гироскопический теодолит (гиротеодолит)

Гиротеодолит используют для определения истинных азимутов направлений, в нем угломерный прибор соединен с датчиком направления меридианов. В качестве датчика обычно используют маятниковый гироскоп, который также называют гирокомпасом, указателем меридиана, гиробуссолью. Внутри гирокамеры 4 на тонкой металлической ленточке-торсионе 8 подвешен чувствительный элемент 5 гироскопа. Гироскоп — трехфазный асинхронный двигатель, питается током по двум ленточным токопроводам 2 и торсионам.

Чувствительный элемент 5 помещен в корпус гироблока 7, который скреплен с алидадой угломерной части. При транспортировке прибора чувствительный элемент и корпус гироблока скреплен арретиром 6. При измерении наблюдают в окуляр автоколлиматора 1 на алидаде изображение штрихов его шкалы. Синхронно с движением по азимуту чувствительного элемента с помощью редуктора 3 поворачивается корпус гироблока, концы токопроводов и верхний зажим ленты, при этом исключается закручивани при движении чувствительного элемента.

Для проектирования на горизонтальный круг 10 точек реверсии колебаний чувствительного элемента и пользуют систему, состоящую из автоколлиматора 1 на алидаде и зеркала 1 укрепленного на штанге 9 чувствительного элемента.

В противоположных точках реверсии движение чувствительного элемента прекращается, в момент остановки производят отсчеты по горизонтальному кругу через дополнительный окуляр, по отсчетам определяют значение N, соответствующее положению динамического равновесия чувств тельного элемента, при котором главная ось гироскопа совпадает с плоскостью истинного меридиана. После этого перекрестие нитей зрительной трубы наводят на визирную цель, азимут А направления на которую определяют.

Лазерные нивелиры

Лазерный нивелир (построитель плоскостей) — геодезический прибор предназначенный для определения превышений и передачи высотных отметок, область применения у таких приборов достаточно широка, это работы при строительстве и реконструкции сооружений как внутри так и снаружи здания, работы по прокладке подземных комуникаций, монтаже технологического оборудования и т.д.

Работа с лазерным нивелиром достаточно проста, тем более, что большинство современных приборов снабжены автоматически горизонтирующимся пучком излучения, многие приборы снабжены вращающимся лазерным пучком, способным строить горизонтальные, а некоторые модели и вертикальные плоскости. Для производства работы необходимо установить прибор в рабочее положений (установить на подтсавку/штатив) и взять отсчет по видимому лазерному лучу с помощъю специальной или нивелирной рейки, а иногда и по обычной рулетке. Дальность работы лазера обычно находится в пределах 20-30 м., при наличии приемника излучения до 100 м. и более.

Основными характеристиками лазерного нивелира является: — точность измерения превышений, дальность работы лазера, количесвто лазерных лучей, вес прибора, наличие автоматического компенсатора, уровень влагопылезащиты и др.

Принцип работы и устройство лазеров

. генерация лазерного излучения прекращается. Устройство лазера Видно, что лазер состоит из следующих основных элементов: среды, чаще называемой активным . в открытый зеркальный резонатор. Рисунок 4 из учебника Принцип работы резонатора ясен из рисунка 4. В ситуации « . к снижению населенности верхнего уровня. Таким образом, с помощью оптической накачки двухуровневой системе нельзя произвести инверсию .

Существуют следующие типы приборов:

  • Лазерный нивелир, выравнивающийся вручную и контролирующийся посредством пузырьковых уровней, расположенных в компенсаторе. Прибор позволяет выполнять разметку под любым углом, а не только по горизонтали и вертикали;
  • Вертикальным полуавтоматическим лазерным нивелиром стоит пользоваться, если в работе периодически требуется выравнивание по вертикали. В конструкции для этой цели предусмотрен пузырьковый уровень или сигнальный датчик.
  • Многофункциональные самовыравнивающиеся автоматические нивелиры обладают широким спектром возможностей для выравнивания по всем направлениям.
  • Ротационные лазерные нивелиры образуют видимую горизонтальную, наклонную и вертикальную плоскость с помощью высокочастотного вращения луча лазера. Такой нивелир необходимо устанавливать при помощи пузырьковых уровней.

Лазерные сканирующие системы

В большинстве конструкций сканеров используется импульсный лазерный дальномер. На пути к объекту импульсы лазерного излучения проходят через систему зеркал, которые осуществляют пошаговое отклонение лазерного луча. Наиболее распространенной является конструкция, состоящая из двух подвижных зеркал. Одно из них отвечает за вертикальное смещение луча, другое — за горизонтальное. Зеркала сканера управляются прецизионными сервомоторами, в конечном итоге, они и обеспечивают точность направления луча лазера на снимаемый объект. Зная угол разворота зеркал в момент наблюдения и измеренное расстояние, процессор вычисляет координаты каждой точки.

Все управление работой прибора осуществляется с помощью портативного компьютера со специальными программами. Полученные значения координат точек из сканера передаются в компьютер по интерфейсному кабелю и накапливаются в специальной базе данных. Следует отметить, что объемы данных, полученные со сканера, могут достигать сотен мегабайт, а порой и гигабайт.

Сканер имеет определенную область обзора или, другими словами, поле зрения. Предварительное наведение сканера на исследуемые объекты происходит либо с помощью встроенной цифровой фотокамеры, либо по результатам предварительного разряженного сканирования. Изображение, получаемое цифровой камерой, передается на экран компьютера, и оператор осуществляет визуальный контроль ориентирования прибора. Сканирование может производиться как сразу всего поля зрения, так и лишь какой-то его части. Поэтому фотоизображение может быть использовано для выделения из общей картины нужных локальных областей

Геодезические работы

Для начала рассмотрим виды геодезических работ. Их существует несколько:

  • Геодезические разбивочные работы

В состав разбивочных работ входит: — построение геодезической разбивочной основы, вынос в натуру главных (основных) осей здания и проектных отметок, детальные разбивочные работы выполняемые на разных стадиях строительства от раскопки котлована до монтажа технологического оборудования.

По мере возведения зданий для определения планового и высотного положения окончательно установленных конструкций выполняют комплекс геодезических работ, который называют исполнительная геодезическая съемка. Исполнительной съемке подлежат те элементы и части зданий, от правильного положения которых зависит прочность и устойчивость всего сооружения. Точность, принятая при исполнительной съемке, должна быть не ниже точности разбивочных работ.

Программы для автоматизации топографо-геодезических работ

. произвести процесс измерения углов и расстояний по исходным координатам точек; Ведомости, открывает окно, в котором содержатся результаты обработки геодезических измерений; Чертежи, открывает окно, в котором можно . (мозаика, каскад); Справка, открывает окно, в котором можно получить помощь в работе с операциями программы Credo_DAT; Ссылки на наиболее часто используемые операции, такие как .

Комплекс геодезических работ по изучению и съемки ситуации и рельефа на территории предпологаемого строительства. Включает в себя: — создание планово-высотного обоснования, топографическую съемку, построение крупномасштабных планов для снятого участка, составление проекта вертикальной планировки

  • Создание геодезических сетей

Создание, реконструкция, сгущение плановых и высотных геодезических сетей

Топографические съемки различных масштабов, создание и обновление топографических карт и планов, фототопографические съемки, а также семки подземных и надземных сооружений (Съемка инженерных коммуникаций).

Наблюдения за деформациями представляют собой комплекс геодезических измерений по результатам которых выявляют величины деформаций и причины их возникновения, также систематические наблюдения за деформациями своевременно предупреждают о возможных авариях и нарушениях эксплуатационных качеств сооружений.

— Геодезические работы для земельного Кадастровые работы включают — кадастровые съемки (методы съёмок сходны с топографическими, за исключением определения высотного положения точек), межевание земель, определение площадей земельного участка, вынос в натуру и определение границ землепользования.

  • Фасадные съемки и построение трехмерной модели здания

Наиболее рационально при фасадных съемках использовать лазерные сканирующие системы, которые автоматизирую процессы съемок больших массивов точек и используются для детального отображения сложных фасадов зданий

  • Подсчет объемов земляных масс

Комплекс геодезических работ для подсчета объёмов земляных работ.

Рассмотрим подробнее некоторые из видов работ в

Наземное лазерное сканирование

Суть технологии заключается в определении пространственных координат точек поверхности объекта. Это реализуется посредством измерения расстояния до всех определяемых точек с помощью лазерного безотражательного дальномера. При каждом измерении луч дальномера отклоняется от своего предыдущего положения так, чтобы пройти через узел некой мнимой нормальной сетки, называемой еще сканирующей матрицей. Количество строк и столбцов матрицы может регулироваться. Чем выше плотность точек матрицы, тем выше плотность точек на поверхности объекта. Измерения производятся с очень высокой скоростью — тысячи, а порой и десятки тысяч измерений в секунду. Прибор, реализующий на практике приведенную технологию измерений, называется лазерным сканером. Результатом работы сканера является множество точек с вычисленными трехмерными координатами. Такие наборы точек принято называть облаками точек или сканами. Обычно количество точек в одном облаке может варьироваться от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов. Как правило, изначально координаты точек определяются в условной системе координат самого сканера.

Автоматизация работы топографо-геодезических служб предприятия .

. точки выполняется тахеометрическая съемка объектов. Одна съемка может содержать несколько тысяч подобных измерений. Все данные съемок записываются в память прибора, а в случае работы . обработка данных топографических съемок; автоматизация измерений (угловые и . грубыми ошибками. Координаты точки заносятся в . измерение длин кривых линий, радиусов закруглений и многое другое. Специалисты геодезической .

Работа по сканированию часто происходить в несколько сеансов, во-первых, из-за ограниченного поля зрения, во-вторых, из-за формы объектов, когда все поверхности просто не видны с одной точки наблюдения. Самый простой пример — четыре стены здания. Полученные с каждой точки стояния сканы совмещаются в единое пространство в специальном программном модуле. Для обеспечения процесса совмещения еще на стадии полевых работ необходимо предусмотреть получение сканов с зонами взаимного перекрытия. При этом перед началом сканирования в этих зонах нужно разместить специальные мишени. Это является весьма существенным моментом при планировании работ. По координатам этих мишеней и будет происходить процесс «сшивки». Можно совместить облака точек без специальных мишеней, используя лишь характерные точки снимаемого объекта, которые должны легко опознаваться на сканах, но при этом, чаще всего, неизбежны потери точности.

Полевые работы начинаются с размещения визирных целей, их нумерации. Затем производиться собственно сканирование. После его завершения сканер автоматически распознает на сканах мишени и уточняет их местоположение. Нам же остается только присвоить визирным целям имена. Этот процесс не занимает много времени, зато впоследствии позволяет значительно ускорить обработку полученных результатов.

При сканировании координаты точек во время вычисляются в системе координат самого сканера. Поэтому дополнительно необходимо провести определение координат, как минимум, трех мишеней в нужной нам системе. Чаще всего эта задача решается с помощью безотражательного тахеометра. Трех точек будет достаточно для трансформации координат всего массива данных.

Примеры похожих учебных работ

Автоматизация работы топографо-геодезических служб предприятия с использованием геоинформационных .

. и уравнивание; обработка данных топографических съемок; автоматизация измерений (угловые и линейные), расчет объемов и . поле. Методика была опробована в отделе геодезических изысканий Украинского научного исследовательского проектно-изыскательского .

История развития нового геодезического прибора «Электронный тахеометр»

. невостребованные функции и возможности инструмента, стоимость которых может быть . повысить точность и производительность измерений. Встроенное программное обеспечение . устанавливается параллельно зрительной трубе для компенсации продольного наклона. При .

Организация инженерно–геодезических работ в строительстве зданий и сооружений

. пересечения обводят той же краской по окружности диаметром 10-15 см. 2.1.2 Геодезические работы на строительной площадке Геодезические работы в строительстве представляют собой комплекс измерений, вычислений и построений на местности, при .

Анализ комплекса геодезических работ

В первой главе данной дипломной работы рассмотрены вопросы проектирования и строительства инженерных сооружений. Раскрыт состав геодезических работ. На примере данного объекта рассмотрен комплекс инженерно-геодезических изысканий. Затронут вопрос .

Дипломный проект — Методы повышения точности GPS измерений

. В 1984 г. Бенджамин Ремонди изложил теоретические основы GPS измерений. Им же была разработана технология кинематических измерений. Первый вид измерений стал называться непрерывной кинематикой, а второй кинематикой «стой-иди». .

Формирование отчетной документации при проведении кадастровых работ в отношении объектов .

. документом единого федерального образца. В результате кадастровых работ заказчику передаются следующие документы: 1. Межевой план; 2. Технический план; 3. Акт обследования. Межевой план представляет собой документ, который составлен на .

Источник

Современные методы геодезических измерений местности


07-12-2018 квадракоптер в геодезии

Современные методы геодезических измерений местности наряду с традиционными основаны на технологиях топографических съёмок. При помощи геодезических приборов определяют границы и площади земельных участков, составляют планы и карты. Геодезические измерения необходимы для землеустройства, строительства, маркшейдерского дела, археологических работ, картографии.

Разрастаются города, все больше строится уникальных сооружений – кардинальным образом меняется рельеф местности, границы населенных пунктов. В сейсмических районах наблюдаются незначительные движения земной коры, повышается или понижается уровень воды в природных источниках. Все это требует оперативного реагирования. При сборе новых данных необходимо учитывать сотые доли миллиметра.

В геодезии есть традиционные и инновационные методы геодезических измерений:

  • линейные;
  • угловые;
  • высотные или нивелирование;
  • тахеометрические, или координатные;
  • фотограмметрические;
  • спутниковые: GPS, VLBI, альтиметрия.

Линейные измерения

Горизонтальные углы, расстояния, зенитные углы и перепады высот измеряются на поверхности земли. Эти измерения определяют относительные пространственные положения точек поверхности.

Линейным методом геодезических измерений определяют длины сторон, расстояния между точками. Используемые приборы: традиционные и лазерные рулетки, оптические и световые дальномеры, теодолиты.

Угловые измерения

Горизонтальный угол определяется как угол, измеренный в горизонтальной плоскости между двумя вертикальными плоскостями. Он формируется за счет разницы в направлениях к целевым точкам, которые определяют вертикальные плоскости.

Теодолит может быть использован для измерения направлений.

Электронные теодолиты имеют телескопы и градуированные круги, похожие на оптические теодолиты. Микроскопы оснащены оптико-электронными сканирующими системами. Микропроцессор контролирует и оценивает работу прибора.

геодезические работы

В сочетании с электронным блоком измерения расстояния электронный теодолит может быть использован и в тахеометрической съёмке. Зенитный угол измеряется с помощью вертикального круга теодолита. Наблюдаемый зенитный угол относится к локальному направлению отвесной линии и изогнутого луча света. Этот метод геодезических измерений расстояния устанавливает масштаб топографических сетей.

Угловым способом измеряют горизонтальные и вертикальные углы. Используемые приборы: теодолиты, тахеометры.

Нивелирование (измерение превышений)

При геометрическом нивелировании различия в высоте определяются с использованием горизонтальных линий визирования между точками в непосредственной близости друг от друга.

Выравнивание проводится с помощью уровня и выравнивающих стержней. Линия визирования выводится в горизонтальное положение при помощи пузырька в сочетании с наклонным винтом или автоматически при помощи компенсатора.

Компенсатор – это оптико-механическая часть с гравитационным маятником. Для нивелирования высочайшей точности используются точные уровни. Используемые измерительные стержни представляют собой 3-метровые инвариантные стержни с двумя противоположными и ступенчатыми градуировками.

геодезия в работе

Методом геодезического измерения превышений определяют разность высот точек поверхности. Используемые приборы: нивелиры.

Фотограмметрия с использованием беспилотников

Наряду как с классическими методами геодезических измерений, так и современными приборами и технологиями, применяемыми для съёмки местности, все чаще используют беспилотники, квадрокоптеры.

К дронам крепят цифровые фотокамеры и получают с их помощью:

  • цифровые 3D-модели местности и рельефа;
  • фотосхемы и фотопланы при аэрофотосъемке;
  • ортофотопланы, топографические планы.

Беспилотники и квадрокоптеры для геодезических измерений оснащены встроенными или выносными геодезическими платами-приёмниками. Для картографирования местности маршрут съёмки планируют между специальными опорными точками.

Среди преимуществ беспилотников и квадрокоперов как инструментов фотограмметрического метода геодезических измерений:

  • система точного позиционирования;
  • автоматизация маршрута съёмки;
  • возможности крепления полезной нагрузки;
  • работа в неблагоприятных погодных условиях;
  • возможность использования при низких температурах;
  • умное распределение энергии;
  • длительность пребывания в воздухе;
  • наличие автопилота;
  • компактность.

Таким способом определяют координаты объектов, создают фотографии местности. При помощи цифровой камеры и GPS-приёмника определяются все данные для построения топографии местности. Используемые приборы: беспилотники, цифровые камеры, GPS-приёмники, геодезические платы, опорные точки.

Спутниковые измерения

Практически во всех астрономических и спутниковых методах геодезических измерений электромагнитные волны служат носителями сигнала. По мере того, как они распространяются в атмосфере, они меняют скорость и кривизну пути (преломление).

В этой группе измерений используются точки и датчики, которые не расположены на поверхности Земли. Искусственные спутники Земли имеют наибольшее значение в этом отношении.

Для выполнения геодезических измерений, причем довольно-таки разнообразных, необходим целый набор составляющих факторов. Помимо объекта съемки и наличия геодезического оборудования, необходим квалифицированный персонал с соответствующими теоретическими знаниями и практическими навыками использования технологий геодезических определений. То есть нужно знать, образно говоря рецепт приготовления продукта. Так вот совокупность выполнения правил, операций (приемов) в определенной последовательности при геодезических замерах с учетом физических и математических принципов считается методом геодезических измерений. Они бывают не зависимо от области применения двух типов:

  • прямых замеров;
  • косвенных промеров.

Первый вариант (прямой) означает применение прямого контакта с геодезическими мерными приборами и получение непосредственно (визуально) значений измеренных величин по конструктивно предусмотренным отсчетным устройствам, шкалам.

Во втором (косвенном) используют непосредственно измеренные величины для получения через функциональные зависимости значений искомых величин.

Помимо этого можно выделить методы связанные по назначению измеряемых величин:

  • линейные;
  • угловые;
  • высотные (нивелирные);
  • координатные (тахеометрические).

Какие бы методы измерений не применялись сегодня на рынке геодезических услуг, все они требуют трудозатрат и денежных средств. Геодезисты цены на услуги которых варьируются в пределах рыночных пользуются большим спросом.

Линейные методы

Их суть заключается в определении расстояний между точками в конкретной последовательности с помощью специальных приборов и инструментов. В линейных средствах замеров можно выделить несколько от самых простых с применением мерных рулеток до высокоточных определений длин сторон с помощью современных свето-дальномеров.

Рулеточный замер. Он сводится к установлению значений длин линий от исходного пункта, имеющего известное местоположение, до искомого или створа (например, линии очистного забоя) с помощью металлических рулеток. Здесь следует сделать отступление, что любой метод геодезических измерений для его применения должен удовлетворять требованиям необходимой точности. В измерениях рулетками длин сторон в определенных условиях используются динамометры с величинами постоянного натяжения рулетки при непосредственном снятии отсчетов на ее шкале. Длины линий находятся два раза со смещением начального отсчета или другими словами используется метод двойных измерений. Существует возможность использования и метода реитераций, который заключается в многократных замерах искомых величин с дальнейшим определением средних их значений.

Измерение мерной лентой. Эта схема похожа на рулеточный замер. Различие в том, что в мерный комплект входят шпильки и ленты, которые бывают без шкал, а также при значительных расстояниях в нем используются дополнительные вехи для установления створа линии.

Еще одним способом линейных промеров является высокоточное измерение сторон базисным прибором. Он похож на измерения мерной лентой, но с разницей в длинах промеров (24м) и использованием в нем инварной проволоки и штативов. Применялся этот прибор для установления базисных сторон в геодезических сетях 1 и 2 классов.

Измерение расстояний на принципах оптического дальномера.  Суть его заключается в нахождении с помощью нитяных дальномерных линий (с постоянным коэффициентом К=100) длины между точками стояния (инструмента) и визирования (на рейку) по количеству сантиметровых делений между нижней и верхней нитями дальномера.

Наиболее точным и доступным способом определений расстояний в настоящее время можно считать измерения свето-дальномером, основанных на импульсном или фазовом (более точном) принципах.

Угловые методы

Сущность их заключается в наборе выполнения определенных действий и операций при измерениях горизонтальных углов между направлениями с помощью геодезических приборов (теодолитов, тахеометров). К ним относятся определения углов:

  • во всех комбинациях;
  • приемами;
  • круговыми приемами;
  • повторениями.

Определения углов во всех комбинациях заключается в нахождении углов не только между смежными направлениями, но и в сочетании наблюдений между всеми направлениями.

Способ приемов. Суть его состоит в определении одиночного горизонтального угла дважды в положении трубы при круге лева (КЛ) и круге права (КП). При втором полу-приеме лимб смещается, и все операции повторяются.

Способ круговых приемов сводится к последовательному определению всех углов по часовой стрелке в положении круга лева. Затем при втором полу-приёме, измерения выполняют в обратном направлении, с завершающим снятием отсчета на первую начальную точку. Все серии производят в несколько приемов для повышения точности.

Способ повторений. Его сущность заключается в n-кратном определении горизонтального угла при снятии отсчетов только в начальном и завершающем визировании. Окончательное значение угла вычисляется.

Трех-штативный метод. Он заключается в одновременной установке на смежных пунктах штативов. На каждом из них закрепляют: по краям подставки с визирными сигналами, а в центре геодезический прибор. После выполненных приемов задний штатив переставляют на следующий за передним пункт. И так последовательно переставляя каждый раз задний штатив вперед, а геодезический прибор на центральный штатив, выполняют визирования и считывание показаний, предусмотренные программой. Целью такой схемы является уменьшение погрешностей за центрирование на стоянках.

Высотные методы

Определение превышений одних точек поверхности над другими с применением специально для этого предусмотренных приборов по разработанной системе и считается высотными способами измерений. К ним можно отнести следующие виды;

  • геометрическое нивелирование с применением измерений «из середины» и «вперед»;
  • тригонометрическое нивелирование;
  • гидростатическое.

Суть геометрического нивелирования состоит в определении превышений между необходимыми точками по разности отсчетов на рейках, взятых с помощью визирования на них горизонтального луча нивелира. Различают нивелирование «из середины», когда инструмент выставляется в рабочее положение приблизительно посередине между рейками. И другой вариант — нивелировка «вперед». При этой методике превышение определяется по разности между высотой инструмента (нивелира) и отсчетом по рейке. При этом все визирования в нем выполняют на рейку находящуюся всегда впереди. Отсюда и название «вперед». При схеме «из середины» визирования на рейки осуществляются сначала назад, а затем по ходу движения нивелирования вперед.

Тригонометрическое нивелирование выполняется при значительных перепадах высот на наклонных склонах местности (наклонных горных выработках), где не эффективно использовать геометрическое нивелирование. При выполнении измерений по такой технологии используется возможность визирования наклонным лучом на точки наблюдений. Превышения между ними определяется путем вычислений из соответствующих тригонометрических формул. Откуда и пришло название к этому способу нивелирования.

Гидростатический способ нивелирования заключается в способности жидкости, при нахождении в разных местах, устанавливаться на одном уровне. При снятии ряда отдельных промеров на сообщающихся сосудах и определяется превышение между ними.

Координатный способ

Данный вид сводится к нахождению местоположения измеряемых точек, а именно их координат. Одними из таких способов считаются:

  • тахеометрическая съемка;
  • спутниковый метод определения координат.

Тахеометрическая съемка выполняется на основе использования тригонометрического способа измерений. При его выполнении производят геометрические определения следующих величин:

  • высоты инструмента на станции стояния;
  • высоты визирования на пункте наблюдения;
  • горизонтального угла от начального направления до искомого;
  • вертикального угла между направлениями, в которых измеряют наклонные расстояния;
  • наклонные расстояния между пунктами стояния инструмента и наблюдения.

Вычисления искомых координат, в том числе и абсолютных значений высотных отметок, определяются по известным формулам.

Спутниковый метод определения координат основан на приеме от спутников радиосигналов, в которых закодированы данные по местоположению спутников и времени передачи сигналов. На наземных геодезических пунктах с помощью специальных устройств GPS-приёмников эти сигналы (время приема сигнала и координаты спутников) записываются в файлы. И таким образом продолжаются наблюдения какое-то определенное время.  Для нахождения координат неизвестных пунктов на земной поверхности исходными данными служат:

  • координаты базы, полученные в период спутниковых наблюдений на наземной станции;
  • и координаты собственно спутников, определенные в строго фиксированный момент времени с помощью полученных многократных сигналов GPS-приемниками на этих наземных станциях.

После выполнения пост-обработки на программном оборудовании и уравнивания, получают результат всех наблюдений и вычислений в виде координат ранее неизвестных пунктов. 

Федеральное
агентство по образованию

САНКТПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНЖЕНЕРНАЯ
ГЕОДЕЗИЯ

Современные
методы геодезических измерений с
использованием искусственных спутников
земли

Учебное
пособие

Санкт-Петербург

Издательство
Политехнического университета

2009

УДК 528.48 (075.8)

ББК
26

И
62

Авторы:
Е.Б. Михаленко, Н.Н. Загрядская, Н.Д.
Беляев,
В.В. Вилькевич, В.В. Петров,
А.А. Смирнов

Инженерная
геодезия. Современные методы геодезических
измерений с использованием искусственных
спутников Земли
 :
учеб. пособие / Е. Б.
Михаленко
[и др.], под научн. ред. Е. Б. Михаленко. –
СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 80 с.

Пособие соответствует
государственному стандарту по направлению
270100 «Строительство».

Приведены основные
сведения о форме и размерах Земли,
применяемых в геодезии системах координат
и системах отсчета времени. Даны общие
понятия о картографических проекциях
и рассмотрена, в частности, проекция
Гаусса–Крюгера.

Подробно изложены
вопросы определения местоположения с
помощью искусственных спутников Земли.
Описываются существующие глобальные
системы определения местоположения.
Приводятся сведения о составе оборудования,
методиках проведения измерений и
основных источниках возникновения
ошибок.

Рассмотрены вопросы
комплексного использования спутниковой
аппаратуры и традиционных геодезических
средств при съемке местности. Раскрываются
преимущества и недостатки спутниковых
систем и перспективы их использования.

Предназначено
для студентов инженерно-строительного
факультета в пределах программы
бакалавриата.

Табл.
1. Ил. 33. Библиогр.: 10 назв.

Печатается по
решению редакционно-издательского
совета Санкт-Петербургского государственного
политехнического университета.


Михаленко
Е.Б., научное редактирование, 2009

 Санкт-Петербургский
государственный

политехнический
университет, 2009

Введение

В
настоящее время в геодезии, навигации
и других областях человеческой
деятельности, где требуется определять
положение объектов в пространстве, все
более широкое применение находят методы,
основанные на использовании искусственных
спутников Земли. Благодаря высокой
точности, автономности, независимости
от погоды и времени суток, быстроте и
простоте измерений, спутниковые
технологии все чаще вытесняют традиционные
и становятся основными.

Согласно
принятой Федеральной службой геодезии
и картографии России концепции дальнейшего
совершенствования государственной
геодезической сети, оно будет выполняться
исключительно посредством спутниковых
измерений.

Спутниковые
технологии имеют широкие перспективы
в строительстве – при создании
геодезической сети на этапе изысканий,
при разбивке сооружений, нивелировании
и выполнении других работ.

1. Форма и размеры Земли

1.1. Эволюция представлений о форме и размерах Земли

Представления
о форме и размерах Земли, существовавшие
в разные времена, были весьма различными,
порой просто фантастичными, как, например,
в Средние века. Однако мысль о шарообразности
Земли высказывалась не один раз многими
учеными.

Древние
индусы, вавилоняне и греки считали Землю
плоской или плоско-выпуклой, и что она
держится на опорах. Впервые идея о
шарообразности Земли была выдвинута,
вероятно, халдейскими жрецами в VI
в. до н.э. С таким же утверждением выступал
грек Фалалей. Живший в VI
в. до н.э. древнегреческий философ и
математик Пифагор утверждал, что Земля,
как «совершенное тело», должна иметь
совершенную форму шара, а его современник
Парменид объяснил, что никаких подпор
у Земли нет. Великий греческий ученый
Аристотель в своем трактате «О небе»
привел ряд доказательств шарообразности
Земли.

Что
касается размеров земного шара, то
попытки измерить Землю, делались не
один раз. Однако, первое исторически
достоверное измерение Земли проделал
древнегреческий ученый Эратосфен в III
в. до н.э. Он заметил, что в двух египетских
городах, расположенных па Ниле, в одно
и то же время солнце стоит в Сиене
(нынешнем Асуане) почти в зените, тогда
как в Александрии светит под углом. Зная
расстояние S
между городами (на рис. 1 дуга сферы )
и измерив с помощью гномона, закрепленного
в полусферической чаше, угол z
(зенитное расстояние), Эратосфен вычислил
радиус Земли R:
R = (180°  S)/(),
z = .

Поскольку
расстояние между городами в то время
измерялось и стадиях, мы не можем сейчас
сказать, насколько точен был результат
измерений Эратосфена. Стадией греки
называли расстояние, которое проходил
человек спокойным шагом от момента
появления края солнца над горизонтом
до момента появления всего его диска,
что составляет примерно 158 – 185 м.
Современные расчеты, выполненные при
этих приблизительных значениях, дали
результат R
= 6 311–6 320 км, который следует
признать вполне удовлетворительным,
поскольку сейчас мы принимаем радиус
Земли равным 6 371 км.

Рис.
1. Определение радиуса Земли Эратосфеном

В
Средние века в развитии всей науки, в
том числе и геодезии, наступил застой.
Церковь и инквизиция передовое
представление о мироздании объявили
ересью. Интерес к геодезии вновь возник
в эпоху Возрождения. Известные кругосветные
путешествия в период Великих географических
открытий подтвердили опытным путем,
что Земля – шар.

И.
Ньютон в опубликованном трактате в 1687
г. «Математические начала натуральной
философии» утверждал, что из-за вращения
вокруг своей оси Земля должна быть
сплюснутой у полюсов и представлять
собой сфероид или эллипсоид вращения,
т. е. фигуру, которая получается, если
вращать эллипс вокруг малой оси. Эта
идея требовала подтверждения. Для этого
Парижская академия наук организовала
две экспедиции: одну в Перу поближе к
экватору, другую в Лапландию – на север
Финляндии. Экспедиции должны были
произвести измерения длин дуг меридианов,
один градус которых, если Земля
действительно сплюснута у полюсов,
должен быть неодинаков на севере и на
юге. Результат определений подтвердил
сфероидальность Земли.

Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Современные методы геодезических измерений местности». Также Вы можете бесплатно проконсультироваться у юристов онлайн прямо на сайте.

Измерение углов очень долго обеспечивалось с помощью довольно простых инструментов — транспортиров, экеров и эклиметров. Более сложным прибором является буссоль — подвид компаса, которым можно измерить магнитный азимут, то есть угол, на который линия отклоняется от направления на север магнитного меридиана.

Для возможности работы заказчик должен предоставить документацию по участку и техзадание. Результаты отправляются в инженерный отдел для производства проекта.
До начала проектирования и проведения строительных работ необходимо определить местоположение будущего строения и особенности рельефа местности. Также отображются ближайшие строения и подземные и наземные коммуникации.

Геодезические измерения: виды и области

Основным отличием от GPS является то, что у ГЛОНАСС более стабильное соединение, но менее короткий срок жизни спутника. Общим недостатком использования любой радионавигационной системы является то, что при определённых условиях сигнал может не доходить до приёмника, или приходить со значительными искажениями или задержками.

Одним из важных аспектов GPS по сравнению с обычными методами съемки является получение трех координат точек. Трехмерное положение точек получают с помощью засечек с искусственных спутников Земли.

Использование прибора разделяет точность на три ступени:

  1. Техническая. Все измерения проводят один раз.
  2. Точное измерение. Каждое измерение проводится не менее трех раз, с вычислением погрешности.
  3. Высокоточные результаты. Получаются с применением современных устройств, которые автоматически проводят большое количество измерений и выдают на дисплей результат вычисления погрешности.

Практика и теория выработали целый ряд специальных приемов, при помощи которых производятся геодезические измерения. Развитие геодезии теснейшим образом связано с ростом тех наук, которые непосредственно к ней примыкают; поэтому с развитием математики, физики и других наук заметно изменение или усовершенствование приемов геодезических измерений.

Данный вид работ проводится с целью выноса проектных точек границ участка в натуру. Иными словами, если известен кадастровый номер земельного участка, в Едином государственном реестре недвижимости (далее – ЕГРН) внесены координаты его границ, а на местности нет никаких ограждений, вынос границ в натуру позволит определить, где проходит реальная граница земельного участка.

Наряду как с классическими методами геодезических измерений, так и современными приборами и технологиями, применяемыми для съёмки местности, все чаще используют беспилотники, квадрокоптеры.

Организация «ГеоКОмпани» выполняет геодезические измерения участков в Москве и Московской области. Отчетность предоставляется в самые короткие сроки. Цена на услугу сопоставима с рыночной.

Геодезическая съемка – это комплексный и последовательный процесс измерений углов и расстояний на местности с дальнейшей их цифровой обработкой с целью получения детального плана или карты определенной территории. Исходя из конкретного запроса заказчика, необходимо отобразить на плане в заданном масштабе границы измеряемого участка и все объекты, расположенные на его поверхности.

Это изучение основывается на измерениях, иногда очень высокой точности, а поэтому геодезия — по преимуществу наука об измерениях угловых и линейных. Все результаты измерений изображаются на бумаге в виде планов или карт, но для превращения цифровых данных измерений в изображения на бумаге необходимо производить ряд вычислений, которые занимают видное место в практике геодезии.

Все чаще используется в строительных компаниях для задач, связанных с геодезией (либо картографией). Для определения координат и земной скорости современные БПЛА, как правило, используют спутниковые навигационные приёмники (GPS или ГЛОНАСС).

Подготовительный – сбор информации об объекте и изучение его особенностей. Изначально необходимо отталкиваться от технического задания и исходной документации, которые предоставляются заказчиком. После чего делается анализ собранных данных и составляется предварительный план работ.

ООО «РЕКО», в лице Генерального директора Лажинцева Вячеслава Вадимовича, выносит благодарность сотрудникам ООО «ИР-Проект» за профессионализм в разработке проектной документации и се согласовании на Цех по подготовке наружных рекламных конструкций, которое мы планируем строить на нашей промышленной площадке в Солнечногорском районе Московской области.

Высокочувствительные трассоискатели с локатором и цифровой подачей сигналов применяются для съемки подземных коммуникаций и инженерных сетей. Электронные инструменты по своим характеристикам предпочтительнее использовать для работы, однако нужно рассматривать еще и их целесообразность в конкретных условиях.

Результаты геодезических измерений

Цель исполнительной съемки — определить точность вынесения проекта в натуру и выявить все отклонения от проекта, допущенные в процессе строительства. Это достигается путем определения фактических координат характерных точек построенных зданий и сооружений.

Тахеометр электронный 4Та5предназначен для измерения наклонных расстояний, горизонтальных и вертикальных углов и превышений при выполнении топографо-геодезических работ, тахеометрических съемках, а также для решения прикладных геодезических задач. Результаты измерений могут быть занесены во внутреннюю память и переданы в персональный компьютер через интерфейс RS-232C.

ООО «(Вода в удовольствие», в лице директора Попокина Сергея Леонтьевича, выражает благодарность кампании ООО «ИР-Проект» за высокое качество разработанной проектной документации для строительства здания для производства пластиковой тары и бутилирования воды на нашей площадке в Истре.

Разработанные Федеральной службой геодезиии картографии России концепция и программа перехода топографо-геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений изложены в работе Е. А. Жалковского, Г. В. Демьянова, В. И. Зубинского, П. Л. Макаренко, Г. А.

В большинстве случаев этого прибора достаточно для фиксации всех необходимых измерений на объекте, при условии, что точность прибора соответствует виду работ.

В соответствии с частью 3 статьи 6 сведения о геодезической основе кадастра вносятся в кадастр на основании подготовленных в результате выполнения указанных работ документов.

Как складывается цена геодезической съемки?

Разделение по назначению является базовым типом классификации. Следующий этап разделения включает в себя:

  1. Наземная. Производится обычными инструментами.
  2. Аэрофотосъемка. Выполняется с самолетов, летящих по определенной траектории.
  3. Комбинированная. Создается при одновременном проведении наземной и аэрофотосъемки.
  4. Космическая геодезия. В основе этого способа лежит применение спутников.

Геодезический метод и метод спутниковых геодезических измерений при определении координат точек – это два метода, которые требуют наличия определённых знаний, связанных с непосредственными измерениями на местности с использованием соответствующих средств измерения.

Размеры сфероида, его осей и кривизна определяются из очень точных и больших измерений дуг меридианов. Полученный так. обр. сфероид считается основным для всех остальных съемок: его поверхность служит основанием для счета высот, экватор — для счета широт и один из меридианов — для счета долгот.

В геодезии есть традиционные и инновационные методы геодезических измерений:

  • линейные;
  • угловые;
  • высотные или нивелирование;
  • тахеометрические, или координатные;
  • фотограмметрические;
  • спутниковые: GPS, VLBI, альтиметрия.

Микроскопы оснащены оптико-электронными сканирующими системами. Микропроцессор контролирует и оценивает работу прибора.

Линейные, в результате, которых получают наклонные иррациональные расстояния между заданными точками. Для этой цели применяют ленты, рулетки, проволоки, оптические свето- и радиодальномеры.

Для измерения углов в ряде случаев до сих пор продолжают использовать обычные оптические теодолиты. В стандартный комплект оборудования также входят – нивелир, рулетка, штатив, вехи с отражателями. Обработка измерений при этом происходит вручную по формулам на инженерных калькуляторах.

Современные методы геодезических измерений местности наряду с традиционными основаны на технологиях топографических съёмок. При помощи геодезических приборов определяют границы и площади земельных участков, составляют планы и карты. Геодезические измерения необходимы для землеустройства, строительства, маркшейдерского дела, археологических работ, картографии.

Разрастаются города, все больше строится уникальных сооружений – кардинальным образом меняется рельеф местности, границы населенных пунктов. В сейсмических районах наблюдаются незначительные движения земной коры, повышается или понижается уровень воды в природных источниках. Все это требует оперативного реагирования. При сборе новых данных необходимо учитывать сотые доли миллиметра.

В геодезии есть традиционные и инновационные методы геодезических измерений:

  • линейные;
  • угловые;
  • высотные или нивелирование;
  • тахеометрические, или координатные;
  • фотограмметрические;
  • спутниковые: GPS, VLBI, альтиметрия.

Таким способом определяют координаты объектов, создают фотографии местности. При помощи цифровой камеры и GPS-приёмника определяются все данные для построения топографии местности. Используемые приборы: беспилотники, цифровые камеры, GPS-приёмники, геодезические платы, опорные точки.

Если Вам нужно провести геодезические измерения, лучшим решением будет обратиться к специалистам «Геолоджилаб», у которых есть опыт, допуски и современное оборудование для выполнения самых сложных задач.

Благодаря возможностям геодезии можно точно измерить расстояние между зданиями, определить, где проходят границы населенных пунктов, муниципальных образований, административных границ между районами и областями, государственных границ между странами.

Для измерения высот и их разницы используются нивелиры и профилографы. Нивелиры используют вместе со специальными нивелирными рейками. Существуют оптические, цифровые и лазерные нивелиры. Причём последние нельзя путать с просто лазерными уровнями, которые отличаются не только конструктивно, но и по обеспечению точности.

R, где R — радиус Земли, ошибка взаимного положения пунктов ФАГС не более 2 см в плане и 3 см по высоте. Для обеспечения этой точности необходимо использовать весь комплекс существующих космических измерений (лазерных, радиоинтерферометрических и других).

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.

Наконец, геодезия связалась с радиотехникой по использованию радиосигналов для определения времени (для долгот и широт) и местоположения точек (засечками с двух или трех радиостанций).

Геодезическая опорная сеть представляет собой совокупность закреплённых на земной поверхности пунктов, положение которых определено в единой системе координат. Положение опорных пунктов на местности может определяться астрономическим, геодезическим, спутниковым (космическим) и другими способами.

Существуют очень сложные системы и сверхточные приборы, которые редко используются, и в обычной жизни инженера Вы с ними не встретитесь. Попробуем вкратце рассказать про приборы, которые, в основном, используют геодезисты в прикладной геодезии. Про те штативы и «палочки», с которыми ходят геодезисты.

В настоящее время создано очень много геодезических приборов и новых геодезических технологий, принципиально отличных от традиционных. В прежние годы для каждого вида измерений существовал свой тип приборов: для угловых измерений теодолит, для высотных измерений – нивелир, для линейных измерений – рулетка и дальномер.

В сочетании с электронным блоком измерения расстояния электронный теодолит может быть использован и в тахеометрической съёмке. Зенитный угол измеряется с помощью вертикального круга теодолита. Наблюдаемый зенитный угол относится к локальному направлению отвесной линии и изогнутого луча света. Этот метод геодезических измерений расстояния устанавливает масштаб топографических сетей.

Сеть высотных опорных пунктов.

Это означает, что соотношения между линиями, а также и углами поверхности земли должны выявляться по правилам сфероидической тригонометрии, в отличие от поверхности шара, где применяется сферическая тригонометрия, и в отличие от плоскости, где оперируют методами плоской тригонометрии.

Совокупность опорных пунктов, равномерно расположенных по всей территории и служащих основой для съёмок, называется опорной сетью.
Постоянно действующие пункты ФАГС в основном создаются на базе действующих пунктов спутниковых (космических) наблюдений, астрономических обсерваторий, пунктов службы вращения Земли, радиоинтерферометрических комплексов со сверхдальними базами «Квазар», программы «Дельта» и др.

Похожие записи:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *