ФОРМА И РАЗМЕРЫЗЕМЛИ ПО КРАСОВСКОМУ (ГЕОИД, УРОВЕННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ).
В геометрическом отношении Земля представляет сложную форму, её нельзя описать точно по какому-либо математическому закону. Если бы Земля представляла собой однородное тело и подвергалась действию только внутренних сил тяготения, то форма её была бы шар. Но т.к. Земля вращается с постоянной скоростью за счёт центробежных сил её форму можно представить в виде эллипсоида вращения. Но в более точном выражении форма Земли – это не эллипсоид вращения, а геоид.
Поверхности перпендикулярные в каждой точке к направлению отвесной линии называются уровенными. Уровенная поверхность совпадает со средним уровнем воды Мирового океана.
Поверхность воды Мирового океана в спокойном состоянии мысленно продолженная под материки под условием перпендикулярности окрестным линиям называется уровенной поверхностью Земли или геоидом.
Перпендикуляр к поверхности эллипсоида называется нормаль.
<U – уклонение отвесных линий
Ввиду неоднородности масс внутри Земли и неравномерности их распределения, окрестные линии у поверхности геоида и нормалей к эллипсоиду не совпадают.
В первом приближении уровенную поверхность Земли можно заменить сферой определённого радиуса. Исследования показали, что наиболее близкой к геоиду математической поверхностью является эллипсоид вращения. Эллипсоид вращения получается при вращении эллипса PQ1P1Q вокруг своей оси PP1. Определяются размеры эллипсоида:
а – большая полуось;
в – малая полуось;
(а-в)/а – сжатие.
До 1946г. в России пользовались эллипсоидом, размеры которого были получены нем. учёным Бесселем.
В каждой стране принимается свой эллипсоид, размеры которого наиболее полно подходят к территории данного государства, такие эллипсоиды называются референц-эллипсоид.
С 1946г. референц-эллипсоид Красовского.
ТОПОГРАФИЧЕСКИЕ КАРТЫ, ПЛАНЫ. РАЗГРАФКА, НОМЕНКЛАТУРА.
Одной из главных задач топографии является создание топографических карт и планов. Съёмке подлежит местность. Местностью называется участок суши со всеми находящимися на ней элементами. Основные элементы местности: местные предметы и рельеф. На карте изображаются: гидрография, дорожная сеть, растительный покров, населённые пункты, а также важные по своему предметы – памятники, мосты, колодцы и т.д. В зависимости от масштаба на картах показывается ситуация и рельеф с различной подробностью.
При изображении ситуации и рельефа на карте должны выдерживаться основные принципы:
1. точность изображения ситуации и рельефа;
2. полнота;
3. наглядность.(масш-е, внем-е, пояснительные)
Отличие плана от карты заключается в том, что в плане не учитывается кривизна земли.
Для определения географических и прямоугольных координат на картах изображается градусная и километровая сетка. Северная и южная стороны карты разделены на минуты долготы, а восточная и западная – на минуты широты. Образуется минутная рамка. Прямоугольная система представлена внутри карты в виде километровой сетки. Координатные линии географической системы не параллельны и не совпадают с линиями координатной сетки.
Номенклатура
Для удобства пользования топокартами вся территория страны изображается по частям на отдельных листах. Размеры 40x40, 50x50. Принята государственная система расположения и обозначения листов карт. Система обозначения (нумерация) отдельных листов топографических карт различных масштабов называется номенклатурой. Система взаимного расположения карт установлена принятой разграфкой. Разграфка – это деление листа карты одного масштаба на листы карты более крупного масштаба. Основой разграфки и номенклатуры топокарт является международная разграфка листов карты масштаба 1:1 000 000. Суть: разграфка листов карты 1:1 000 000 производится путём условного деления поверхности земного шара параллелями, начиная от экватора к северу и югу через 4º и меридианами через 6º, начиная с меридиана долготой равной 180º. В результате деления поверхности земного шара параллелями получаются пояса. Они обозначаются заглавными буквами латинского алфавита. При делении поверхности земного шара меридианами получают колонны, которые нумеруются арабскими цифрами начиная с меридиана с долготой 180º в направлении с запада на восток с 1 по 60. Т.о. поверхность земли делится на сферические трапеции. Номенклатура этих листов составляется из буквы пояса и номера колонны.
Разграфка листа масштаба 1:500 000 производится путём деления листа карты масштаба 1:1 000 000 на 4 части, листы обозначаются заглавными буквами русского алфавита (N-45-В).
Разграфка листа м-ба 1:300 000 производится делением 1:1 000 000 на 9 частей, листы нумеруются римскими цифрами и цифра записывается перед номенклатурой миллионного листа (ІІ-N-45).
Разграфка листа м-ба 1:200 000 производится делением 1:1 000 000 на 36 частей, листы обозначаются римскими цифрами (N-45-ІV).
М-б 1:100 000 производится делением 1:1 000 000 на 144 части, обозначаются арабскими цифрами (N-45-16).
М-б 1:50 000 – делением 1:100 000 на 4 части, обозначаются заглавн. Буквами русского алфавита (N-45-16-Г).
М-б 1:25 000 – делением 1:50 000 на 4 части, обозначаются строчными буквами русского алфавита (N-45-16-Г-б).
М-б 1:10 000 – делением 1:25 000 на 4 части, обозначаются арабскими цифрами (N-45-16-Г-б-3).
М-б 1:5 000 – делением 1:100 000 на 256 частей, обозначаются арабскими цифрами (N-45-16-(36)).
М-б 1:2:000 - делением 1:5 000 на 9 частей, обозначаются строчными буквами русского алфавита (N-45-16-(36-е)).
Всеперечисленные м-бы являются м-бами карт, кроме этого существует квадратная разграфка для планов крупного м-ба. За основу принимается планшет м-ба 1:5 000 с размером рамок 40x40, обозначается арабской цифрой.
Разграфка листа м-ба 1:2 000 получается путём деления м-ба 1:5 000 на 4 части, обозначается заглавными русскими буквами.
М-б 1:1 000 – делением 1:2 000 на 4 части, обозначаются римскими цифрами.
М-б 1:500 – делением 1:2 000 на 16 частей, обзначаются арабскими цифрами.
3.ДИРЕКЦИОННЫЙ УГОЛ, ИСТИННЫЙ И МАГНИТНЫЙ АЗИМУТЫ. СБЛИЖЕНИЕ МЕРИДИАНОВ И СКЛОНЕНИЕ МАГНИТНОЙ СТРЕЛКИ.
Ориентировать линию местности это значит определить её положение относительно другой линии принятой за исходную путём измерения ориентирного угла. За исходные линии принимаются такие линии, которые можно строго определить в природе или являются: магнитным, истинным (географическим), и осевым меридианами. Ориентирные углы называются азимутами и обозначаются буквой А.
Азимутом наз-ся угол, отсчитанный от северного конца меридиана по ходу часовой стрелки до данного направления. Измеряется от 0º до 360º. Также ориентирными углами могут быть румбы – r.
Румбом наз-ся острый угол, отсчитанный от ближайшего конца меридиана (северного или южного) до данного направления. Румб измеряется от 0º до 90º.
Ориентирование по магнитному меридиану.
Магнитным меридианом наз-ся линия пересечения поверхности эллипсоида плоскостью, проходящей через магнитные полюсы Земли. Магнитный и географический полюсы не совпадают. Осевой меридиан – это средний меридиан 6º-ной зоны.
Т.к. магнитный и истинный меридианы не совпадают, то между ними образуется угол δ – называемый склонением магнитной стрелки. Склонение может быть: восточным δв (+) и западным δз (-).
Для определения положения магнитного меридиана используют специальный прибор называемый буссоль.
Ориентирование по истинному меридиану.
Аи – азимут истинного меридиана; rи – румб истинного меридиана.
Связь между истинным и магнитным меридианами: Аи=Ам+ δв; Аи= Ам- δз.
Азимуты бывают прямыми и обратными. Азимут, определяемый в начале линии наз-ся прямым, а в конце этой же линии – обратным.
В разных точках земной поверхности истинные меридианы не параллельны между собой, поэтому между двумя соседними меридианами будет образовываться угол, который обозначается буквой γ(гамма) и наз-ся сближением меридианов.
Прямой и обратный азимуты одной и той же линии не совпадают, поэтому для ориентирования линий в геодезии используется меридиан, положение
которого постоянно (осевой).
Ориентирование по осевому меридиану.
Азимутом осевого меридиана будет являться α – дирекционный угол. Дирекционным углом наз-ся угол, отсчитанный от северного конца осевого меридиана по ходу часовой стрелки до данного направления.
Румбом наз-ся острый угол, отсчитанный от ближайшего конца осевого меридиана до данного направления.
α1-2 – дирекционный угол прямого направления (прямой дирекционный угол)
α2-1 – обратный дирекционный угол
(дирекционный угол обратного направления).
α1-2= α2-1±180º
Истинный и осевой меридианы не совпадают на известный угол γ. Сближение может быть западным и восточным.
Связь истинного азимута и дирекционного угла: α=Аи-γв; α= Аи+γз
α=Аи±γ
Значение дирекционного угла и румба зависит от четверти расположения:
І четверть αІ=rІ;
ІІ четверть αІІ= 180˚ - rІІ;
ІІІ четверть αІІІ= 180˚ + rІІІ;
ІV четверть α ІV=360˚ - rІV
Связь между дирекционным углом и магнитным азимутом:
α=Аи+γ Аи= Ам+δ α= Ам+δ+γ
АБСОЛЮТНЫЕ И ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ВЫСОТЫ. ГОРИЗОНТАЛИ, ВЫСОТА СЕЧЕНИЯ, ЗАЛОЖЕНИЕ, УКЛОН.
Высотой точки называется расстояние по отвесной линии между уровенной поверхностью этой точки и уровенной поверхностью принятой за начало счёта высот. Численное значение высоты наз-ся отметкой.
Высоты бывают: абсолютные, условные и относительные.
Абсолютной высотой наз-ся расстояние по отвесной линии от поверхности уровня Мирового океана (поверхность геоида) до точки земной поверхности. В нашей стране принята Балтийская система высот.
Относительная высота – это разность одной высоты точки и другой. Относительная высота наз-ся превышением. Превышение показывает насколько высота одной точки больше или меньше другой (h).
Условные высоты. В случае, когда нет возможн6ости измерить высоты в государственной системе (Балтийской), измерения выполняются в условной системе, местной. Берут любую точку закреплённую на местности или здании и присваивают ей отметку любого значения.
К изображению рельефа на картах предъявляется ряд требований:
1. возможность быстро определять абсолютные высоты точек местности;
2. возможность определять направление скатов и их крутизну;
3. карта должна давать хорошее пространственное представление об изображённом на ней рельефе.
Эти требования лучше всего удовлетворяет способ горизонталей в сочетании с отметками характерных точек рельефа.
Физическую поверхность земли пересечём уровенными поверхностями через равные расстояния по высоте. В результате этого на уровенной поверхности образуется след представляющий собой замкнутую кривую обладающую определённым свойством: все точки этой кривой имеют одинаковую высоту над уровнем моря. Затем кривые проектируются на плоскость. Кривая, все точки которой имеют одинаковую высоту наз-ся горизонталью.
Расстояние между соседними секущими уровенными поверхностями или расстояние между горизонталями по высоте обозначается буквой h и наз-ся высотой сечения рельефа.
Кратчайшее расстояние между горизонталями в плане обозначается буквой d – заложение.
Св-ва горизонталей – замкнутые, не пересекаются, одноименные идут рядом, с уменьшением крутизны склона расстояние между ними увеличивается. Делаются Берг-штрихи, каждая пятая утолщается и подписывается таким образом, чтоб верх цифр был в сторону повышения отмеок.
Крутизна ската определяется уклоном (i), который будет равен тангенсу угла наклона. i = tgυ = h/d
Измеряется уклон: - в величине tg;
- в процентах;
- в промилях.
-