Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирская государственная геодезическая академия»
(ФГБОУ ВПО «СГГА»)
Кафедра инженерной геодезии и информационных систем
УТВЕРЖДАЮ |
Проректор по учебной работе |
________________ |
« ____ » _____________ 2011 г. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ГЕОДЕЗИЯ
для направления подготовки дипломированного специалиста
120100 – | ГЕОДЕЗИЯ |
специальность 120101 – | Прикладная геодезия |
код квалификации – | 65 (инженер) |
Новосибирск
2011 г.
2 ТРЕБОВАНИЯ К УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
2.1 Требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению подготовки дипломированного специалиста
Выписка из ГОС ВПО:
ОПД. Ф.06 | Геодезия | 320 |
предмет геодезии; научное содержание дисциплины; история развития; понятие о форме и размерах Земли; определение местоположения точек на земной поверхности и плоскости; ориентирование; прямая и обратная геодезические задачи на плоскости; изображение земной поверхности на плоскости; геодезические измерения и их виды; методы и приборы для линейных и угловых измерений; измерение превышений; виды нивелирования; приборы для нивелирования; геометрическое и техническое нивелирование, передача и вычисление высот; топографические съёмки, их виды и масштабы; главная геодезическая основа и съёмочные сети; теодолитные и тахеометрические ходы, передача и вычисление координат; съемка подробностей; проектирование съемочных сетей для топографических съемок;
2.2 Общая характеристика направления подготовки дипломированного специалиста
Геодезия закладывает основы профессиональных знаний дипломированных специалистов по информационным системам, прикладной геодезии, астрономогеодезиии космической геодезии о методах, технике и организации работ, связанных с изучением земной поверхности и отображением ее на планах и картах, а также дает представление о других видах измерений.
Геодезия выполняет основную роль в формировании перечисленных выше специалистов и тесно связана с теорией математической обработки геодезических измерений, геодезическим инструментоведением, вычислительной техникой и программированием, высшей математикой, физикой и другими дисциплинами.
3 ОСОБЕННОСТИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Курс входит в число дисциплин федерального компонента
3.1 Требования к начальной подготовке, необходимые для успешного освоения дисциплины:
Студент должен знать:
- предмет геодезии;
- научное и производственное содержание дисциплины;
- историю развития геодезии;
- понятие о форме и размерах Земли;
- методы определения местоположения точек на земной поверхности и плоскости;
-задачи ориентирования;
- прямую и обратную геодезические задачи на плоскости;
- формы изображения земной поверхности на плоскости;
- виды геодезических измерений на местности;
- общие понятия о методах и приборах для линейных и угловых измерений, а также превышений.
3.2 Обеспечение последующих дисциплин образовательной программы:
- спецглавы геодезии;
- автоматизация топографо-геодезических работ;
- теория математической обработки геодезических измерений;
- технология строительства;
- фотограмметрия;
- прикладная геодезия;
- высшая геодезия;
- геодезическая астрономия;
-системы координат.
3.3 Области применения полученных знаний и умений:
- инженерно-технические изыскания;
- строительство и эксплуатация инженерных сооружений;
- создание инженерно-геодезических сетей;
- крупномасштабные топографические и аэрокосмические съёмки площадок строительства;
- определение на местности основных осей и границ сооружений;
- изучение осадок и деформаций сооружений;
- геодезическое обеспечение кадастровых и землеустроительных работ.
3.4 Итоговый контроль:
- экзамен в виде устного ответа с решением практического задания.
3.5 Современные информационные технологии, используемые при чтении дисциплины
- программный комплекс CREDO, как современная программная среда выполнения расчетов, анализа, принятия решения и т. п.;
- программа решения систем уравнений со многими неизвестными ALISA;
- использование IP – технологии при чтении лекционного материала.
3.6 Выделение современного, нового, проблемного материала:
- внедрение GPS-технологий при создании геодезических сетей;
- использование лазерного сканирования для съёмочных процессов;
- создание цифровых карт и планов;
- применение ЦФС для создания ортофотопланов;
- использование современных электронных приборов для всех видов геодезических работ.
4 ЦЕЛИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Студент будет иметь представление:
- о методах измерения фигуры Земли;
- о построении государственного геодезического обоснования для съемок;
- об автоматизированной технологии крупномасштабного картографирования;
- об уравнивании планово-высотного обоснования с использованием прикладных программ(Credo);
- о цифровой модели местности;
- о создании геодезического обоснования с помощью спутниковых методов;
- о роли базы данных в сборе, обработке, хранении и обновлении топографической информации;
- о других видах и методах геодезических работ, как на земной поверхности, так и в космическом пространстве.
Студент будет знать:
- геодезические измерения и их виды;
- методы и приборы для линейных и угловых измерений;
- методику измерения превышений;
- виды нивелирования;
- приборы для нивелирования III и IV классов;
- способы передачи и вычисления высот;
- топографические съёмки, их виды и масштабы;
- методы создания главной геодезической основы и съёмочных сетей;
- способы съемки подробностей;
- требования к проектированию съемочных сетей для топографических съемок.
Студент будет уметь:
- использовать современные геодезические приборы для измерения превышений;
- выполнять исследования, поверки и юстировки приборов;
- выполнять проектирование нивелирных ходов и сетей;
- выполнять предварительную обработку результатов геодезических измерений с оценкой точности;
- выполнять расчет необходимой точности измерений;
- производить математическую обработку результатов геометрического нивелирования III и IV классов;
- выполнять геодезические работы по созданию обоснования методами полигонометрии, проложением тахеометрических ходов, засечками; в высотном обосновании – геометрическим, тригонометрическим и другими видами нивелирования;
- выполнять наземные топографические съемки на местности;
- составлять и вычерчивать план и карту на местности;
- составлять к проекту пояснительную записку;
- работать с компьютерами.
5 ОБЪЕМ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Вид занятий | Количество часов | ||
Всего 74 | Семестр | ||
III | |||
Аудиторная нагрузка | 54 | 54 | |
Лекции | 36 | 36 | |
Лабораторные (практические) занятия | 18 | 18 | |
Семинарские занятия | |||
Самостоятельная работа: | 20 | 20 | |
расчётно-графическая работа | |||
индивидуальные задания | |||
курсовая работа (проект) | |||
написание рефератов | |||
прочее | |||
Вид итогового контроля | экзамен | экзамен |
6 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1 Лекционные занятия
Темы лекционных занятий | Часы |
1. Введение. 1.1. Задачи геодезии в научном и производственном аспектах. Понятие процесса нивелирования. Исходная уровенная поверхность. | 2 |
2. Главная высотная геодезическая основа 2.1. Назначение главной высотной геодезической основы. Виды нивелирования. | 2 |
3. Геодезические измерения на местности 3.1. Сущность и способы геометрического нивелирования. Нивелирование III и IV классов. Требования, предъявляемые к нивелирным ходам и сетям. Организация и производство работ, точность нивелирования. 3.2. Приборы для нивелирования III и IV классов. Устройство и классификация нивелиров и реек по ГОСТ. Технические характеристики нивелиров. Поверка и юстировка нивелиров. Исследование нивелиров. Нивелирные рейки. Поверка и исследование реек. Лазерные нивелиры и фотоэлектрические рейки. Цифровые нивелиры и штрихкодовые рейки. Влияние кривизны Земли и вертикальной рефракции на геометрическое нивелирование. Источники ошибок при геометрическом нивелировании и меры ослабления их влияния. Точность геометрического нивелирования. Передача и вычисление высот. 3.3. Математическая обработка нивелирных ходов и сетей. | 10 |
4. Сведения из теории ошибок измерений. 4.1. Задачи теории ошибок измерений. Виды ошибок измерений. Свойства случайных ошибок. Критерии оценки точности результатов измерений. Средние квадратичные ошибки функций измеренных величин. Арифметическая средина и ее средняя квадратичная ошибка. Обработка рядя равноточных измерений. Неравноточные измерения. Понятие о весе. Общая арифметическая середина. Средняя квадратичная ошибка единицы веса. 4.2. Принципы уравнивания геодезических сетей. Уравнивание геодезических сетей по МНК коррелатным способом. Уравнивание одиночного нивелирного хода коррелатным способом. Уравнивание нивелирной сети коррелатным способом. | 10 |
5. Топографические съемки 5.1. Виды и масштабы топографических съёмок. Требования к точности съемок. Главная геодезическая основа. Геодезические сети сгущения. Съемочные сети. Расчет и оценка точности съемочного обоснования. Виды топографических карт и планов. Топографические карты и планы, фотопланы, ортофотопланы, цифровые модели местности (ЦММ) и рельефа (ЦМР). Назначение топографических карт и планов. 5.2. Комбинированная и стереотопографическая съемки. Этапы работ при аэрофототопографической съемке. Технологическая схема производства съемки. Полевые работы при комбинированной съемке. Высотные съемочные ходы и сети. Съемка рельефа, дешифрирование и досъемка контуров на фотоплане. Цифровой метод аэрофотосъёмки. Полевые работы при стереотопографичской съемке. Планово-высотная подготовка аэроснимков. Точность привязки. Способы плановой и высотной привязки. Дешифрирование аэроснимков. Определение превышений тригонометрическим методом. Производство работ и точность тригонометрического нивелирования. Спутниковая технология планово-высотной привязки опознаков. 5.3. Автоматизация топографических съемок. Принципиальная технологическая схема автоматизации крупномасштабных съемок. Технологические средства и методы сбора информации о местности. Принципы классификации и кодирования топографической информации. Цифровая модель местности, роль баз данных в сборе, обработке, хранении и обновлении топографической информации. Автоматизированная топографо-геодезическая информационная система. Понятие о кадастре. Создание цифровых топографических карт и планов на стерео цифровой фотограмметрической станции (ЦФС). | 12 |
Итого | 36 |
6.2 Лабораторные занятия
Темы лабораторных занятий | Часы |
1. Определение средней длины 1-го м нивелирных реек | 2 |
2. Определение разности высот нулей пары реек | 2 |
3. Нивелирование III класса на местности. Обработка журнала нивелирования III класса. | 4 |
4. Уравнивание одиночного нивелирного хода по методу наименьших квадратов. | 4 |
5. Уравнивание нивелирных сетей по методу наименьших квадратов коррелатным способом. | 6 |
Итого | 18 |
6.3 Практические занятия
нет
6.4 Самостоятельные занятия
Вид СРС | Студент: | Вид контроля выполнения работы | Часы |
1 | Выполняет контрольную работу. (Темы контрольных работ приводятся в разделе 6.1) | Пятибальная система оценки качества выполнения работы | 4 |
2 | Теоретическая подготовка к выполнению лабораторной работы №1 (пункт 5.2): - изучение приборов для нивелирования; - изучение методик исследования реек; - анализ полученных результатов и методов учёта устранения ошибок, возникших при исследовании. | Пятибальная система оценки качества выполнения работы | 2 |
3 | Теоретическая подготовка к выполнению лабораторной работы №2 (пункт 5.2): - анализ полученных результатов и методов учёта устранения ошибок, возникших при исследовании. | Пятибальная система оценки качества выполнения работы | 2 |
4 | Выполняет индивидуальные задания Теоретическая подготовка к выполнению лабораторной работы №3 (пункт 5.2): - изучение методики нивелирования IIIкласса при работе на станции; - изучение порядка вычислений в журнале с проведением контролей; - анализ полученных результатов и методов учёта устранения ошибок, возникших при исследовании. | Пятибальная система оценки качества выполнения работы | 2 |
5 | Теоретическая подготовка к выполнению лабораторной работы №4 (пункт 5.2): - изучение порядка уравнительных вычислений; - вычерчивание схемы хода; - анализ полученных результатов и методов учёта устранения ошибок, возникших при исследовании; - выполнение контрольных вычислений по программе CREDO. dat с анализом полученных результатов. | Пятибальная система оценки качества выполнения работы | 3 |
6 | Теоретическая подготовка к выполнению расчётно-графической лабораторной работы №5 (пункт 5.2): - изучение порядка уравнительных вычислений; - вычерчивание схемы сети; - решение системы нормальных уравнений по программе Alisa; - анализ полученных результатов и методов учёта устранения ошибок, возникших при исследовании; - выполнение контрольных вычислений по программе CREDO. dat с анализом полученных результатов. | Пятибальная система оценки качества выполнения работы | 3 |
6 | Подготовка докладов для конференций: - разработка презентаций; - освоение новых компьютерных программ. | Пятибальная система оценки качества выполнения работы | 4 |
Итого СРС за семестр | 20 |
7 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1 Темы контрольных работ:
- Контрольная работа 1:
Общие требования к нивелированию III и IV класса. Устройство и квалификация нивелиров, реек по ГОСТ. Методика работы на станции. Контроли и допуски. Исследование, поверки и юстировки нивелиров и реек.- Контрольная работа 2:
Виды ошибок измерений. Критерии оценки точности результатов измерений. Равноточные и неравноточные измерения. Понятие среднего арифметического или арифметической середины. Понятие веса. Принципы уравнивания геодезических сетей. Цели и задачи уравнивания. Принцип наименьших квадратов. Уравнивание одиночного нивелирного хода и нивелирной сети коррелатным способом.- Контрольная работа3:
Методы создания и назначения топографических карт и планов. Общие сведения об аэрофотосъемке. Продольное и поперечное перекрытие аэрофотоснимков. Трансформирование снимков. Расчет числа маршрутов и количества аэрофотоснимков. Планово-высотная подготовка аэрофотоснимков. Проект размещения опознаков. Способы плановой и высотной привязки опознаков.7.2 Список вопросов для подготовки к экзамену
1. Понятие топографического плана и карты. Системы координат и высот.
2. Назначение топографических карт и планов.
3. Методы выполнения топографической съемки: наземные и аэрофотосъемки.
4. Топографическая съемка с использованием спутниковой геодезической аппаратуры. Общие принципы работы системы GPS.
5. Методы GPS-измерений.
6. Цифровые карты и планы местности.
7. Векторный и растровый форматы картографирования данных.
8. Автоматизированные системы картографирования. Технологическая схема сбора и обработки данных.
9. Электронные тахеометры. Тахеометрическая съемка с применением электронного тахеометра и регистратора информации.
10. Общие сведения об аэрофотосъемки. Принципиальная схема АФА. Главная точка аэрофотоснимка. Плановая и перспективная аэрофотосъемки.
11. Продольное и поперечное перекрытия. Понятие стереопары.
12. Масштаб аэрофотоснимка. Трансформирование снимков.
13. Составление фотопланов и фотосхем.
14. Дешифрирование фотоизображения. Полевое, камеральное и комбинированное дешифрирование. Дешифрировочные признаки.
15. Технологические схемы комбинированного и стереотопографического методов съемок.
16. Расчет числа маршрутов и количества аэрофотоснимков.
17. Опознаки. Плановая, высотная и планово-высоная подготовка аэрофотоснимков
18. Проекты размещения плановых и высотных опознаков.
19. Маркировка и закрепление опознаков на местности.
20. Способы и точность плановой и высотной подготовки опознаков.
21. Приборы, применяемые для производства угловых, линейных измерений и превышений.
22. Основные способы плановой привязки: полярный способ, прямая угловая засечка, обратная угловая засечка, линейная засечка, теодолитный ход, полигонометрия, триангуляция.
23. Привязка высотных опознаков. Геометрическое (техническое) и тригонометрическое нивелирование. Методы технического тригонометрического нивелирования.
24. Назначение государственной нивелирной сети. Схемы нивелирования периметры нивелирных полигонов.
25. Общие требования к нивелированию III иIV классов. Методика работы на станции при нивелировании III и IV классов. Контроли и допуски.
26. Приборы и инструменты для нивелирования III и IV классов. Требования к приборам и рейкам. Нивелиры с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе. Нивелиры с компенсаторами. Цифровые нивелиры. Электронные нивелиры.
27. Поверки и юстировки нивелиров. Расположение геометрических осей нивелиров в соответствии с техническими условиями. Поверка плавности вращения верхней части нивелира. Поверка установочного круглого уровня. Поверка и исправление установки сетки нитей. Поверка главного условия нивелира ( 2 способа). Исправления угла 1.
28. Исследование нивелиров. Определение коэффициента дальномера. Определение диапазона действия компенсатора. Определение средней квадратической ошибки самоустановки линии визирования. Определение ошибок компенсации.
29. Нивелирные рейки. Поверки и исследование реек.
30. Точность геодезических измерений, грубые систематические, случайные ошибки, равноточные измерения. Основной критерий точности в геодезии. Оценка точности одного измерения. Формула Гаусса. Предельная ошибка. Формула Бесселя.
31. Неравноточные измерения. Понятие веса. Средняя квадратическая ошибка единицы веса.
32. Принципы уравнивания геодезических сетей. Понятие необходимых и избыточных измерений. Цель (задачи) уравнивания.
33. Принцип наименьших квадратов (условие Лежандра, условие Гаусса). Способы уравнивания по методу наименьших квадратов.
34. Уравнивание геодезической сети по МНК коррелатным способом (теория).
35. Уравнивание одиночного нивелирного хода (теория).
36. Порядок уравнивания нивелирного хода на практике.
37. Уравнивание нивелирной сети коррелатным способом (теория).
38. Порядок уравнивания нивелирной сети на практике.
7.3 Перечень используемых методических разработок
- Геодезия. Ч.1. Нивелирование III и IV классов: сб. описаний лабораторных работ/ , .- Новосибирск:СГГА, 2011.-91с.
- Геодезия. Ч.2. Плановые геодезические сети. Топографические съёмки: сб. описаний лабораторных работ/ , .- электронная версия, 2012.
7.4 Библиографический список основной и рекомендуемой литературы
а) основная литература:
1. , , Геодезия: Учебное пособие для вузов.- 3-е изд., перераб. И доп. - М.: Академический Проект; Парадагма, 2011.-538с.- (Фундаментальный учебник). Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию.
2. , , Каширский : Учебник для вузов.-М.: Академический Проект; Гаудеамус, 2011.-409с. Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов РФ.
3. , , Практикум по геодезии. М. Недра, 2006.
4. , Смирнов и топография: учебник: Рекомендовано УМО. 3-е изд. стер– 176с., пер. №7 бц.
5. , Геодезия, ч.1. – М. "Картгеоцентр-Геодезиздат", 2001
б) дополнительная литература:
6. , , Практикум по геодезии. М. Недра, 2006.
7. , Смирнов и топография: учебник: Рекомендовано Умо.-3-е изд. Стер.2006. – 176с., пер. №7 бц.
8. , Геодезия, ч.1. – М. "Картгеоцентр - Геодезиздат", 2001
9. Инструкция по нивелированию I, II, III, IV классов.-М., ЦНИИГАиК, 2004.
10. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500. –М. Недра,1985.
11. Инструкция по развитию съемочного обоснования и съемки ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. Москва., ЦНИИГАиК, 2002.
12. Практикум по геодезии (под редакцией ).-М. Недра, 1983.
8 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Лабораторные работы по изучению, исследованиям и поверкам геодезических приборов, выполняются в специализированной геодезической лаборатории, по вычислениям – в учебно-вычислительном центре.
Разработчик: - доцент кафедры инженерной геодезии и информационных систем (ИГиИС) ФГБОУ ВПО «СГГА».
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры ИГиИС
протокол от "23" мая 2011 г.
Зав. кафедрой ИГиИС | ________________ / | / |
Одобрено научно-методическим советом института геодезии и менеджмента (ИГиМ)
протокол от "24" мая 2011 г.
Председатель | ________________ / | / |
