Вопрос №1. Определение геодезии. Задачи инженерной геодезии при строительстве инженерных сооружений. Методы решения задач

Вопрос №1. Определение геодезии. Задачи инженерной геодезии при строительстве инженерных сооружений. Методы решения задач.

Геодезия – это наука о форме, размерах, гравитационном поле Земли, об измерениях на земной поверхности и способах ее изображения на картах, планах, профилях, цифровых моделях, а так же о решении других инженерных и народно-хозяйственных задач.

В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд научных и

научно-технических дисциплин:

1) Высшая геодезия – изучает форму, размеры Земли вцелом, гравитационное поле, смещение земной коры, смещение магнитных полюсов.

2) Картография – изучает способы создания и использования картографической продукции

Картография делится на:

А) Топографию – изучает способы съемки местности с целью создания карт и планов

Б) Фотограмметрию – решает геодезические задачи посредством фототопографических и аэрофото снимков.

3) Космическая геодезия – решает различные геодезические задачи посредством искусственных спутников Земли.

4) Маркшейдерия – занимается решением геодезических задач в подземных выработках

5) Инженерная геодезия - рассматривает геодезические работы, выполняемые при изысканиях

проектировании в строительстве и эксплуатации инженерных сооружений.

 

Задачи инженерной геодезии:

1) Сбор геодезической информации, необходимой для разработки проекта на строительство сооружения.

2) Определение на местности основных осей будущего сооружения.

3) Определение формы, размеров, положения в пространстве конструктивных элементов сооружения в процессе его строительства и после его создания.

4) Определение деформаций сооружения.

 

Методы решения задач:

Прямая геодезическая задача: Определение координат конечной точки линии по координатам начальной точки, длине линии, и ее направлению.

Обратная геодезическая задача: Определение длины линии и ее направления по координатам начальной и конечной точек.

Методы решения научных и практических задач геодезии основываются на законах математики и физики. При помощи математики разрабатываются научно обоснованные схемы постановки и выполнения геодезических измерений и устанавливаются зависимости между результатами измерений и искомыми величинами. Задача изучения фигуры Земли и ее гравитационного поля решается на основе законов механики. Сведения из физики, в частности оптики, электроники и радиотехники необходимы для разработки геодезических приборов и правильной их эксплуатации. Геодезия так же связна с астрономией, геологией, геофизикой и др.

 

Вопрос №2. Сведения о формах и размерах Земли. Понятия: уровенная поверхность, геоид, земной эллипсоид, отвесная линия, уклонение отвесной линии, высота геоида.

Фигура Земли как планеты обусловлена воздействием многих процессов, связанных с ее образованием и существованием, решающее значение при этом оказывают силы, взаимного тяготения и центробежная сила.

Для изучения физической поверхности Земли вводится понятие уровенной поверхности.

Уровенная поверхность - поверхность, в каждой точке которой потенциал силы тяжести равны.

Уровенных поверхностей можно провести бесчисленное множество, и все они будут опоясывать Землю, нигде не пересекаясь друг с другом.

Потенциал силы тяжести – величина, численно равная работе по переносу единицы массы в поле силы тяжести Земли из бесконечности в данную точку.

 

За фигуру Земли принимают геоид.

Геоид – это тело, ограниченное уровенной поверхностью, совпадающей с уровнем воды в Мировом океане в состоянии полного покоя и равновесия и продолженного под материками.

 

Из всех геометрических фигур, определяемых простыми уравнениями, к геоиду ближе всего подходит сжатый эллипсоид т.е. тело, полученное вращением эллипса вокруг малой оси.

Земной эллипсоид - эллипсоид, который характеризует фигуру и размеры Земли.

Чтобы максимально приблизить поверхность земного эллипсоида к поверхности геоида, эллипсоид соответствующим образом ориентируют в теле Земли. Такой эллипсоид называют референц-эллипсоидом.

Эллипсоид вращения – математическая модель геоида. (Эллипсоид Красовского)

А = 6 378 245 м – большая ось эллипсоида.

В = 6 356 863 м – малая ось эллипсоида.

 

Отвесная линия – прямая, совпадающая с направлением действия силы тяжести в данной точке.

Уклонение отвесной линии – угол между отвесной линией и нормалью к поверхности земного эллипсоида в данной точке.

Высота геоида – высота поверхности геоида над поверхностью земного эллипсоида по нормали к нему в данной точке.