Измерение длин линий геодезия кратко

Определение прямоугольных координат точек

На топографических планах наносится координатная сетка, образующая квадраты со сторонами 10 см. Вертикальные линии сетки параллельны оси абсцисс, а горизонтальные — оси ординат. Координаты вершин квадратов координатной сетки подписываются.
Для быстрого нахождения какой-нибудь точки на топографическом плане указывают нижний левый угол соответствующего квадрата сетки координат.

Пример: запись 79,2 означает, что абсцисса линии сетки Х = 79,2 км, т.е. отстоит по оси Х от начала координат на 79200 м. Запись 66,2 означает, что ордината линии сетки Y = 66,2 км, т.е. отстоит по оси У от начала координат на 66200 м.

Для быстрого нахождения какой-нибудь точки на топогра-фическом плане указывают нижний левый угол соответствующего квадрата сетки координат.

Пример: пользуясь координатной сеткой, циркулем и поперечным масштабом, по топографическому плану можно определить прямоугольные координаты точки А (рис. 4), находящейся в квадрате 79,2 – 66,2. Необходимо помнить, что абсциссы возрастают к северу, а ординаты — к востоку.

Сначала записывают в метрах абсциссу Х(южной линии сетки) нижней (южной) линии квадрата, в котором находятся точка А, т.е. Х(южной линии сетки) =79200,0 м. Циркулем и поперечным масштабом определяют расстояние Δх = Y(а)-Y(А) также в метрах с точностью масштаба. Полученную величину Δх=64,8 м прибавляют к абсциссе нижней (южной) линии квадрата Х(южной линии сетки) =79200,0 м и находят абсциссу точки А: Х(А) = 79200,0 + 64,8 = 79264,8 м.

Рис.4

Линейный масштаб

Основанием линейного масштаба называется отрезок АВ линейного масштаба (основная доля масштаба), равный обычно 2 см. Он переводится в соответствующую длину на местности и подписывается. Крайнее левое основание масштаба делят на 10 равных частей.

Наименьшее деление основания линейного масштаба равно 1/10 основания масштаба.

Пример: для линейного масштаба (использующегося при работе на топоплане масштаба 1:2000), показанного на рисунке 1, основание масштаба АВ равно 2 см (т.е. 40 метрам на местности), а наименьшее деление основания равно 2 мм, что в масштабе 1:2000 соответствует 4 м на местности.

Отрезок cd (рис. 1), взятый с топографического плана масштаба 1:2000, состоит из двух оснований масштаба и двух наименьших делений основания, что, в итоге, соответствует на местности 2х40м+2х2м = 88 м.

Более точное графическое определение и построение длин линий можно сделать с помощью другого графика — поперечного масштаба (рис. 2).

Расчет горизонтального положения измеренной линии местности

Первый способ основан на использовании тригонометрии. Для этого необходимы данные о вертикальном угле между измеряемой линией и горизонтом, а также о горизонтальном расстоянии до этой линии. Используя формулу tg(angle) = opposite/adjacent, можно рассчитать горизонтальное положение исходя из известных данных.

Второй способ связан с использованием инструментов и технологий. Современные GPS-устройства и приложения позволяют определить горизонтальное положение с высокой точностью. Для этого необходимо снять координаты измеряемой линии, а затем воспользоваться специальным программным обеспечением для расчета горизонтального положения.

Важно учитывать, что точность расчетов может быть различной в зависимости от выбранного метода и доступных данных. Необходимо также учитывать возможное влияние факторов, таких как топография местности, погодные условия и другие

Важно проводить дополнительные проверки и контролировать точность полученных результатов.

В заключение, определение горизонтального положения измеренной линии местности является важным этапом при работе с географическими данными. Расчет может осуществляться с помощью тригонометрии или специальных инструментов и технологий. Точность расчетов и результатов зависит от выбранного метода и доступных данных.

Оптический дальномер

Применению оптического способа определения расстояний между прибором и точками измерений способствовали конструктивные особенности оптических теодолитов и тахеометров. Известный всем геодезистам и маркшейдерам способ определения расстояния нитяным дальномером с постоянным параллактическим углом основан на тригонометрической зависимости:

где b – измеряемый переменный базис (длина);

φ — постоянный параллактический угол;

L – измеряемая длина.

Технически механизм этого метода выглядит в снятии отсчетов по дальномерным нитям сетки нитей, наблюдаемым в поле зрения зрительной трубы, с соответствующей шкалы на поверхности нивелирных реек. Относительная ошибка измерений линий таким способом составляет в районе одной четырехсотой (1/400) длины. Его используют при выполнении, как одиночных определений расстояния, так и при популярной тахеометрической съемке.

Определение горизонтального проложения линий местности

Существует несколько методов и инструментов, которые используются для определения горизонтального проложения линий местности:

1. Использование нивелирного инструмента. Нивелирный инструмент позволяет измерять высоту точек на местности относительно одной горизонтальной опорной плоскости. С помощью нивелирного инструмента можно определить вертикальное расстояние между двумя точками и, зная расстояние по горизонтали между этими точками, рассчитать горизонтальное проложение линии местности.

2. Использование геодезических сетей. Геодезическая сеть представляет собой систему хорошо определенных геодезических пунктов, которые были измерены и описаны с высокой точностью. С помощью геодезической сети можно определить координаты точек на местности и рассчитать горизонтальное проложение линий местности.

3. Использование спутниковой навигации. Спутниковая навигация, такая как GPS, предоставляет возможность определения координат точек на местности с помощью сигналов спутников. С помощью спутниковой навигации можно определить горизонтальное проложение линий местности с высокой точностью.

Все эти методы и инструменты позволяют определить горизонтальное проложение линий местности с разной точностью в зависимости от условий и требований конкретной задачи.

Определение и сущность понятия

Определить горизонтальное проложение линии местности можно с использованием различных инструментов и методов. Одним из популярных способов является использование нивелирования, когда измеряется разностный уровень точек на местности относительно исходного уровня. Также можно использовать спутниковую геодезическую систему (ГНСС), такую как GPS, для определения географических координат точки и ее высоты над уровнем моря.

Горизонтальное проложение линии местности является важным показателем при проектировании и строительстве, особенно в инженерной и геодезической отраслях. Точное определение горизонтального положения дает информацию о топографическом рельефе местности и позволяет принимать решения по размещению объектов и созданию оптимальных условий.

Электронные тахеометры, свето-дальномеры и лазерные рулетки

В основе измерения расстояний профессиональными лазерными рулетками, свето-дальномерами, которые применяются и в современных конструкциях электронных тахеометров, заложены три принципа:

импульсный;
фазовый;
комбинированный (импульсно-фазовый).

Импульсный метод состоит в определении измеряемой длины через нахождение времени прохождения сигналов инфракрасного лазерного излучения от источника импульса до объекта и обратно. В фазовом методе длины сторон измеряются через определение разности фаз переданного и получаемого сигналов. Оба этих принципа дают достаточно высокую точность на разных расстояниях от приборов.

В современных тахеометрах используется также комбинированный метод, заключающийся в фазовом способе определения временного промежутка при импульсном излучении сигнала. Нахождения расстояний с их помощью может осуществляться в трех режимах:

безотражательном;
на светоотражательную пленку;
на стандартные призмы.

Для безотражательного способа нахождения длин (горизонтальных проложений) и с применением светоотражательных пленок для расстояний от 0,3 м до 500 м электронные тахеометры дают паспортную точность ± 2-3 мм. При наведении на отражательные конструкции призм на расстояния до пяти километров точность определения увеличивается дополнительно до 2ppm на каждый дополнительный километр измерений.

Лазерные рулетки с такой высокой точностью позволяют очень разнообразно использовать их в строительных и отделочных работах, с учетом наличия в них дополнительных опций по определению площадей, объемов и других.

Теодолит и нивелир

Теодолит используется для топографических съемок, строительства дорог, мостов и других инженерных сооружений. С его помощью можно определять геодезические координаты точек, строить трассы и проводить абсолютные и относительные измерения.

Нивелир – это инструмент, который применяется для измерения разности высот между двумя или несколькими точками. Он состоит из компенсатора, пузырькового уровня, телескопа и штатива. Нивелир позволяет измерить вертикальные углы и определить разности по высоте с помощью отраженного луча света.

Нивелир применяется в строительстве для установки точек отсчета, контроля высотных отметок и создания геодезической сети. Точность измерений нивелира зависит от качества оптической системы и стабильности штатива.

Таким образом, теодолит и нивелир являются неотъемлемыми инструментами для измерения и определения горизонтального и вертикального положения линий местности. Они обеспечивают точность и надежность в выполнении геодезических работ и строительства различных сооружений.

Горизонтальное Проложенне своими словами для детей

Горизонтальное проложение — это способ измерения длины линии на плоскости. Допустим, у нас есть линия на земле, например, тропинка в лесу. Мы хотим узнать, насколько длинная эта тропинка.

Для этого мы можем использовать горизонтальное проложение. Мы берем специальную ленту или измерительную линейку и начинаем измерять длину тропинки. Но есть одно условие: мы измеряем только горизонтальную часть тропинки, то есть не учитываем возвышения и спуски.

Представьте, что вы ходите по тропинке с лентой. Вы протягиваете ленту от начала тропинки до конца, следуя горизонтальной поверхности земли. Во время измерения вы не поднимаете и не опускаете ленту, чтобы учесть только горизонтальную часть тропинки.

После того, как вы измерили всю тропинку, вы можете посчитать длину горизонтального проложения. Это будет длина линии, которую вы измерили с помощью ленты или линейки.

Горизонтальное проложение важно в геодезии и строительстве. Например, при строительстве дороги или железной дороги необходимо знать точную длину трассы, чтобы правильно спланировать строительные работы

Таким образом, горизонтальное проложение — это способ измерения длины линии на горизонтальной плоскости, не учитывая возвышения и спуски

Это очень важно для строительства и геодезии

Способы и приборы в геодезических измерениях расстояний

Все линейные измерения в геодезии исполняют двумя способами:

прямым методом, заключающимся в непосредственном определении (снятии отсчетов) измеряемого размера или расстояния;
косвенным методом, представляющим нахождение измеряемой величины через функциональные зависимости по формулам.

Небольшие расстояния измеряют металлическими рулетками и лентами разной длины, лазерными и оптическими дальномерами.

Расстояния значительной длины измеряют с использованием современных приборов таких, как радиодальномеры, электронные тахеометры, лазерные свето-дальномеры, способные измерять километровые расстояния.

Мерные ленты и рулетки

Для выполнения линейных измерений, так же как и для угловых, нормативными документами для различного вида съемок или работ предусматриваются определенные требования. Этими требованиями всегда являются измеряемая точность приборов и относительные погрешности измерений. В зависимости от них и выбираются инструменты по измерению длин линий.

Мерные ленты и рулетки применяются при непосредственном измерении расстояний. Рулетки бывают разной длины (3, 5, 10, 30, 50 метров) и изготовлены из разных материалов:

тесьмяные;
углеродистой стали;
нержавеющей стали;
фиберглассовые;
стальные с нейлоновым покрытием.

Тесьмяные рулетки используют для мало точных измерений для замеров объемов выполненных работ рулеточными замерами подземных коммуникаций, проведения открытых и подземных горных выработок, их сечений. Такая рулетка состоит из измерительной тканевой ленты с пропиткой и вплетенными в нее металлическими нитями. Она изготавливается в пластмассовом корпусе с намотанной на ось лентой.

Рулетки металлические, с нержавеющей стали или стальными каркасами с полимерным покрытием применяют при непосредственных измерениях расстояний. Они при профессиональном использовании должны быть прокомпарированны, то есть сравнимы с официальным эталоном определенной длины компаратором. После прохождения этой поверки по каждой рулетке составляется паспорт, в котором указываются истинные значения отрезков и длины рулетки, а так же поправок, подлежащих обязательному введению в результаты измерений длин. Согласно, государственных стандартов отклонение при взятии отсчетов в стальных рулетках должно быть не более 2 мм и точность в измерениях ими имеет относительную погрешность в пределах от одной двухтысячной (1/2000) до одной десяти тысячной (1/10000) от соответствующих значений длины. В комплекте с рулетками при измерительном процессе используют специальные приборы — пружинные динамометры. Они позволяют каждый раз производить снятие отсчетов по шкале рулетки при одинаковом ее натяжении, равном усилию порядка десяти килограмм.

Мерные ленты в настоящее время на практике используются, наверное, очень редко. Они бывают со шкалами на концах ленты и без них, и имеют маркировку ЛШЗ (лента шкаловая землемерная), и ЛЗ (лента земельная). В их комплект входят:

собственно сама лента, намотанная на стальное кольцо и с ручками по краям, длина лент бывает различная, 20, 24 и 50 метров;
и наборы по шесть или одиннадцать штук шпилек, представляющие собой металлические стержни (длиной 300-400 мм, диаметром 5-6 мм) с загнутым с одной стороны кольцом диаметром 70-80 мм.

Поперечный масштаб

Основание AB нормального поперечного масштаба равно, как и в линейном масштабе, также 2 см. Наименьшее деление основания равно CD =1/10 АВ= 2мм. Наименьшее деление поперечного масштаба равно cd = 1/10 CD =1/100 АВ = 0,2мм (что следует из подобия треугольника BCD и треугольника Bcd).

Таким образом, для численного масштаба 1:2000 основание поперечного масштаба будет соответствовать 40 м, наименьшее деление основания (1/10 основания) равно 4 м, а наименьшее деление масштаба 1/100 АВ равно 0,4 м.

Пример: отрезок ав (рис. 2), взятый с плана масштаба 1:2000, соответствует на местности 137,6 м (3 основания поперечного масштаба (3х40=120 м), 4 наименьших деления основания (4х4=16 м) и 4 наименьших деления масштаба (0.4х4=1.6 м), т.е. 120+16+1.6=137.6 м) .

Остановимся на одной из важнейших характеристик понятия «масштаб».

Точностью масштаба называется горизонтальный отрезок на местности, который соответствует величине 0,1 мм на плане данного масштаба. Эта характеристика зависит от разрешающей способности невооруженного человеческого глаза, которая (разрешающая способность) позволяет рассмотреть минимальное расстояние на топографическом плане в 0.1мм. На местности эта величина будет уже равна 0.1 мм х М, где М – знаменатель масштаба.

Рис.2

Поперечный масштаб, в частности, позволяет измерить длину линии на плане (карте) масштаба 1:2000 именно с точностью данного масштаба.

Пример: в 1 мм плана 1:2000 содержится 2000 мм местности, а в 0,1мм, соответственно, 0,1 x М (мм) = 0.1 х 2000 мм = 200 мм = 20 см, т.е. 0,2 м.

Поэтому при измерении (построении) на плане длины линии ее значение следует округлить с точностью масштаба. Пример: при измерении (построении) линии длиной 58,37 м (рис. 3), ее значение в масштабе 1:2000 (с точностью масштаба 0,2 м) округляется до 58,4 м, а в масштабе 1:500 (точность масштаба 0,05 м) – длина линии округляется уже до 58,35 м.

Численным масштабом

Численный масштаб – величина неименованная. Он записывается так: 1:1000, 1:2000, 1: 5000 и т.д., причём в такой записи 1000, 2000 и 5000 называется знаменателем масштаба М.

Численный масштаб говорит о том, что в одной единице длины линии на плане (карте ) содержится точно столько же единиц длины на местности. Так, например, в одной единице длины линии на плане 1:5000 содержится точно 5000 таких же единиц длины на местности, а именно: один сантиметр длины линии на плане 1:5000 соответствует 5000 сантиметрам на местности (т.е. 50 метрам на местности); в одном миллиметре длины линии на плане 1:5000 содержится 5000 миллиметров на местности (т.е. в одном миллиметре длины линии на плане 1:5000 содержится 500 сантиметров или 5 метров на местности) и т.д.

При работе с планом в ряде случаев пользуются линейным масштабом.

Горизонтальное проложение линии местности и его значение

Значение горизонтального проложения линии местности заключается в том, что оно позволяет определить характер и структуру рельефа. Изучение и анализ горизонтального проложения линии местности позволяет понять, каким образом формировался данный участок местности.

Определение горизонтального проложения линии местности может быть осуществлено с использованием различных методов и инструментов. Одним из самых распространенных методов является использование нивелирных приборов и способов. Нивелирные приборы позволяют измерить отклонение от горизонтали и определить высоту точки относительно выбранного уровня.

Горизонтальное проложение линии местности имеет важное практическое значение для различных областей деятельности. Например, в строительстве и проектировании горизонтальное проложение линии местности позволяет определить оптимальную локацию зданий и сооружений

В геологии и географии это позволяет изучать структуру земной коры и формирование рельефа. В сельском хозяйстве горизонтальное проложение линии местности используется для определения наиболее подходящих мест для размещения полей и пастбищ.

Таким образом, горизонтальное проложение линии местности играет важную роль в изучении рельефа и определении мест для различных целей. Оно позволяет анализировать и понимать особенности местности, что является необходимым для принятия решений и планирования деятельности в различных областях.

Лекция № 5

Условные знаки топографических карт и планов. Изображение рельефа на картах и планах. Углы наклона и уклоны местности

5.1. Условные знаки топографических карт и планов

Условные знаки для топографических карт и планов приведены в таблицах . Такие условные знаки соответствуют их вычерчиванию вручную на составительских оригиналах карт и планов. В настоящее время ведется работа по адаптации условных знаков их компьютерному исполнению.

Основные виды условных топографических знаков. Изображаемые объекты характеризуются формой, размерами, постоянными и переменными свойствами (характеристиками).

При этом форма, размеры и постоянные свойства объекта отображаются на карте (плане) условными знаками, а характеристики (переменные свойства, семантика) отображаются пояснительными надписями.

Графическая точность (разрешение) карт и планов составляет 0,1 мм, при этом для уверенного распознавания условных знаков требуется, чтобы наиболее мелкие условные фигуры имели размеры не менее 1–2 мм, иногда 0,5 мм.

Площадными (масштабными) условными знаками изображаются объекты, которые на карте (плане) данного масштаба показываются в уменьшенном, подобном виде, а их размеры и площадь можно определить по чертежу. Четкие контуры сооружений изображаются сплошными линиями. Нечеткие контуры земельных угодий (леса, пашни, болота и др.) наносятся пунктиром.

Внемасштабные условные знаки представляют собой преувеличенные изображения компактных объектов, если в масштабе топографического чертежа они принимают размеры, меньшие 1–1,5 мм.

Например, ливневой колодец диаметром 1 м на карте масштаба 1 : 5000 (в 1 см 50 м) невозможно показать кружком диаметром 0,2 мм.

Здесь согласно таблицам применяется условный знак № 177 – кружок диаметром 1,5 мм.
Положение на карте внемасштабного условного знака определяется положением на местности главной точки отображаемого объекта:
а) центром симметрии объекта правильной геометрической формы (геодезический пункт, колодец, водонапорная башня, опора линии электропередачи, строение и др.);
б) серединой основания знаков перспективного изображения высоких объектов (в виде как бы наклоненных дымовых труб, памятников и др.);
в) вершиной прямого угла в основании знака отдельного дерева, ветродвигателя и др.;

г) центром нижней фигуры знака, составленного из нескольких фигур (заводское здание с надстройкой и трубой над ними, производственное здание с антенной башней над ним и др.).

Линейными условными знаками изображаются объекты линейного вида (реки, дороги, ограды, контуры зданий и сооружений, границы угодий и др.). Положение на карте оси линейного знака должно отвечать положению на местности геометрической оси линейного объекта. При этом по ширине линейные условные знаки могут быть масштабными и внемасштабными.

Например, в масштабе 1 : 10 000 внемасштабным условным знаком (одной линией) изображаются каналы шириной до 5 м, но при ширине свыше 5 м (0,5 мм на бумаге) они изображается масштабным знаком – двумя линиями кромки противоположных откосов.

Пояснительные условные знаки представляют собой:
а) собственные названия населенных пунктов, рек, озер; б) сокращенные надписи, характеризующие хозяйственные объекты местности
(материал покрытия дорог, вид производства, сельскохозяйственных угодий и др.), перечень которых приведен в таблицах условных знаков;
в) знаки графические с текстовыми и числовыми характеристиками соответствующих объектов (длина, ширина, грузоподъемность мостов, число колей железной дороги, порода лесонасаждения и средняя высота деревьев, среднее расстояние

между ними на момент создания карты, ширина и глубина рек, направление и скорость течения реки, место брода и его глубина и др.).

В традиционной картографии принято деление всех объектов местности на 8 больших разновидностей по элементам содержания:
1.математическая основа,
2.рельеф,
3.гидрография,
4.населенные пункты,
5.предприятия,
6.дорожная сеть,
7.растительность и грунты,

8.границы и подписи.

Таблицы условных знаков для карт разных масштабов составляются в соответствии с этим делением объектов; они утверждаются государственными органами и издаются в форме обязательных для исполнения документов. В настоящее время разрабатываются условные знаки, адаптированные к применению компьютерных технологий составления карт и планов на бумажных носителях.

Примеры традиционных условных знаков для крупномасштабных планов мас-

штабов 1 : 500, 1 : 1000 и 1 : 2000 приведены на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Примеры условных знаков для крупномасштабных топографических карт и планов

Выбор инструментов для измерений

При измерении длины горизонтального проложения линии местности требуется использовать подходящие инструменты, которые обеспечат точность и удобство выполнения измерений. Вот некоторые из инструментов, которые можно использовать для определения длины горизонтального проложения:

Измерительная лента: Обычно измерительная лента используется для удобного измерения прямых отрезков. Она обычно длиной около 30 метров и имеет метки в метрах и сантиметрах.
Лазерный дальномер: Лазерный дальномер позволяет измерять расстояние до определенной точки, используя лазерный луч. Он точен и удобен в использовании, но может быть более дорогим в сравнении с другими инструментами.
Теодолит: Теодолит является прибором для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Он обеспечивает точные измерения и может использоваться для определения углов поворота между различными точками на местности.
Геодезическая электронная тахеометрическая станция: Эта продвинутая технология объединяет в себе возможности теодолита, дальномера и компьютера. Она позволяет осуществлять точные измерения длины горизонтального проложения с использованием лазерного луча.

При выборе инструментов для измерения длины горизонтального проложения линии местности следует учитывать требуемую точность измерений, доступную бюджет, а также уровень опыта и знания оператора. Использование подходящего инструмента поможет выполнить измерения с высокой точностью и удобством.