ГЕОДЕЗИЯ
Методические указания
для выполнения контрольной работы
для студентов заочного отделения
специальности 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»,
08.02.08 «Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения»
Курган 2016
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Тема 1. Общие сведения
Предмет изучения геодезии; ее назначение в строительно-монтажном производстве. Достижения науки в области прикладной геодезии. Понятие об общей фигуре Земли и ее размерах. Общегосударственные сети опорных точек.
Тема 2. Геодезические планы и чертежи
Понятие о карте, плане и профиле. Масштабы. Геодезические планы и чертежи, используемые в строительно- монтажных работах. Условные знаки на планах, геодезических и строительных чертежах. Рельеф и способ его изображения горизонталями. Понятие о заложении и уклоне.
Тема 4. Обозначение и закрепление точек. Линейные измерения
Типы знаков закрепления. Приборы для непосредственного измерения линий. Компарирование мерных приборов. Вешение линий. Порядок измерения линий. Приведение длины линий к горизонту. Учет поправок при линейных измерениях. Измерение расстояний дальномерами. Основные сведения о дальномерах двойного изображения.
Тема 5. Ориентирование линий на местности
Общие понятия. Азимуты, румбы и зависимость между ними. Дирекционный угол. Сближение меридианов. Связь между дирекционным углом и азимутом.
Тема 6. Измерение углов
Принцип измерения горизонтального угла. Геометрическая схема и основные части теодолита. Отсчетные приспособления: штриховой и шкаловый микроскопы. Типы современных технических теодолитов; их назначение и точность. Устройство зрительной трубы теодолита. Поверки технических теодолитов. Способы измерения горизонтальных теодолитом. Точность измерения горизонтальных углов. Измерение вертикальных углов.
Тема 7. Прямоугольные координаты
Понятие о геодезических и астрономических координатах. Плоские прямоугольные координаты. Прямая геодезическая задача. Приращения прямоугольных координат. Увязка углов и вычисления координат точек замкнутого полигона. Обратная геодезическая задача.
Тема 8. Геометрическое нивелирование
Понятие о нивелировании. Виды нивелирования. Способы геометрического нивелирования: из середины и вперед. Горизонт инструмента. Простое и сложное нивелирование. Основные типы нивелиров, применяемые в строительстве: с цилиндрическими уровнями и с компенсаторами. Поверки нивелиров.
Задача
Вычисление координат точек замкнутого теодолитного хода. Построение плана по координатам в масштабе 1:500. Плановая привязка здания 36×12 м полярным способом.
Примечания. 1. На строительной площадке привязка теодолитного хода производятся к пунктам полигометрических сетей, после чего определяются координаты этих точек.
Исходные данные:
I. Внутренние измеренные углы полигона равны:
bI = 110°06¢,
b2 = 81°01¢,5,
b3 = 93° 57¢, 5,
b4 = 74° 56¢,5
S bизм = 360° 01¢, 5.
2. Дирекционный угол a I-2 следует вычислить условно по формуле:
a I-2 = 
, где числитель состоит из двузначного числа, цифра впереди которого 1.
Например, шифр учащегося –264, тогда:
a I-2 = I64/10 = I6, 4° = 16°24.
3. Горизонтальное проложение линий равны:
d1-2 = 50, 36 м,
d2-3 = 64, 12 м,
d3-4 = 61, 79 м,
d 4-1 = 61, 70 м.
4. Координаты начальной точки 1 теодолитного хода равны:
Х1 = 0,00 м, У1 = 0,00 м.
Этапы решения задачи
1. Уравнение углов.
2. Вычисление дирекционных углов, румбов.
3. Вычисление и уравнивание приращений координат.
4. Вычисление координат точек теодолитного хода.
5. Построение координатной сетки и полигона по координатам.
6. Вычисление разбивочных элементов плановой привязки углов здания.
Решение задачи
1 этап. Выписываем в ведомость вычисления координат исходные данные:
а) измеренные углы bI, b2, b3, b4 – в графу 2,
б) начальный дирекционный угол a I-2 – в графу 4,
в) горизонтальные проложения сторон полигона d1-2…..- в графу 6,
г) координаты начальной точки Х1 и У1 – в графы 11 и 12.
2. Производим уравнивание измеренных углов полигона.
Для замкнутого полигона теоретическая сумма углов вычисляется по формуле
Sbтеор= 180° (n-2), где n- число углов в полигоне. в примере n = 4, следовательно, Sbтеор = 360°00¢
При измерении углов допускаются некоторые погрешности, разница между Sbизм и Sbтеор называется угловой невязкой.
Для данного примера:
f b = Sbизм - Sbтеор = 360°01¢,5 - 360° 00¢ = + 1¢,5
Сравним полученную угловую невязку с допустимой для определения качества измеренных углов.
f bд = 1Ön, где n – число вершин замкнутого полигона.
здесь n=4, F b = 1Ö4= ± 2
Угловую невязку следует распределить на измеренные углы с противоположным знаком так, чтобы ликвидировать в графе «Исправленные углы» десятые доли минут, а при наличии целых минут их следует распределить на углы, заключенные между наиболее короткими сторонами. Вычисленные значение исправленных углов записывают в
графу 3 и выполняют контроль: Sbисп = Sbтеор= 360°00¢
Рисунок 1 – Схема теодолитной съемки на стройплощадке
2 этап. По исходному дирекционному углу a I-2, равному для данного примера 16° 24¢, вычисляем дирекционные углы последующих линий, пользуясь формулой
an =an-1 + 180° - b n= a1-2 + 180°00´ - 81°01´ = 115°23´
так как измерены правые углы теодолитного хода
a2-3 =a1-2 + 180° - b 2;
a3-4 =a3-4 + 180° - b 3;
a4-1 =a3-4 + 180° - b 4;
Затем, для контроля, вычисляем a1-2 = a4-1 +180° - b 1.
Если полученный при этом дирекционный угол будет равен исходному, то вычисление выполнено правильно.
Примечание: Дирекционные углы определяются в интервале от 0° до 360° (рисунок 2). Если в расчетах он превышает, необходимо выполнить - 360°00´.
Нарисуйте схему применительно к вашему варианту, расчет a2-3.
Рисунок 2 – Схема определения дирекционных углов
4. Пользуясь формулами зависимости между дирекционными углами (азимутами) и румбами вычисляем румбы линий:
I четверть Ч =a (румб северо-восточный).
II четверть Ч = 180° - a (румб юго-восточный).
III четверть Ч = a - 180° (румб юго-западный)
4 четверть Ч = 360 - a (румб северо-западный).
Например: a 1-2= 16°24'. I четверть.
Ч1-2=a 1-2 = СВ: 16°24' (+∆ X 1-2; + ∆ Y1-2)
Полученные румбы записываем в графу 5.
Рисунок 3 - Зависимость между румбом и дирекционным углом
3 этап. По румбам и горизонтальным проложениям сторон полигона вычисляют приращение координат D Х и D У, пользуясь формулами:
D Х = d× cos Ч
D У = d× sin Ч, где d – горизонтальное проложение линии,
Ч – румб линии.
Например: ∆ Х = d× cos Ч = 50,36 × cos 16º24' = 48, 31 м
D У = d× sin Ч = 50,36 × sin 16º24' = 14, 22 м
Рисунок 4 – Схема взаимосвязи между румбами, приращениями и координатами
Знаки приращений зависят от направлений линии, т. е от названия румбов линий, и определяются по таблице:
| Приращения | СВ | ЮВ | ЮЗ | СЗ |
| D Х | + | - | - | + |
| D У | + | + | - | - |
6. Подписываем алгебраические суммы приращений SD Хвыч и SD Увыч
Теоретическая сумма приращений замкнутого полигона должна быть равной нулю., т. е.
SD Х теор= SD Утеор = 0.
Но так как при измерении углов и сторон полигона допускаются некоторые погрешности, то фактическая сумма вычисленных приращений не будет равна нулю. Разница между вычисленными суммами приращений и теоретическими называется невязкой по осям координат fx и fy.
fx = SD Хвыч - SD Хтеор=0.01м-0.00м=0.01м
fy = SD Yвыч - SD Yтеор= -0.03м-0.00м=-0.03м
7. Вычисляем абсолютную невязку по формуле
fabc = 
= 
= ±0.03м
8. Вычисляем относительную линейную невязку по формуле:
9. fотн = 
= 
= 
< 
, где р = S d
10. Невязки допустимы, разбрасываем их с обратным знаком и равномерно на вычисленные приращения и с учётом поправок рассчитываем исправленные приращения. Если сумма исправленных приращений равна нулю, расчёты произведены верно.
4 этап. Вычисляем координаты точек теодолитного хода по формулам:
Xn = Xn-1 + ∆X
Yn = Yn-1 + ∆ Y
X2 = X1 + ∆X1-2 = 0,00 м + 48, 31 м = 48, 31 м
Y2 = Y1+ ∆ Y 1-2 = 0,00 м + 14, 22 м = 14, 22 м
Х3 = Х2 + ∆ Х 2-3
У3 = У2 + ∆ У 2-3
Х 4 = Х3 + ∆ Х3-4
Контроль: Х4 + ∆ Х 4-1 = Х1
у4+ ∆ у 4-1 = у 1
Путем последовательного решения прямых геодезических задач на плоскости, начиная от исходного пункта до возвращения к нему же в замкнутом ходе. это дает возможность контролировать правильность вычисления координат. Вычисленные координаты заносим в графы 11 и 12.
5 этап. Пользуясь значениями вычисленных координат, следует нанести точки на план масштаба 1:500. Для этого необходимо на чертежной или миллиметровой бумаге вычертить координатную сетку со сторонами квадратов 5 см и произвести соответствующую оцифровку координат на осях Х и У.
Полученные на плане точки необходимо соединить прямыми линиями и надписать значение румбов, горизонтальных проложений сторон полигона. Координатную сетку нанести в тонких линиях зеленой или синей тушью. Точки соединить толщиной 1- 2 мм черной тушью или в карандаше. Диаметр точек теодолитного хода для М 1:500 – 1, 5 мм.
6 этап. На план теодолитного хода накладываем контур здания 36×12 м, один из углов которого привязываем к плановым точкам ближайшей стороны полигона полярным способом. Пользуясь поперечным масштабом, определяем координаты угла здания графическим способом.
Рисунок 5 - Поперечный масштаб с примером определения координат точки А
В данном примере координаты точек:
ХА= 1, 40 м УА= 20, 20 м
Значение координат точек теодолитного хода надо взять из ведомости вычисления координат
Х1= 0,00 м Х4= 36, 70 м
У1= 0,00 м У4 = 49, 59 м
Вычисляем приращения:
∆ХА-1 = Х1- ХА = 0,00 м – 1,40 м = -1, 40 м.
∆УА-1 = У1- УА = 0, 00 – 20, 20 м = - 20, 20 м
17. Для вычисления значения угла bА используем формулу расчёта дирекционных углов
α 1-2 = α А-1+ 180°00´ - bА
bА = α А-1+ 180°00´ - α 1-2 = 266°02´+ 180°00´- 16°24´ = 69°38´ (контроль по транспортиру)
α 1-2 = 16°24´ (по ведомости)
tg Ч А-1 
= 
= 14, 43
Ч А-1 = ЮЗ: 86° 02´ (- 
; - 
)
3 четверть. α А-1 = 180°00´ + Ч А-1 = 180°00´ + 86° 02´= 266° 02´
18. Длину стороны определяем по теореме Пифагора
d A-1 = 
= 
= 
= 20.25 м
19. Вычисленные значения bА = 69°38´ и d A-1 = 20.25 м используем для выноса проектной точки А с чертежа на участок, полярным способом.
20. Приложения к контрольной работе.
а) Титульный лист (№ 1)
б) Ведомость вычисления координат (№ 2)
в) План участка (№ 3)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основные источники:
1. Кусов, В.С. Основы геодезии, картографии и аэрофотосъемки / В.С. Кусов. - Академия, 2009.
2. Киселев, М.И. Геодезия / М.И. Киселев, Д.Ш. Михелев. - Академия, 2010.
3. Курошев, Г.Д. Геодезия и топография / Г.Д. Курошев, Л.Е. Смирнов. - Академия, 2012.
4. Поклада, Г.Г. Практикум по геодезии / Г.Г. Поклада. - Недра, 2013.
5. Киселев, М.И. Геодезия / М.И. Киселев, Е.Б. Клюшин. - Академия, 2011.
Дополнительные источники:
1. Кушнин, И.Ф. Геодезия / И.Ф. Кушнин. - М.: «Приор», 2001
2. Фельдман, В.Д., Михеев Д.Ш. Основы инженерной геодезии / В.Д. Фельдман, Д.Ш. Михеев. - М.: Высшая школа, 1988.
3. Лошкарев, Н.А. Геодезия / Н.А. Лошкарев. - Стройиздат, 1986.
4.Клюшин, Е.Б. Инженерная геодезия / Е.Б. Клюшин, М.И. Киселев. - М.: Недра, 1990.
5.СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Минстрой, 1997.
6.СНиП 3.01.03 – 84 Геодезические работы в строительстве.
7. Орлов, А.И. Рабочие тетради по лабораторно-практическим работам / А.И. Орлов. - М.: ИОЦ, 2001.
8. Геодезические работы в строительстве: методическое пособие. - М.: 2003.
9. Инструкционно-технологические карты по геодезической практике. - М., 2003.
10. Обучающая программа – урок «Геодезия» (6 модулей), 2002.
Приложение 1
Ведомость вычисления координат
| Горизонтальные углы | Директ-углы(d) | Румбы (r) | Гориз. расс-ие (dм) | Приращения координат | Координаты | |||||||||||
| Измер-е (Bb) | Испр-е (Bис) | Вычисленные | Исправленные | X | Y | |||||||||||
| Xb | Yb | Xb | Yb | |||||||||||||
| 110°06’ | 110°06’ | + | 0.00 | 0.00 | ||||||||||||
| 16°24’ | СВ:16°24’ | 50.36 | + | 48.31 | + | 14.22 | + | 48.31 | + | 14.22 | ||||||
| 81°01.5’ | 81°01’ | +48.31 | +14.22 | |||||||||||||
| 115°23’ | ЮВ: 64°37’ | 64.12 | - | -0.01 27.48 | + | +0.01 +57.93 | - | 27.49 | + | 57.94 | ||||||
| 93°57.5’ | 93°37’ | +20.82 | +72.16 | |||||||||||||
| 201°26’ | ЮЗ: 21°26’ | 61.79 | - | 57.52 | - | +0.01 22.58 | - | 57.52 | - | 22.57 | ||||||
| 74°56.5’ | 74°56’ | -36.70 | +49.59 | |||||||||||||
| 306°30’ | СЗ: 53°30’ | 61.70 | + | 36.70 | - | +0.01 -49.60 | + | +36.70 | - | 49.59 | ||||||
| 0.00 | 0.00 | |||||||||||||||
Приложение 2
План теодолитного хода
Масштаб 1:500
Приложение 3
Контрольные вопросы к зачету
1. Задачи геодезии в строительно- монтажном производстве.
2. Достижение науки в области прикладной геодезии.
3. Понятие об общей фигуре Земли и ее размерах.
4. Задачи государственной геодезической сети.
5. В чем отличие плана от карты.
6. Значение масштаба для строительных чертежей.
7. Виды условных знаков и их использование для планов и карт.
8. Основные свойства горизонталей, изображающих рельеф местности на чертежах.
9. Формула расчета уклона и его значение для строительства.
10. Способы установки вешек на участке.
11. Приборы для непосредственного измерения линий.
12. Виды поправок в измерениях.
13. Зависимость между румбами и дирекционными углами.
14. Связь между дирекционными и горизонтальными углами.
15. Геометрическая схема и основные части теодолита.
16. Порядок измерения горизонтального угла методом круговых приемов.
17. Понятие о геодезических и географических координатах.
18. Отличие прямой от обратной геодезической задачи.
19. Порядок расчета приращений и координат точек.
20. Способы геометрического нивелирования.
21. Устройство и принцип работы нивелира с цилиндрическим уровнем.
22. Определение отметок точек через превышение и горизонт инструмента
24. Перенос с чертежа на участок точки с проектной отметкой.
Приложение 4
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
"Курганский государственный колледж"
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По дисциплине
"Геодезия"
вариант № _____
Выполнил (а) студент (ка)
______________________
(Ф.И.О.)
______________________
(адрес проживания)
группа: _______________
Дата регистрации _________
Результат проверки ________________
Проверил преподаватель____________
Дата проверки ____________________
Курган, 2016