Землеустроительный факультет
Кафедра «Геодезии и дистанционного зондирования»
Направления подготовки 21.03.03
Реферат
Тема «Единицы измерения в геодезии. Эталон и его роль»
Выполнила: студентка 102 гр.
Соловьева Е.Д.
Проверил: доцент ксх-н
Гарагуль А.С.
Омск 2018
Краткий исторический обзор развития геодезии
Геодезия - одна из самых древних наук. Слово «геодезия» происходит от двух слов: «земля» и «доля», как и сама наука, является результатом практической деятельности человека в установлении границ земельных участков, строительстве ирригационных каналов и осушении земли.
Геодезия - наблюдение за измерением земной поверхности, проводимое для определения формы и размера Земли, изображений земной поверхности в виде планов, карт и записей; для строительства и безопасной эксплуатации различных гражданских и военных объектов.
В процессе его развития геодезия была разделена на несколько независимых дисциплин: пространство, топография, картография, аэрофотосъемка, фотограмметрия, геодезия и техника. Инженерная или прикладная геодезия изучает геодезические работы по разведке, проектированию, строительству и эксплуатации различных сооружений, устранению проекта в природе.
Единицы измерения, используемые в геодезии.
Используется для измерения для измерения длины линий, площадей, объемов, углов и временных интервалов. В качестве вспомогательных мер: вес, давление, температура и другие.
В 1924 году Россия приняла базовую единицу международной измерительной системы, которая служит Международному измерителю и Международному килограмму. Углы измеряются в градусах, гранах или радианах. Один градус - 1/90 прямого угла; он также пропорционален 1/360-му кругу. Градус делится на 60 минут, минута на 60 секунд. Один град состовляет - 1/100 прямого угла и делится на 100 %, или градусов Цельсия, которая, в свою очередь, делится на 100 секунд. Угол в этой системе, также называемый десятичной или децимальным, указывает: 46g67s89ss или 46g, 6789. Связь между десятичной и степенной системами: 1 g = 0,9 ° = 54 ', 1 s = 0,54' = 32,4 дюйма, I ss = 0,324 ".
Radian Основная единица измерения плоских углов в математике. Значение кривизны, равное углу между двумя радиусами окружности, с длинной дугой между ними равно радиусу. Таким образом, полный угол равен 2π радиан. Поскольку размер угла, выраженного в радианах, равен отношению длины дуги окружности к длине его радиуса, Радиан - безразмерная величина. Таким образом, этот радиан (RAD) часто опускается.
Эта система является международной и внедрена Россией в 1963 году. Ее связь с системой степени заключается в следующем: 1 рад = 57,3 ° = 3438 '= 206265 «При указанном угле, выраженном в объеме радиана, его необходимо делить в радианах, т. Е. Arad = a ° / 57,3 °. Измеряется длина линий в рельефе в метрах и километрах, а также в чертежах в сантиметрах и миллиметрах.
Площадь измеряется в квадратных метрах (квадратные метры или м2), а также в гектарах (га), при этом 1 га составляет 10 000 м2 и 1 км2 = 100 гектаров.
При геодезических измерениях вы должны иметь в виду, что цифровую запись измерений можно оценить по ее точности, например, 109,0 109 и различным точкам геодезического производства. Первое число учитывает одну десятую метра, в да. Второе число определяет длина линии до одного метра, возможно, что длина этой линии содержит десятые доли метра, и нет необходимости их учитывать. Если округление чисел, полученных во время измерений или расчетов, необходимо, правило применяется. Число округленных число не изменяется, если оно равно 4 или меньше, эта цифра увеличилась до единицы, если отбрасываемая цифра равна 5 или выше, а в литой части после 5, а номер, который должен быть сброшен, не должен быть 0. Таким образом, число 12.6543 после округления я был до двух знаков после запятой, должен быть равен 12,65; и число 12,6501 после округления до одного десятичного знака становится равным 12. 7. Если отброшенный номер содержит 5 с нулевым или без него, последняя цифра округленного числа увеличивается, если она нечетная, и остается неизменной, если она четная. Например, на 12 750 12 650 и после округления до одного десятичного знака это выглядит так: первые 12. 8; второй 12. 6.
Положение точки на земной поверхности для определения координат в соответствующей системе координат. Значение координат, определяющих положение точки на плоскости или в пространстве относительно направлений и плоскостей, взятых как начальное в данной системе координат.
В инженерной геодезии работают преимущественно на небольших участках земли, что позволяет не учитывать сферическую поверхность Земли и позволяет использовать систему плоских прямоугольных координат для определения положения точки (рис.1). 
Рис.1
Система состоит из двух взаимно перпендикулярных линий (осей), лежащих в горизонтальной плоскости. В геодезии предполагается, что координатная плоскость совпадает с плоскостью горизонта в данной точке O, являющейся началом этих координат; Ось x всегда северная и вдоль оси y к востоку. Северное направление оси х считается положительным (+) южным отрицательным (-); направление оси Y положительно на восток, а отрицательное - на запад. Например, положение точки A определяется в координатах + xa + ya. 
Рис.2
Также в инженерной геодезии используется полярная система координат. В полярной системе координат (рис. 2) расположение любой точки на плоскости, определяемой радиусом вектора R, создает точку o, называется углом полюса, измеренным по часовой стрелке от линии Ox (полярная ось) до радиус-вектора. Положение полярной оси в плоскости может быть выбрано произвольно; иногда он сочетается с направлением меридиана, проходящего через полюс О.
Чтобы полностью охарактеризовать положение на земной поверхности, необходимо знать и третью размерную высоту. На строительной площадке обычно высота - это расстояние между точками объекта по вертикали. В геодезии эта концепция расширяется. В геодезии высоты (рис. 3) имеются абсолютные, условные и относительные.
Абсолютная высота точки на земной поверхности (или HB) - это расстояние от точки до прямой линии поверхности государственной геодезической сети, начальная (ноль) (рис. 3). В нашей стране исходная (нулевая) поверхность получается, как результат, на поверхности Балтийского моря, т. Е. На балтийской системе высот.
Условная высота точки на земной поверхности - это расстояние от точки до прямой в произвольной горизонтальной плоскости.
Относительная высота или превышение (h), точка называется ее высотой больше, чем другая точка на поверхности земли; это отмечено через h. Например, превышение точки B над точкой A будет h = HB-HA. Численное значение высоты точки называется ее ометкой. 
Рис.3
Под измерениями понимается процесс сравнения величины с другой однородной величиной, взятой за единицу. При всем разнообразии наземных измерений все они в основном сводятся к трем типам:
Высотная - (выравнивание) определяется разницей между высотами отдельных точек;
Линейная - определяет расстояния между данными точками;
Угловая - определяет значения горизонтального и вертикального углов между направлением данной точки.
Измерение называется прямым, если они выполняются с помощью приборов, которые позволяют прямо сравнивать измеренное значение и значением, заданное на единицу, а также косвенные, когда желаемое значение получается путем расчетов на основе результатов прямых измерений. Поэтому угол треугольника может быть непосредственно измерен с помощью гониометра (прямого измерения) или рассчитан путем измерения трех сторон треугольника (косвенного измерения).
Эталон и его роль
Эталон - это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы измерения, чтобы передать ее размер другим измерительным приборам. Из эталона единица измерения передается на эталон разряда, а от них - к рабочим измерительным приборам. Модели классифицируются как первичные, вторичные и рабочие.
Первичный эталон - это эталон, который воспроизводит единицу физического количества с максимальной точностью в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Основное руководство может быть национальным (государственным) и международным.
Национальный стандарт утверждается в качестве источника измерения для страны национальным органом метрологии. В России национальная (государственная) модель утверждается государственным эталоном Российской Федерации. Международные модели поддерживаются и поддерживаются Международным бюро мер и весов (BIPM). Важнейшей задачей деятельности БИПМ является систематическое международное сопоставление национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, а также между собой, что необходимо для обеспечения точности и единообразия измерений как одного из условий для международные экономические отношения. Ориентировочные значения основных значений системы СИ и производных подлежат сопоставлению. Определены определенные периоды сопоставления. Например, эталоны метра и килограмма сравниваются каждые 25 лет, а электрические и световые эталоны - каждые 3 года. Вторичные и рабочие (цифровые) эталоны подчиняются первому эталону. Размер единицы, воспроизводимой по второму эталону, сравнивается с целевой аудиторией. Вторичные эталоны (иногда называемые «эталонными эталонами») могут быть одобрены либо государственным эталоном Российской Федерации, государственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования. Рабочие эталоны воспринимают размер единицы из вторичных эталонов и, в свою очередь, служат для переноса размера на менее точный рабочий эталон (или нижний эталонный эталон) и рабочие измерительные инструменты.
Первыми официально утвержденными эталонами были прототипы метра и килограмма, сделанные во Франции, которые в 1799 году были депонированы в Национальном архиве Франции, поэтому их называли «Archiv meter» и «килограммом архива». С 1872 года килограммы стали определяться как отношение массы «килограмма Архив». Каждая контрольная точка основной или производной единицы Международной системы СИ имеет свою интересную историю и связана с тонкими экспериментами и исследованиями.
Например, в 1791 году Национальным собранием Франции эталонный метр, равный одной десятимиллионной части четверти дуги парижского меридиана, в 1837 году должен был быть пересмотрен. Французские ученые установили, что четверть меридиана содержит не 10 миллионов, а 10 миллионов 856 метров. Кроме того, известно, что существуют, хотя и незначительные, но постоянные изменения формы и размера Земли. В связи с этим, ученый Петербургской академии наук в 1872 году, он предложил создать международную комиссию для принятия решения о возможности внесения изменений в эталонные счетчики. Комиссия решила не создавать новый эталон, а принимать в качестве точки единицы измерения длину «Archiv meter», хранящегося во Франции. В 1875 году была принята Международная метрическая конвенция, подписанная Россией. В этом году метрологи считают второе рождение метра в качестве основы международной единицы длины.
Уже в двадцатом веке (1967) были опубликованы исследования более точного измерения парижского меридиана, которые показали, что четверть меридиана составляет 10 миллионов 1954,4 метра. Таким образом, «Счетчик архива» всего на 0,2 мм меньше меридионального счетчика.
В 1889 году из платино-иридиевого сплава были изготовлены 31 экземпляр эталонного метра. оказалось, что эталонного не было. 6, а температура 0 ° С соответствует длине «Архив счетчика», и эта копия сертификата с решениями Генеральной конференции по весам и мерам была утверждена в качестве международного эталонного счетчика, который только в Севре " Франция". Остальные 30 моделей были переведены в различные состояния. Россия получила № 28 и № 11, а в качестве государства она была принята, а также контрольный показатель № 28. Точность эталонного метра платины иридия составляла +1, 110-7 м в начале столетие, было оценено как несоответствующее, а в 1960 году Генеральная конференция по весам и мерам создала еще один метр в длинах волн света, основанный на длине волны спектральных линий излучения атомов. в графе был эталонным измерителем Криптона. ошибка эталона криптона меньше, чем эталон платины иридия, и равна 510-9. Правда, в космическом веке эта точность была недостаточной, а последние достижения науки позволили в 1983 году на XVII-м общем Конференции весов и мер, принять новое определение счетчика в качестве длины пути в приемлемой части света 1.299792458, а второе - в вакууме. Следует отметить, что на этой конференции было объявлено, что точно определяет скорость современной науки о свете.
Не менее интересна история эталонной единицы массы «килограмма архива», которая была принята контрольной массой Далинина в 1872 году и платиновым цилиндрическим весом, высотой и диаметром 39 мм. прототипы «вторичных эталонов» для практического использования были изготовлены из платино-иридиевого сплава. прототип международного килограмма был принят весом платиноиридия, точность, до соответствующей массы «килограммового архива». По решению Генеральной конференции по весам и мерам России 42 прототипа килограммов были переведены № 12 и № 26 и № 12, утвержденные в качестве общественного эталона массы. Прототип № 26 использовался в качестве вторичного эталона.
Национальный (государственный) уровень массы хранится в НПО «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» (ул.Петербург) на кварцевой трубке под двумя стеклянными колпачками в стальном сейфе, температура воздуха поддерживается в пределах 20-3 ° C, относительная влажность не более 65%. Раз в 10 лет с ним существуют два вторичных эталона. При сравнении с международным эталоном наш национальный эталон массы имеет значение 1.0000000877 кг. Чтобы передать размер единицы массы из прототипа № 12 во вторичные эталоны, специальные шкалы № 1 и № 2 с дистанционным управлением на 1 кг; Шкала № 1 была изготовлена Рупрехтом № 2 - НПО ВНИИМ им Д.И. Менделеевым. Ошибка при воспроизведении килограмма составляет 210-9.
За 100 лет существования описанного прототипа килограмма, конечно, были попытки создать более современный эталон, основанный на фундаментальных физических константах масс различных атомных частиц (протонов, электронов и т. Д.). Тем не менее, нынешний уровень научно-технического прогресса еще не смог воспроизвести этот новый метод для массы килограмма с меньшей погрешностью, чем существующая. Отклонение массы эталонов, установленных на международном уровне сравнения, демонстрирует достаточную степень стабильности.
