Высшая геодезия (стр. 1 )

Тема 1. Введение.

Вопросы:

Предмет высшей геодезии Термины и определения Основные разделы высшей геодезии.

Вопрос 1. Предмет высшей геодезии.

Предметом высшей геодезии является:

Определение формы, размеров и гравитационного поля земли. Создание государственные опорных геодезических сетей Изучение геодинамических явлений Решение геодезических задач на поверхности земного элепсоида и в пространстве. В связи с развитием GPS встает задача перехода от геоцентрической системы координат в систему координат в которой ведется землеустройство и земельный кадастр. Настоящий переход осуществляется методами высшей геодезии. Глобальные позиционные системы одновременно определяются тремя координатами X, Y, Z, в геоцентрической системе координат WGS 83. В Беларуси используются система координат 1942 года или система координат Красовского. В системе координат Красовского велись землеустроительные и кадастровые работы. Возникла проблема связи этих двух систем координат, причем система Красовского прямоугольные координаты отделены от высот (известно что высоты отсчитываются от уровня моря в гравитационной системы силы тяжести земли). Плановая система координат и высотная разделены. Координаты X, Y определены проекцией элепсоида на плоскости, а высоты относительно уровня моря (геоида). Поэтому ставится задача по GPS измерения определяются плановыми координатами X, Y и высот. На большой территории кадастр и землеустройство ведется в определенной картографической проекции. Поэтому по координатам определенным с помощь GPS необходимо вычеслить координаты объектов в проекции..

Приведенные положения являются основанием изучения высшей геодезии.

Задачами высшей геодезии являются:

Главная задача высшей геодезии является изучение фигуры и гравитационного поля земли по:

Геодезическим измерениям Гравиметрическими (измерения силой тяжести) Астрономическим определением Наблюдением искусственного спутника земли.

Проблема определения формы земли может быть определено так:

Определяется поверхность относимости в виде поверхности элепсоида. Необходимо определить поверхность геоида относительно экватора, а для этого необходимо знать величину ж (дзета) – высота геоида над элепсоидом или аномалия высоты. По этим данным определяется положение точки физической поверхности земли по формуле H = Hг + ж, где Hг – нормальная высота определения из нивелира. Считаем что геодезическая широта и долгота точки А0 так же определены.

К научным задачам вычисления геоида можно отнести:

Определение гравитационного поля земного элепсоида Определение отступления гравитационного поля реальной земли от поля элепсоида. Тогда по гравитационному полю элепсоида и отступлением определения гравитационного поля реальной земли. Изучение геодиномных процессов.

Научно – технические задачи высшей геодезии:

Создание опорных геодезических сетей Разработка и совершенствование методов высокоточных измерений (линейных, угловых, гравиметрических, спутниковых) Разработка методов обработки материалов геодезических измерений.

Вопрос 2. Термины и определения.

Фигура земли – это фигура ограниченная физической поверхностью, т. е поверхностью твердой оболочки на суше и невозмущенной поверхностью морей и океанов.

Моделями земли является геоид и элепсоид.

Геоид – это уровненная поверхность поля силы тяжести земли совподающая с уровнем моря.

Уровень моря считается началом счета высот.

Настоящая поверхность геоида была введена в 19 веке английским математиком Стоком, а ее практическое применение в геодезии наиболее полно разработано русским ученым Молоденским, а потом и Броваром.

Элепсоид – это фигура образованная в результате вращения эллипса вокруг его малой оси РР1.

Элепсоид характеризуется двумя параметрами:

Большой полуосью Малой полуосью.

Или а большой полуосью, сжатием . Вместо сжатия может быть использован эксцентриситет элепсоила, тогда их параметры: a и , где e –эсцентриситет.

Параметры общего земного элепсоида (ОЗЭ) определялись радом  ученых. В 1942 году Красовским определено а = 6378242; б = . Под спутниковым наблюдением  в 1984 году (они приняты за основу длин WGS – 84)

а = 6378137, - эти параметры приняты для ОЗЭ, но до сих пор в разных странах разные параметры.
В многих странах определены свои элепсоиды, такие локальные элепсоиды называются референ – элепсоиды.

Вопрос 3.Основные разделы высшей геодезии.

Первый раздел: теоретическая геодезия или физическая. Ее предметом являются методы и способы определения гравитационного поля земли, параметры земного элепсоида и формы геоида.

Второй раздел: сфероидитечкая геодезия. Ее предметом является методы и способы решения геодезических задач на элепсоиде.

Третий раздел: основные геодезические работы. Предметом их является методы выполнения высокоточных измерений для определения взаимоположения точек земной поверности.

Тема 2. Общие сведенья о геодезических сетях. Пути их модернизации.

Классификация геодезических сетей. Назначение геодезических сетей. Плотность и точность построения государственных геодезических сетей (ГГС). Понятие о спутниковых методах создания геодезических сетей. Совершенствование ГГС.

Вопрос 1. Классификация геодезических сетей.

По территориальному охвату сети бывают:

- общеземные

- государственные

По геометрии:

- плановые

- высотные

- пространственные (планово – высотные).

Геодезические сети строят от общего к частному, т. е в начале  на всю территорию страны строится сеть самой высокой точности, потом эта сеть сгущается выполнением менее точных измерений, но таким образом, чтобы достигалось соответственной точности определения пунктов сети.

В таком иерархичном порядке строится геодезическая сеть Р. Б.:

Государственная геодезическая сеть состоит тз:

1,2,3,4 классов геодезической сети и гравиметрической сети, государственная нивелирная сеть I, II, III, IV класса.

Государственная сеть сгущения:

из клановой сети полигонометрии и триангуляции 1 и 2 разрядов и высотной, выполненной  техническим нивелиром.

Съемочные сети:

клановые создаваемые теодолитными ходами, мензульные, геодезические засечки, высотно-техническим невилирование.

Местные сети (специальные сети) для решения конкретных задач народного хозяйства.

Вопрос 2. Назначение геодезических сетей.

Государственные плановые сети являются основой картографирования страны, его закрепляют определенной системой координат с координатами X и Y.

Государственная нивелирная сеть так же служит картографической основы. Государственная нивелирная сеть не совпадает с государственной плановой сетью. Плановое положение нивелирных пунктов известно приближенно, а высотное известно точно.

Государственные гравиметрические сети предназначены для определения гравитационного поля земли на территории страны. На этих пунктах измеряется ускорение силы тяжести, они служат для определения параметров элепсоида и в идеальном случае с высокой точностью должны определятся их плановые и высотные координаты. Их нужно совмещать с пунктами плановой и высотной сетей.

Государственные сети сгущения создаются для обоснования топографических съемок масштабом 1:5000 и для выполнения инженерных геодезических высот.

Специальные сети создаются для решения конкретных задачэкономики. Пример: специальные высокоточные сети в Полесье (нивелировка 2 класса)

.

Вопрос 3.Плотность и точность построения государственных геодезических сетей.
плотность плановой государственной сети характеризуется следующей таблицей.

Класс	S, км.	Площадь на один пункт P = 0,7852
2	13,3	138,0
3	7,6	45,0
4	4,4	15,1

Средняя длинна стороны 1 класса 23 км.

Зависимость плотности пунктов от масштаба съемок.

Масштаб съемки	Площадь съемочной трап.	Площадь км2 на 1 пункт.	Расстояние км между пунктами
1:25000	75	50-60	7-8
1:10000	18	50-60	7-8
1:5000	4,5	20-30	4-6
1:2000	1,1	5-15	2-4

Точность построения ГГС.

ГГС должна быть построена с такой точностью, чтобы влияние ошибок положения геодезических пунктов было принебригаемым по отношению к графической точности карты.

Графическая точность карты в свою очередь принимается равной двойной точности масштаба. Исходя из этого, можно задать точность постороения ГГС. Введем следующие обозначения:

ms – средняя квадратичная ошибка определения длинны стороны между двумя смежными пунктами ГГС.

m – графическая точность карты

M – масштаб карты.

Если принять m = 0,2 мм с учетом масштаба m*M, а условие принебрижения ms ≤ 0,25*m*M.

В городах базовым масштабом является 1:500. Для городов геодезические сети должны характеризоваться точностью положения пункта 2,5 см. Исходя из этого ГГС должна обеспечивать средне квадратичную ошибку положения пункта 3 и более см.

Вопрос 4. Понятие о спутниковых методах создания геодезических сетей.