«Основы геодезии и топографии». Рабочая программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 130304 «Геология нефти и газа» (стр. 1 )

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮГОРCКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ:

Декан инженерного факультета

__________________________

«_______» ________________ 2007 г.

«Основы геодезии и топографии»

Рабочая программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 130304 «Геология нефти и газа»

Группа З-2270, курс 1

Контрольная работа – 2 семестр

Экзамен - 2 семестр

Распределение учебного времени

Вид занятий	Всего	1 семестр	2 семестр
Лекции	4	2	2
Лабораторные занятия	6	4	2
Всего аудиторных занятий	10	6	4
Самостоятельная работа	80
Всего по учебному плану	90

г. Ханты-Мансийск-2007

1. Рабочая программа составлена на основе ГОС ВПО второго поколения по специальности 130304 «Геология нефти и газа»

ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры «Физика и общетехнические дисциплины», протокол № __________ от_______________

2. Разработчик: доцент ____________________

3. Заведующий обеспечивающей кафедрой: доцент, к. ф.-м. н.____

4. Рабочая программа СОГЛАСОВАНА с выпускающей кафедрой специальности; СООТВЕТСТВУЕТ ГОС ВПО второго поколения по специальности, действующему учебному плану.

Заведующий выпускающей кафедрой специальности 130304 «Геология нефти и газа»: профессор, доктор г.-м. н. ________________________________

Содержание

1. Цели и задачи дисциплины..………………………………………………..4

2.Требования к уровню освоения содержания программы.…………………4

3. Содержание и темы дисциплины…….……………………………………..5

3.1. Теоретический раздел дисциплины (лекции)……………………………5

3.2. Практический раздел дисциплины (лабораторные занятия)……………8

3.3. Самостоятельная работа студентов………………………………………8

4. Контрольные задания.………………………………………………………..8

4.1. Общие методические указания к выполнению

контрольных заданий………………………………………………………8

4.2. Содержание контрольных заданий………………………………………...9

5. Литература………………………………………………………………….. 31

1. Цели и задачи дисциплины

На всех этапах геологических работ возникает необходимость выполнить геодезические работы или воспользоваться их результатами. Так, проектирование геологических работ выполняется с использованием топографических карт, результаты геологических съемок также отражаются на топографической основе. Неотъемлемой частью работ по разведке и поиску полезных ископаемых является привязка горных выработок, топографическая съемка отдельных участков местности. Большой объем геодезических работ выполняется при подсчете запасов полезных ископаемых и передаче месторождений в эксплуатацию. Для решения этих задач геолог должен иметь знания в области геодезии и топографии.

Целью изучения дисциплины «Основы геодезии и топографии» студентами, обучающимися по специальности «Геология нефти и газа» является получение знаний основ геодезии и практических навыков ведения геодезических работ, необходимых при разведке полезных ископаемых.

Курс изучается студентами первого курса в 1-ом и 2-ом семестре и содержит основные сведения по геодезии.

2. Требования к уровню освоения содержания программы

Изучив дисциплину, студент должен:

1. Иметь представление о форме и размерах Земли, системах коорди­нат и высот, геодезических опорных сетях и современных направлениях развития геодезического оборудования, и методов геодезических измерений.

1.  Уметь пользоваться топографическими картами и планами, выполнять измерения на топографической карте и плане.

2.  Знать современные геодезические приборы, иметь навыки работы с ними.

3.  Знать методы выполнения гео­дезических работ, необходимых при разведке полезных ископаемых и уметь производить обработку измерений.

3. Содержание и темы дисциплины

3.1. Теоретический раздел дисциплины (лекции)

№ п/п	Наименование тем лекций	Кол-во аудит. часов
1	Предмет геодезии и его связь с другими науками. Понятие о плане и карте. Оформление карт. Разграфка и номенклатура карт.	1
2	Ориентирование линий на местности, карте или плане.	1
3	Виды геодезических измерений. Угловые измерения. Измерение расстояний	1
4	Виды съемок. Геодезическое обоснование съемок. Прямая и обратная геодезические задачи.	1
	Итого	4

Тема 1. Предмет геодезии и его связь с другими науками. Понятие о плане и карте. Оформление карт.

Предмет геодезии и его связь с другими науками. Краткий очерк развития геодезии. Инженерная геодезия, ее задачи и место при изысканиях, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений. Понятие о форме и размерах Земли. Геоид. Земной эллипсоид. Референц-эллипсоид. Понятие о картографических проекциях. Проекция Гаусса. Системы координат: географическая, прямоугольная, полярная. Зональная система плоских прямоуголь­ных координат. Местная система координат. Системы высот. Балтийская система вы­сот.

Масштаб. Виды и точность масштаба. Карта и план, их сходство и различие. Точность карты, плана. Оформление топографических карт и планов. Топографические условные знаки. Способы изображения рельефа на картах и планах. Основные формы, характерные точки и структурные линии рельефа. Высота сечения рельефа. Точность изображения рельефа горизонталями. Понятия: за­ложение, крутизна ската, уклон линии. Задачи, решаемые на картах и планах по горизонталям.

Тема 2. Ориентирование линий на местности, карте или плане.

Углы ориентирования. Истинный и магнитный азимуты, склонение магнитной стрелки, сближение меридианов. Прямой и обратный азимут. Дирекционный угол. Румбы. Математическая связь между углами ориентирования. Опре­деление углов ориентирования на местности. Определение углов ориентирования на топографическом плане и карте.

Тема 3. Виды геодезических измерений. Угловые измерения. Измерение расстояний.

Горизонтальные и вертикальные углы. Принцип измерения горизонтальных и вертикальных углов. Приборы, применяемые для измерения углов. Теодолит, устройство теодолита. Классификация теодолитов. Способы измерения горизонтальных углов. Измерение вертикальных углов. Понятие мес­та нуля вертикального круга. Поверки и юстировки теодолитов.

Классификация способов измерения рас­стояний. Приборы, применяемые для измерения расстояний. Общие принципы измерения расстояний. Компарирование мерных приборов. Редуцирование результатов измерений на плоскость. Введение поправок за компарирование и за метеоусловия.

Тема 4. Геодезические съемки. Методы создания плановых и высотных съемочных сетей. Прямая и обратная геодезические задачи.

Виды съемок. Контурные съемки. Топографические съемки. Высотные съемки. Геодезическое обоснование съемок. Геодезические сети. Виды плановых геодезических сетей.

Методы создания плановых и высотных съемочных сетей. Прямая геодезическая задача. Обратная геодезическая задача.

Теодолитный ход. Виды теодолитных ходов. Виды и последовательность измерений в теодолитном ходе.

3.2. Практический раздел дисциплины

№ п/п	Наименование тем занятий	Количество часов
1	Работа с картой. Оформление карт. Топографические условные знаки. Определение географических координат. Определение прямоугольных координат. Определение высот и превышений по карте. Определение углов ориентирования.	2
2	Угловые измерения. Теодолит. Устройство теодолита. Приведение теодолита в рабочее положение. Взятие отсчетов. Измерение горизонтальных углов. Измерение вертикальных углов. Поверки теодолита.	2
3	Обработка результатов измерений в теодолитном ходе.	2
	Итого	6

3.3. Самостоятельная работа студентов

№ п/п	Наименование тем занятий	Кол-во часов
1	Разграфка и номенклатура карт.	20
2	Теодолитный ход. Обработка результатов измерений.	20
3	Тригонометрическое нивелирование. Геометрическое нивелирование.	20
4	Контурная теодолитная съемка. Тахеометрическая съемка. Составление топографического плана.	20
	Итого	80

Тема 1. Разграфка и номенклатура карт.

Существующая в России система разграфки топографических карт, создаваемых в зональной плоской прямоугольной системе координат и в местной системе координат. Номенклатура топографических карт.

Тема 2. Теодолитный ход. Обработка результатов измерений.

Виды теодолитных ходов. Системы теодолитных ходов. Элементы теодолитных ходов. Виды и последовательность измерений в теодолитном ходе. Обработка измерений, выполненных в разомкнутом теодолитном ходе.

Тема 3. Тригонометрическое нивелирование. Геометрическое нивелирование.

Тригонометрическое нивелирование. Сущность и формулы тригонометрического нивелирования. Виды и последовательность измерений при тригонометрическом нивелировании. Сущность, способы и формулы геометрического нивелирования. Нивелиры, классификация нивелиров. Устройство нивелиров, поверки и юстировки. Виды геометрического нивелирования. Ход геометрического нивелирования. Системы ходов геометрического нивелирования. Обработка результатов геометрического нивелирования.

Тема 4. Контурная теодолитная съемка. Тахеометрическая съемка. Составление топографического плана.

Способы теодолитной съемки. Способ перпендикуляров (прямоугольных координат). Способ полярных координат. Способ засечек. Способ створов. Способ обхода. Ведение журнала и составление абриса теодолитной съемки. Составление плана по результатам теодолитной съемки.

Сущность и формулы тахеометрической съемки. Приборы. Планово-высотная основа съемки. Виды и последовательность измерений при тахеометрической съемке. Математическая обработка результатов измерений при тахеометри­ческой съемке. Современная технология тахеометрической съемки.

Разбивка рамки и координатной сетки топографического плана. Нанесение по координатам точек опорной съемочной сети. Нанесение результатов контурной съемки. Нанесение результатов тахеометрической съемки. Оформление топографического плана. Полевой контроль.

4. Контрольные задания

4.1. Общие методические указания к выполнению контрольных заданий

Инженерная геодезия изучается студентами–заочниками специальности 130304 «Геология нефти и газа» в 1-ом и 2-ом семестре. Во время сессии 1-го семестра проводятся установочные занятия и выдается контрольное задание (контрольная работа). Контрольная работа должна быть выполнена и направлена в деканат заочного факультета до начала экзаменационной сессии во 2-ом семестре.

В деканате выполненная контрольная работа регистрируется и передается для рецензирования преподавателю. После рецензирования контрольная работа возвращается студенту для исправления. Окончательная приемка контрольной работы выполняется во время сессии по результатам собеседования со студентом. Результаты приемки фиксируются в экзаменационной ведомости.

При выполнении контрольной работы необходимо использовать специальную литературу: учебники, учебные пособия, практикумы, монографии, нормативные документы (ГОСТ, СНиП и др.).

Контрольная работа выполняется в ученической тетради, на обложку наклеивается этикетка установленной формы, которую следует получить в деканате. Записи ведутся шариковой ручкой, аккуратно, без исправлений, оставляя поля для замечаний преподавателя.

Решения задач должны сопровождаться кратким пояснительным текстом, в котором указывается, какая величина определяется и по какой формуле, какие числовые значения подставляются в формулу и откуда берутся; необходимо показать ход решения задачи, привести единицы измерения величин.

Ответы на вопросы должны быть исчерпывающими, в необходимых случаях сопровождаться зарисовками и схемами. В работе необходимо давать ссылки на используемую литературу, а в конце работы - ее список.

Более подробные методические указания к контрольной работе с пояснениями и примерами решений задач приведены в разделе 4.2.

Контрольная работа, наряду с экзаменом, является итоговой формой контроля качества изучения дисциплины. Сам процесс выполнения контрольной работы помогает лучшему усвоению содержания дисциплины.

4.2. Содержание контрольных заданий.

Контрольная работа по основам геодезии и топографии состоит из 4-х заданий. Само задание или исходные данные необходимые для его выполнения выбираются по варианту. Номер варианта определяется последней цифрой номера студенческого билета (или зачетной книжки).

Задание 1. Ответы на вопросы по темам курса

Студент должен составить ответы на вопросы по изучаемым темам. Номер вопроса в предлагаемом списке соответствует номеру варианта.

Предмет геодезии и его связь с другими науками.

1. Дать характеристику роли геодезии при выполнении геологических работ.

2. Какие геодезические материалы могут быть использованы при оценке месторождений полезных ископаемых.

3. Охарактеризовать связь геодезии с другими науками.

4. Дать понятие физической поверхности Земли, уровенной поверхности, геоида.

5. Что такое референц-эллипсоид? Каковы параметры референц-эллипсоида Красовского?

6. Какие координаты геодезические, астрономические, географические?

7. Что такое высота точки? Дать понятие системы высот. Что такое превышение?

8. Что такое осевой меридиан?

9. Как отсчитываются координаты в зональной плоской прямоугольной системе координат?

10. Что такое местная система координат?

Понятие о плане и карте. Оформление карт.

Разграфка и номенклатура карт.

Ориентирование линий на местности, карте или плане

1. Что такое топографический план и топографическая карта? В чем их сходство и в чем различие?

2. Что называется масштабом и как он выражается? Что называют предельной точностью масштаба? Укажите предельную точность масштабов 1:10 000, 1:1 000.

3. Постройте график поперечного масштаба и отложите на нем расстояние 28.54 м в масштабах 1:2000 и 1:500, предварительно округлив это расстояние в соответствии с точностью указанных масштабов.

4. Что такое номенклатура карт и планов? Листам плана или карты и каких масштабов соответствуют номенклатуры МА-б; 17-А-IV; 17-А-16?

5. Что называют высотой сечения рельефа и заложением? Как определить отметку точки, лежащей между горизонталями?

6. Что такое уклон и по какой формуле его можно определить? В каких единицах измерения можно выразить уклон? Как построить график заложений для уклонов и как провести на плане или карте линию заданного уклона?

7. Рассчитайте величину заложения, соответствующую заданному уклону 25%о, если масштаб плана 1:2000, а высота сечения рельефа 1м.

8. Как определить географические и прямоугольные координаты точки на топографической карте?

9. Дать определение углов ориентирования. Какими способами могут быть определены углы ориентирования на местности?

10. Как измерить на карте дирекционный угол и перейти от него к магнитному азимуту?

Виды геодезических измерений. Угловые измерения. Измерение расстояний

1. Привести пример прямых и косвенных измерений. Какие геодезические измерения равноточные, какие неравноточные?

2. Начертить схемы поясняющие принцип измерения горизонтальных и вертикальных углов.

3. Какая существует классификация отечественных теодолитов? Для каких видов работ могут быть использованы различные теодолиты?

4. Начертить схему основных осей теодолита, привести названия этих осей. Как они должны быть расположены относительно друг друга?

5. Назвать основные поверки теодолита. Какие условия они обеспечивают?

6. Описать способ измерения отдельных горизонтальных углов. Описать способ измерения углов, образованных тремя и более направлениями.

7. Описать способ измерения вертикальных углов. Нарисовать поясняющую схему, привести формулы вычисления вертикальных углов.

8. Назвать основные способы измерения расстояний и применяемые при этом приборы. В каких случаях могут применяться различные способы?

9. Перечислить общие для всех способов этапы измерения расстояний, охарактеризовать каждый из них, привести необходимые формулы и схемы.

10. Пояснить, что такое компарирование? Как вычисляются поправки за компарирование в измеренные расстояния и как они вводятся?

Геодезические съемки. Методы создания плановых съемочных сетей.

1.  Виды геодезических съемок. Методы топографической съемки. Методы контурной съемки.

2.  Приборы, применяемые при различных методах съемки. Область применения различных методов съемки.

3.  Виды плановых геодезических сетей.

4.  Методы создания плановых геодезических сетей.

5.  Методы создания плановых съемочных сетей.

6.  Какие виды съемочного обоснования применяют при контурной съемке? Методы создания планового съемочного обоснования контурной съемки.

7.  Какие виды съемочного обоснования применяют при тахеометрической съемке? Методы создания планового съемочного обоснования тахеометрической съемки.

8.  Высотные съемки.

9.  Продольное и поперечное нивелирование.

10.  Нивелирование поверхности по квадратам. Последовательность выполнения работ.

Методы создания высотных съемочных сетей. Тахеометрическая съемка. Контурная теодолитная съемка.

1.  Виды нивелирования. Какие приборы, применяются при различных видах нивелирования?

2.  Виды высотных геодезических сетей.

3.  Методы создания высотных геодезических сетей.

4.  Методы создания высотных съемочных сетей.

5.  Принцип определения высот при тригонометрическом нивелировании.

6.  Принцип определения высот при геометрическом нивелировании.

7.  В чем сущность тахеометрической съемки?

8.  Работа на станции при тахеометрической съемке.

9.  Контурная теодолитная съемка.

10.  Способы контурной теодолитной съемки.

Составление топографического плана.

1.  Последовательность составления топографического плана.

2.  Способы нанесения координатной сетки.

3.  Нанесение пунктов планового геодезического обоснования на чистую основу топографического плана.

4.  Нанесение результатов тахеометрической съемки.

5.  Нанесение результатов контурной съемки, выполненной способом перпендикуляров.

6.  Нанесение результатов контурной съемки, выполненной способом угловых засечек.

7.  Нанесение результатов контурной съемки, выполненной способом линейной засечки.

8.  Нанесение результатов контурной съемки, выполненной полярным способом.

9.  Нанесение результатов контурной съемки, выполненной способом створов.

10.  Полевой контроль результатов съемки и составления топографического плана.

Задание 2. Вычисление дирекционных углов линий по измеренным углам. Решение прямой геодезической задачи.

Задание состоит из двух задач, при решении которых необходимо применить знания, полученные при изучении тем 2, 3, 4.

Задача 1. Вычислить дирекционные углы линий BC и CD, если известны дирекционный угол α АВ линии АВ и измеренные правые по ходу углы β1 и β2 (см. рис. 1).

Рис.1. К вычислению дирекционных углов сторон теодолитного хода

Исходный дирекционный угол αAB берется в соответствии с номером зачетной книжки и фамилией студента: число градусов равно двузначному числу, состоящему из двух последних цифр номера зачетной книжки студента; число минут равно 30.2' плюс столько минут, сколько букв в фамилии студента.

Правый угол при точке В (между сторонами АВ и ВС) β1=189°59,2'; правый угол при точке С (между сторонами ВС и CD) β2=168°50,8' – для всех вариантов.

Так как измеренные углы правые, то дирекционные углы вычисляют по правилу: дирекционный угол последующей стороны равен дирекционному углу предыдущей сто­роны плюс 180° и минус измеренный горизонтальный угол:

Примечание. Если при вычислении уменьшаемое окажется мень­ше вычитаемого, то к уменьшаемому необходимо прибавить 360°, Если в результате вычислений дире­кционный угол получается больше 360°, то из него необходимо вычесть 360°.

Задача 2. Решение прямой геодезической задачи.

Найти координаты точки С, хC и уC, если известны координаты точки В, xB и уB, длина (горизонтальное проложение) линии ВС, dBC и дирекционный угол, αBC, этой линии (рис. 1). Координаты точки В и длина dBC берутся одинаковыми для всех вариантов: