Введение в курс: Организационные моменты и предмет геодезии
01:28:05 Разделов: 14 Скриншотов: 5
Видеозапись лекции
1. Введение в курс: Организационные моменты и предмет геодезии
Лекция посвящена основам геодезии как науки об определении фигуры, размеров и гравитационного поля Земли.
Предметом курса являются методы производства измерений на земной поверхности для создания планов, карт и профилей.
Процесс геодезических работ состоит из трех основных этапов: проектирование, полевые измерения и камеральная обработка данных.
Стандартными единицами измерения в РФ являются метр (длина) и градус (угол), включая минуты и секунды.
Геодезия тесно связана с математикой, физикой, геометрией, механикой и астрономией.
2. Исторический обзор и краткая история развития геодезии
Термин «геодезия» (от греч.) впервые использован Аристотелем в IV веке до н.э. для обозначения землеразделения.
В III веке до н.э. в Египте были вычислены размеры земного шара путем измерения дуги меридиана между Александрией и Синопом.
Ключевые исторические этапы связаны с изобретением зрительной трубы Галилеем, теодолита Рамсдена и нивелира в XVII веке.
В XX веке (1942 г.) Красовский вычислил параметры земного эллипсоида, что привело к утверждению обязательных геодезических постоянных.
Современная геодезия опирается на ГНСС-технологии и наблюдение за искусственными спутниками Земли.
Исторические изображения приборов (зрительная труба Галилея, теодолит Рамсдена) и портреты учёных (Галилей, Ньютон), иллюстрирующие развитие геодезии в XVII–XVIII веках.
3. Подразделы геодезии: от высшей до инженерной
Высшая геодезия изучает форму и размеры Земли, создание государственной геодезической сети и параметры эллипсоида.
Топография занимается способами создания планов и карт, определяя размеры объектов на поверхности суши (гидрография — моря/океаны).
Маркшейдерия (инженерная маркшейдерия) решает задачи подземной геодезии в горном деле, нефтегазовой отрасли и карьерах.
Космическая геодезия решает классические задачи с использованием искусственных спутников Земли.
Инженерная геодезия применяется при изысканиях, проектировании и строительстве сооружений (контроль геометрии, вынос осей).
4. Модель Земли: от шара к эллипсоиду
До конца XVII века Землю считали идеальным шаром с постоянной радиусной поверхностью.
Согласно законам физики и открытию всемирного тяготения, вращающаяся вокруг оси Земля должна быть сплюснута у полюсов (геоид/эллипсоид).
Для проверки гипотезы о сжатии Земли в XVIII веке проводились экспедиции для измерения дуг меридианов.
В реальности Земля не является правильным геометрическим телом, а представляет собой геоид (неправильная форма) или эллипсоид вращения.
Математически простая сферическая модель игнорирует морские впадины и горы, которые считаются несущественными для базовой модели.
Таблица с единицами измерения длины (метр) и углов (градус) в РФ
5. Физическая и математическая модель фигуры Земли
Фигура Земли не является идеальной сферой; она сплюснута у полюсов и лучше всего описывается поверхностью геоида.
Геоид — это уровенная поверхность, совпадающая со средним уровнем океанов и мысленно продолженная под материками; он перпендикулярен к линии силы тяжести в каждой точке.
Математически описать геоид сложно из-за неравномерного распределения масс внутри Земли, поэтому в качестве математической модели используется поверхность вращения эллипса вокруг малой оси.
Земной эллипсоид характеризуется большой полуосью $a$ (экваториальный радиус), малой полуосью $b$ (полярный радиус) и полярным сжатием $f$.
В геодезии применяются референсные эллипсоиды, параметры которых подбираются так, чтобы минимизировать отклонение от геоида на конкретной территории (общеземные или национальные).
Важно / на экзамене: Важно запомнить: геоид не имеет простой математической формулы, эллипсоид — да.
Важно / на экзамене: Референсный эллипсоид подбирается для конкретной страны или группы стран.
Полярное сжатие эллипсоида
$$f = \frac{a - b}{a}$$
$f$
полярное сжатие
$a$
большая полуось (экваториальный радиус)
$b$
малая полуось (полярный радиус)
Формула полярного сжатия эллипсоида: f = (a - b) / a
Схема определения геодезических координат (широты, долготы, высоты) на эллипсоиде Земли с указанием нормали, меридиана и параллели.
6. Система координат и элементы земного эллипсоида
Геодезическая система координат строится на плоскости экватора и плоскости начального (Гринвичского) меридиана.
Меридиан — это линия сечения эллипсоида плоскостью, проходящей через малую ось вращения Земли; все точки одного меридиана имеют одинаковую геодезическую долготу.
Параллель — это линия сечения эллипсоида плоскостью, перпендикулярной оси вращения; все точки одной параллели имеют одинаковую геодезическую широту.
Геодезическая широта определяется как угол между нормалью к поверхности эллипсоида и плоскостью экватора (на схеме показана связь нормали, меридиана и параллели).
Система координат включает плоские прямоугольные координаты Гаусса-Крюгера, геодезические широту ($B$), долготу ($L$) и высоту ($H$).
Важно / на экзамене: Записать определение геодезической широты, долготы и высоты.
Важно / на экзамене: Меридиан — полуокружность, сходящаяся в полюсах; параллель — окружность.
7. История и современные параметры референсных эллипсоидов
В России исторически использовался эллипсоид Красовского (параметры приняты в 1946 г.), затем — система ГС-84.
С 2011 года действует референсный эллипсоид СНИЕГАИК, параметры которого приближены к общеземным стандартам (WGS-84).
Параметры эллипсоида задаются либо двумя линейными ($a, b$), либо одним линейным и одним нелинейным параметром (например, $a$ и $f$ или $a$ и эксцентриситет).
Существует множество других эллипсоидов (Бесселя, Хейфорда и др.), но в современной практике доминирует СНИЕГАИК 2011.
Важно / на экзамене: Текущий стандарт: референсный эллипсоид СНИЕГАИК 2011.
Важно / на экзамене: Для однозначного задания эллипсоида достаточно одного линейного и одного нелинейного параметра.
8. Геодезические координаты: определение и физический смысл
Геодезическая широта ($B$) — это угол между плоскостью экватора и нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке; отсчитывается от $0^ ext{o}$ до $\pm 90^ ext{o}$.
Геодезическая долгота ($L$) — двугранный угол между плоскостью нулевого (Гринвичского) меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через данную точку; отсчитывается от $0^ ext{o}$ до $180^ ext{o}$ с указанием В или З.
Геодезическая высота ($H$) — расстояние по нормали от точки на земной поверхности до поверхности эллипсоида (в отличие от ортометрической высоты, измеряемой по вертикали).
Важно / на экзамене: Материал важен для понимания системы координат и будет на экзамене.
9. Плоские прямоугольные системы координат: общие принципы
Прямоугольная система координат определяется расстояниями от двух взаимно перпендикулярных осей (абсцисс $X$ и ординат $Y$).
В геодезии ось абсцисс ($X$) всегда направлена на север, а ось ординат ($Y$) — на восток.
Счет четвертей ведется по ходу часовой стрелки: I (СВ), II (ЮВ), III (ЮЗ), IV (СЗ); знаки координат меняются в зависимости от положения точки относительно начала системы.
10. Зональная система Гаусса-Крюгера: принцип построения и искажения
Поверхность Земли (эллипсоид) проецируется на плоскость по участкам (зонам) через $6^ ext{o}$ долготы для минимизации искажений.
Проектирование осуществляется методом поперечной цилиндрической проекции: цилиндр охватывает эллипсоид по осевому меридиану зоны, который совпадает с поверхностью цилиндра.
Наименьшие линейные искажения происходят на осевом меридиане (где масштаб равен 1), а наибольшие — на граничных меридианах зоны при развертке на плоскость.
Важно / на экзамене: Формула для определения осевого меридиана обязательна к запоминанию.
Расчет долготы осевого меридиана зоны
$$L_{\text{осев}} = 6 \cdot n - 3$$
$L_{\text{осев}}$
Долгота осевого меридиана зоны
$n$
Номер зоны (1, 2, ...)
$6$
Ширина зоны в градусах
Схема зоны УТМ с осевым меридианом (6°) и искажением граничных меридианов при развертке на плоскость.
11. Условное смещение оси ординат и преобразованные координаты
Для исключения отрицательных значений ординат ($Y$) в каждой зоне ось $Y$ условно сдвигается на $500\text{ км}$ к западу.
Точки к востоку от осевого меридиана имеют преобразованные координаты $Y > 500\text{ км}$, а к западу — $300\text{ км} < Y < 500\text{ км}$.
В результате все ординаты становятся положительными, что упрощает вычисления и запись координат.
12. Нумерация и запись геодезических координат в зоне Гаусса-Крюгера
Зоны проекции Гаусса-Крюгера нумеруются от Гринвичского меридиана по ходу часовой стрелки; всего существует 60 зон.
Номер зоны определяется первым числом ординаты ($Y$) точки, выраженным в километрах (например, $290$ км $
ightarrow$ зона 6).
Стандартная запись координаты $Y$ включает номер зоны, масштабный множитель (обычно 1 000 000 м) и смещение от условного осевого меридиана.
Условный осевой меридиан сдвигает координату $Y$ на фиксированное значение (например, +500 км), чтобы избежать отрицательных значений; без этого сдвига координата могла бы быть отрицательной ($Y_{true} = Y_{given} - 500 ext{ km}$).
Координата $X$ всегда положительна и измеряется от экватора на север, тогда как истинная географическая широта может давать отрицательные значения южнее экватора.
13. Системы высот: абсолютные и относительные
В геодезии применяются две основные системы высот: абсолютные (отсчитываются от среднего уровня Балтийского моря) и относительные.
Абсолютная высота ($H_{abs}$) в России определяется относительно «нуля Кронштадтского футштока» — медной пластины на опоре моста в Кронштадте, принятой за начало единой государственной системы высот.
Распространение единой системы высот по территории страны осуществлялось путем прокладки геометрических ходов нивелирования от исходного пункта до всех пунктов государственной геодезической сети.
Относительная высота ($H_{rel}$) измеряется от произвольной уровенной поверхности (например, подошвы горы или условного нуля), что удобно для локальных задач, но не привязано к единой сети страны.
Разница уровней океана между Владивостоком и другими точками составляет около 2 метров, поэтому использование единой абсолютной системы критически важно для связности данных по всей стране.
Важно / на экзамене: Материал отмечен как важный для понимания различий между абсолютными и относительными высотами (вероятно, будет на экзамене/зачёте).
14. Заключительные замечания и организация практической части
Для привязки локальных измерений к единой государственной сети необходимо привязывать пункты геодезических работ к пунктам нивелирной сети страны.
Следующая лекция по расписанию запланирована на четверг; студентам рекомендуется самостоятельно подключаться к дистанционному обучению через персональные компьютеры или смартфоны.
Студентам обязательно необходимо записывать записи (экзаменационные вопросы/темы), которые преподаватель будет собирать и проверять при командировке в конце ноября.
Практический интенсив включает лабораторные работы с последующей защитой результатов непосредственно после выполнения, а также итоговый большой тест по зачету.
Важно / на экзамене: Упоминание необходимости записывать материал и подготовки к командировке/проверке.
Важно / на экзамене: Информация о предстоящем практическом интенсиве, защите лабораторных работ и итоговом тесте.
Полная транскрипция лекции с таймкодами (126 фрагментов)
Здравствуйте. Добрый. Добрый день, утро. Так, кто сейчас находится в лекционной аудитории? Кто из слушателей находится в аудитории, которая по расписанию? Сейчас включим камеру. Сейчас. А, я даун. Вот здесь надо включить. Вас видно? Так, пять человек, не густо. А, вообще три. Я так понимаю, здесь один из сотрудников университета.
Три человека. Ладно. Итак. Я тоже студент. Я студент тоже. Вам меня слышно отлично? Игнете, махнете. Да, да, да. Отлично. Итак, у вас заголовок лекции немного по-другому. У вас предмет геодезия. Основа геодезия топография почти такой же. Поэтому не обращайте внимания. У вас курс геодезия.
Курс геодезии. Меня зовут Зырянов Алексей Русланович. Я работаю по совместительству на кафедре маршридерского отдела геодезии и информационных систем Пермского политехнического университета. Мою почту вы можете записать и по возникающим вопросам писать. Требования к отправке писем мы с вами потом уже дополнительно обговорим. Я разошлю информацию старостам.
старость групп которые сейчас меня слышит пожалуйста после лекции пришлите мне на почту список групп формате электронных таблиц excel вот то есть всех студентов группы прошу прислать мне на почту так это к вам не относится у вас форма давайте еще в говорим смотрите вас немного здесь по-другому форма обучения у вас очная дисциплина у вас
Будут складываться из 9 лекций, также 9 лабораторных работ, которые нужно будет защитить либо устно во время лабораторных работ, либо потом тест. И у вас в итоге будет зачет. Форма контроля по курсу – это итоговый тест. Несмотря на эти 9 лабораторных и 9 лекций, у вас будет итоговый тест.
дистанционные или очные это уже будет понятно концу нашего курса 9 лекции будут дистанционные лабораторные работы будет в очном формате я приеду в кадровом командировку на несколько недель на 2 и затем может быть несколько занятий еще проведется в дистанционно по лабораторным работ у вас практики нет не переживайте
Лекции нужно писать, лекции будете сдавать на проверку, лекции нужны вам для успешной сдачи лабораторных работ и итогового теста. На лекциях я отмечать никого не буду, можете подключаться самостоятельно, как сделали энное количество человек из своих комнат, либо можете приходить в лекционную аудиторию согласно расписанию.
Здесь на данном слайде представлен основной список литературы, учебники и методические указания, которые вам могут пригодиться при освоении курса. Ключевым здесь является учебник «Поклад Гриднев», геодезия и методические пособия, где есть фамилия Кошкин. Это у нас сотрудник кафедры, который...
написал очень удобные и понятные методические указания для освоения этой дисциплины. Итак, у нас сегодня лекция первая, предметы задачи геодезии, также будет представление о поверхности Земли и некоторые системы координат, применяемые в геодезии. Итак, краткая история геодезии.
Геодезия от греческого переводится как землеразделение, наука об определении фигуры размеров и гравитационного поля Земли, а также об измерениях на земной поверхности для отображения на планах и картах. Это одна из древнейших наук, она возникла из практических потребностей.
То есть и потребности были в установлении границ, каких-либо участков, земельных участков, строительства каналов и осушения земель. Итак, впервые термин геодезия употребили еще в античности, в 4 эки до н.э. Аристотель употребил этот термин. Далее.
В III веке до н.э. в Египте вычислили размеры земного шара, измерив дубу меридианы между Александрией и Аусоном. И тогда Пифагорь и Аристотель высказали предположение о шарообразности Земли. В XVII веке, когда у нас произошла революция в инструментах, изобрели зрительную трубу, точнее,
Галилей изобрел зрительную трубу и в последующем уже изобрели теодолит и нивелир для выполнения геодезических измерений. В последующем геодезия начала обширно развиваться, создавались различные математические методы и инструменты различные для выполнения измерений на поверхности Земли.
В 20 веке ученый Красовский вычислил параметры земного эллипсоида и с 1942 года утверждены обязательные геодезические постоянные для выполнения соответствующих работ.
В основном выполняется с использованием ГНСС технологий, глобальных навигационных спутниковых систем. Сейчас большинство геодезических работ выполняются с наблюдением искусственных спутников Земли. Мы определяем свое местоположение относительно этих спутников, получаем координаты на Земле, и затем выполняется математическая обработка и составление каких-либо материалов.
Ключевым, наверное, все-таки в геодезии является получение, конечно же, топографической карты или плана местности. Это, я думаю, вы так себе зафиксировали. Кто-то скриншотом, кто-то фотографией. Задерживаться не будем. Краткая история геодезии. Предметы и задач геодезии. Здесь определение.
Можно записать. Геодезия – это наука о методах и технике производства измерений на земной поверхности, выполняемых целью изучения фигуры Земли, изображения земной поверхности в виде планов, карт, профилей, а также решения различных прикладных задач. Чем отличается план карта, мы с вами на следующих лекциях поговорим подробнее. План карта имеет принципиальное отличие.
на одних мы сможем увидеть высоты на других нет высот у нас высот отображаются нас горизонтали это ключевое графическая карта и какой-нибудь ситуационный план хотя здесь на слайде неверная картинка так профиль профиль местности построили линию разреза и по нему на вертикальный масштаб вынесли
соответствующие точки местности то есть по разрезу построили прав я думал уже что-то подобное на каких-либо занятиях делали строили профили может быть в геологии что-то у вас было ну и за линии тоже уже наверное вам известный линии одинаковых высот чего-либо следующий слайд геодезия подразделяется на большое количество дисциплин
Это высшая геодезия, которую можно вообще считать отдельной наукой. Топография, картография, маркшидерия, космическая геодезия и инженерная геодезия. Мы с вами изучаем просто общий курс геодезии. Это, скажем, вводный курс, после чего мы можем дальше углубляться в какое-либо из направлений.
Высшая геодезия, еще раз повторюсь, это как целая наука. Она изучает формы, размеры Земли, методы определения координат точной земной поверхности и создание государственной геодезической сети. То есть определение силы тяжести, гравитационных, постоянных, выбор параметров эллипсоида, это все относится к разделу высшей геодезии. Топография изучает способы создания
топографических планов, карт и определения размеров объектов на местности. Топографию мы изучаем только поверхность Земли. Если же мы будем изучать поверхность морей и океанов, то у нас здесь возникает дисциплина гидрография. Съемка выполняется не только суши, но также и морей и океанов.
методы составления различных карт вот тут ключевая марк шагере можно сказать подземная геодезия инженер маркшейдер помимо каких-то основных способов произведения геодезических работ на поверхности еще имеет горное образование первую очередь корный инженер поэтому он может выполнять геодезические работы
в шахте на открытых горных работах то есть на карьерах и в нефтегазовой отрасли марк шейдер поле универсальный специалист в геодезии много кто слышал геодезист
профессию маркшейдер встречаются реже люди кто знают маршет маршетер это геодезист под землей можно это так запомнить космическая геодезия она решает те же геодезические задачи только с помощью искусственных сплотников земли инженерная геодезия
Она у нас разрабатывает методы геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. Инженерная геодезия встречается чаще всего при строительстве различных сооружений, от малоэтажных до каких-нибудь больших промышленных объектов.
В частности, на стройплощадке, нефтегазовом секторе, раз мы читаем лекции ЛНГТ, есть штат геодесистов, марши-доров, которые выполняют различного вида работ. Вынос проектных точек в натуру, контроль строительства, контроль...
за геометрией каких-либо очень важных для предприятия объектов. Это у нас все относится к инженерной геодезии. Основные задачи инженерной геодезии – получение материала для составления проекта по строительству сооружений, определение на местности положения основных осей и границ,
и других характерных точек. То, что я уже перечислил. Обеспечение геометрии форм, размеров элементов сооружений на местности в соответствии с проектом. Сначала собираются материалы, составляется проект, затем это все выносится на местность, контролируются геометрия и размеры на всех этапах, от фундамента до наладки спецоборудования. Ну и в последующем.
изучение деформации основания и тела сооружения происходящих из различных нагрузок то есть информационный контроль связь геодезии с различными науками понятно что очень плотная связь с математика физикой геометрии и
Такими науками, как механика и астрономия. Ключевое, наверное, все-таки математика, физика и геометрия. В вашем курсе, в простом курсе геодезии, основные моменты, наверное, геометрия. Геодезия очень схожа с геометрией. Процесс производства геодезических работ. Три основные этапа. Это проект, полевые работы и камеральные. Пожалуйста, зафиксируйте. Это ключевой момент.
Процесс производства геодезических работ. У нас всегда все начинается с какого-то проекта, затем выполняются работы в поле, то есть на местности выходим с оборудования и выполняем какие-либо измерения, и затем после съемки в полевых условиях выполняется обработка результатов геодезических измерений.
называются эти работы камерами то есть различные расчеты математические и составление итогов результат итоговых карт планов схем таблиц при выполнении геодезических измерений в нашей стране приняты следующие единицы измерения измерения длин лин метр
измерения углов это градусы понятно минуты секунды ну и метр тоже у нас основные это градусы и метр и так здесь что касается основных момент так и так поверхность эллипсоида причем поверхность эллипсоида до конца 17 века землю нас считали шаром
Этот шар вращается вокруг оси и согласно законам физики должен быть сплюснут у полюсов. В модели шарообразной земли поверхность имеет сферическую форму. Здесь важен лишь радиус сферы, а все остальное это морские впадины, горы, равнины. Это все несущественно. В этой модели используется геометрия сферы, геометрия которой сравнительно проста.
математически простая форма описывается простым математическим языком однако открытие всемирного закона тяготения привод к предположению а сжатии сжатии нашей земли у полюсов земля была выдвину теория что земля у нас сплюснута полюсов у нас тебя
Для проверки этих предположений в 18 веке были выполнены несколько экспедиций для проведения градусных измерений. То есть измеряли градусные измерения, измеряли длинный дуг меридианов и сравнивали результат. В реальности наша Земля не является правильным геометрическим телом.
При общей площади 210 миллионов квадратных километров, 29% приходится на сушу, 71% на море и океанах. Можно считать, что суша имеет вид небольшого, невысокого относительно мирового океана плоского горь. То есть современная фигура Земли, не совсем правильная форма.
Фигура Земли. Сплюснута у полюсов, имеет вышевидную форму. Правильно же, вот у нас поверхность эллипсоида. Сплюснута у двух полюсов. Поверхность эллипсоида наилучшим образом описывает поверхность нашего геоида. Дальше еще об этом поговорим. Пропустим поверхность геоида.
Геоид — это наша фигура Земли, ограниченная уровенной поверхностью, совпадающая со средним уровнем воды в море и океанов, и мысленно продолженная под материками. Это уровенная поверхность, совпадающая со средним положением морей и океанов и продолженная под материками поверхность нашего геоидом. Для всех точек земной поверхности
Уровенная поверхность, вот эта вот уровенная поверхность, она перпендикулярна к ответственным линиям, проходящим через эти точки. Теперь вернемся на предыдущий слайд, уровенная поверхность. Что это такое? Итак, вот у нас физическая поверхность Земли. Имеется физическая поверхность Земли. Пока на референции лепсот не обращайте. Физическая поверхность Земли.
Мы же говорили про определение геоиды. Это одна из уровенных поверхностей, которая совпадает со средним положением морей и океанов и продолженная под материками, которая отклоняется на плоскогорье, отклоняется на несколько сантиметров, а где у нас есть гористые местности, отклоняется на несколько метров.
Итак, уровеньная поверхность. Это замкнутая поверхность. Каждой своей точки она перпендикулярна к ответственной линии, то есть направлению силы тяжести. Это определение запишите, но встретится уровень поверхности. Через одну точку пространства у нас всегда проходит только одна уровень поверхности. Вот это поверхность.
реальной земле направление силы тяжести у нас зависит от распределения топографических масс различных масс масс различной плотности внутри земли следствие неравномерного распределения масс различной плотности внутри земли
поверхность геоида является всегда сложной и неправильной в математическом отношении фигуры. То есть нам поверхность геоида сложно описать какими-либо математическими формулами. Поэтому в качестве математической модели ее не применяют.
То есть нам всегда нужно было в геодезии найти какую-то либо правильную математическую форму, которую мы могли бы описать и использовать дальше в своих измерениях. И вот суть в чем в геодезии. Долгое время искали ту самую форму, которая наилучшим способом бы описывала у нас нашу Землю.
геоид нам было бы тяжело описать поэтому у нас за поверхность в геодезии чаще всего применяет поверхность эллипсоидов эллипсоидов у нас есть большое количество дальше рассмотрим несколько большое количество различных эллипсоидов у них есть основные параметры большая и малая полуось
и полярное сжатие каждое уважаемое себя страна имеет свой скажем свои параметры этого эллипсоида и так для решения геодетических задач вместо поверхности геоида принимает математически правильную поверхность эллипсоида
В качестве математической фигуры Земли применяют поверхность эллипсоида, которая образуется в результате вращения эллипса вокруг его малой оси. Вот это ось B. Этот рисунок обязательно дорисуйте. От точки O до северного полюса, центр. Вот тут видно эллипс, отображается. Когда вращается вокруг его малой оси B, у нас получается эллипсоид вращения.
Большая полуось, B малую полуось. Эллипсоид, который характеризует форму и размеры земли, называется земным эллипсоидом. Эллипсоид, который характеризует форму и размеры земли, называют земным эллипсоидом. Здесь также на рисунке вы можете увидеть, если утолщенная, то есть пунктирная линия, это у нас геоид, просто сплошная линия, это у нас эллипсоид.
Здесь есть как раз-таки отличие поверхностей, которые наглядно здесь отображаются. Что у нас геоид изображен не математически, каким-то правильным математическим. Он не сможет быть описан математическими формулами, так скажем, простой, понятной формулой. Эллипсойд же мы легко можем с вами писать. Формула бы...
Эллипсойта была бы x квадрат делить на a квадрат, x квадрат делить на a квадрат, плюс y квадрат делить на также a квадрат, плюс z квадрат делить на b квадрат. Все это равно единице. Где a и b, это понятно, большая.
и малая полуось большая полуось она называется экваториальная так как находится в плоскости экватора малая полуось она по-другому называется полярный радиус ну и x y z здесь используется в качестве z это ось вращения полярная ось x y это у нас
координаты точнее это оси у нас которая одна из них направлена в начало допустим здесь ой z x направлен по спасти начального меридиана y дополняет систему до правой об этом еще поговорим дальше итак
для практической реализации земного липсода необходимо ориентировать его в теле земли определенным образом малую полуось липсоида здесь бы располагает параллельно оси вращения земли поверхность липсоида должна быть близко к поверхности геоида в делах той страны для которой подбирается у нас липсоль
липсоид который удовлетворяет этим требованиям называется reference ellipsoid reference ellipsoid и у нас подбирались для конкретных стран или групп стран чтобы отклонение его поверхности ellipsoid от поверхности геоида было минимально у нас есть два случая есть общий земной ellipsoid когда он описывает поверхность
Земли в целом. Там подбирается так, чтобы он всю нашу планету описал как-то с минимальными отклонениями в целом между поверхностями. Но также есть еще у нас референс эллипсоиды, которые у нас подбираются для отдельной страны или группы стран и подбирают его параметры таким образом.
чтобы его поверхность в пределах территории для которых выбирается была минимальная то есть нас есть и референс или псовит для территории нашей страны есть референс или псоиды для европейского союза подбирали специально ну и также есть американские референс или их вообще очень большое количество
Допустим, дальше разберем. Итак, референс эллипсоид. С 1946 года на территории России использовали референс. Не используют, а использовали ключевой момент. Сейчас у нас уже другой эллипсоид. Использовали эллипсоид Красовского, где большая полуось у нас была 6 миллионов 378,245 метров. Малая.
значение на слайде полярное сжатие несложно вычислить а минус b это полярная сжать формула то не увидела на вот здесь здесь а минус b на а либо здесь полярная жать эта формула полярного сжать это не линейный параметр липсоида полипсоидов у всех есть линейные и нелинейные параметры
линейными несложно является большая и малая полос не линейными полярное сжатие и еще там есть эксцентриситет и 2 эксцентриситет любое липсоид однозначно можно задать параметрами при этом желательно чтобы один был не линейный то есть сна я один линейный 1 нелинейный мы легко можем воспроизвести тот или стоит как
параметры которого у нас есть вот здесь представлен в гс-84 действующие параметры лицо это мирового лицо это в гс-84 и дать систем 84 понятно год принятие этих параметров используется по сей день очень популярный в
геннс измерениях почти во всех геннс приемника работают точнее во всех приемник работают системы в ps 84 в дальнейшем уже трансформирует результат есть это необходимо у нас сейчас действует другие параметры эллипсоида на сейчас или стоит с ней и гаек
Сниегаик, он 2011 года. Параметры эллипсоида 2011 года. Сниегаик. Параметры эллипсоиды текущего референса эллипсоид, они уже очень похожи на параметры ВГС-84. То есть мы приближаемся к параметрам общеземного американского эллипсоида.
К примеру, еще у нас есть другие эллипсоиды. Это Бейселя, Хейварда и других, понятно, известных в узких кругах ученых. Эллипсоидов много. Что важно запомнить, сейчас у нас эллипсоид Сниегаик 2011 года. Его параметры приближены уже к эллипсоиду мирового уровня.
Тут все записывать не нужно. Давайте. Система координат. Координаты – это величины, определяющие положение точки на плоскости или пространстве относительно направления или плоскостей, принятых в качестве исходной в данной системе координат. Давайте выделим. Система координат, применяемая в геодезии. Геодезические, астрономические.
плоские прямоугольные координаты гаусса крюгера и разберем плоские прямоугольные геодезические астрономические плоские прямоугольные и система плоских координат гаусса крюгера итак первое основное геодезическая система координат здесь у нас координатными плоскостями является плоскость экватора и плоскость начального меридиана
плоскость экватора и плоскость начального меридиана тут как будто бы сторону показали гринь гриньвический меридиан плоскость экватора у нас проходит через центр эллипсоида перпендикулярной к оси его вращения плоскость экватора проходит через центр эллипсоида перпендикулярной оси его вращения геодезический меридиан и геодезическая параллель
Меридиан называется сечение эллипсоида плоскостью, проходящей через данную точку и малую ось вращения Земли. Георгический меридиан – это сечение эллипсоида. Вообще, если полное определение, то это линия на поверхности эллипсоида, образованная в результате сечения его плоскостью.
проходящую через данную точку и малую ось вращения. Это некоторая линия на поверхности эллипсоида, образованная в результате его сечения плоскостью, проходящая через данную точку, ну и также два полюса и малую ось вращения Земли. Геодезическая параллель – это линия на поверхности эллипсоида,
полученные результате сечения эллипсоида плоскостью проходящий через точку допустим и перпендикулярно малой оси вращения нужно понимать что все точки одной параллели у нас имеет одинаковую генетическую широту параллели по форме это окружности окружности до параллельно у нас экватору самая большая параллель все понимают у нас на экваторе
в мире приближения у нас к полюсам нас параллели уменьшать такие же свойства можно сказать у меридиана все точки одного меридиана имеет одинаковую генетическую долготу меридиана это полуокружности которые сходятся у нас в полюсах северном и южном . отсчета . отсчета
Меридианов у нас является гринический меридиан, его долгота 0. Итак, запишем определение геодезической широты, долготы и далее высоты. Геодезическая широта это угол образованный нормалью поверхности эллипсоида. Допустим у нас есть точка на земной поверхности.
точки на земной поверхности опускается перпендикуляр поверхности липсоида так вот геодезийская широта называется угол образованной нормалью то есть вот она нормаль к поверхности земного липсоида в данной точке и плоскостью экватора она у нас лежит в плоскости меридия плоскости меридия широта отсчитывается от экватора от экватора к северу
у нас положительные широты и отрицательная к югу от 0 до 90 понятно на северная и южная широта геодезическая долгота это двугранный угол между плоскостью меридиана проходить проходящего через данную точку . вот он слежит на земной поверхностью опустили нормаль поверхности эллипсоида то есть вот
меридиан на котором она проходящего через данную точку и плоскости нулевого меридиана плоскости 0 0 0 меридиан это у нас гринвичский меридиан проходит через ось главного телескопа гринвичской обсерватории у нас район гринвич находится в лондоне и равно 0 гринвичский меридиан
долготы у нас отсчитываются от нулевого меридиана в сторону от 0 до 180 с указанием западная или восточная запад восточный думаю это все понимаете геодезической высотой точки заскочим немного вперед запишем геодезическая высота точки это отрезок расстояние по нормали
от точки на земной поверхности до поверхности эллипсоиды. Либо по-другому, это отрезок нормали от точки на земной поверхности до поверхности эллипсоида. Вот это вот у нас гидридическая высота. Гидридическая высота. Называется отрезок нормали от поверхности, от точки на земной поверхности до точки на эллипсоиде. По-нормали.
ключевой момент геодезический координат у нас определяется по данным геодезических измерений при этом фигура земли принятая эллипсоид выполняя спутниковое наблюдение вы получите геодезическую широту долготу и высоту откроете ваш смартфон какие-нибудь приложения допустим maps me или organic map и там у вас будет геодезическая широта
долгота и высота они скорее они представлены скорее всего на вgs 84 астрономическую пропустим не будем вам забивать плоская прямоугольная система координат плоская прямоугольная система координат
Прямоугольные координаты это координаты точки на плоскости, которые определены по кратчайшему расстоянию относительно двух взаимно перпендикулярных линий, которые у нас являются координатными осями. Одну называют ось абсцисс, другую ординат. Ключевой момент. Кеодезии х у нас направлен на север всегда.
когда мы работаем с плоскими плоскими системами координат у нас x это координаты которая направлена всегда на 7 сверху y дополняет систему до правой и направлены координатные оси у нас здесь делят плоскость на 4 четверти счет ведется по ходу часовой стрелки по ходу часовой стрелки четверти
именуется по сторонам света. Северо-восток, юго-восток, юго-запад и северо-запад. Первая четверть. Север-юг. Запомните, отметьте, нарисуйте. Это обязательно. Север-х, восток-у. Первая находится здесь. Вторая, третья, четвертая. По ходу часовой стрелки.
это часть у нас северо-восточная это нас юга-восточная юга западная и северо-западная знаки координатных осей 1 чем x у нас понятно что пересечения это у нас . начало системы координат пересечения двух осей смотрим x выше нуля
x у нас положительный y тоже у нас положительный вот у нас таблички далее смотрим y во второй четверти у нас положительный x отрицательный вот и так далее в третьей четверти x и y отрицательные 4 x положительный y отрицательный за 8 0
данной системе принято точка стояния наблюдателя то есть это так скажем некоторые некоторые условная или какая-нибудь местная система координат здесь у нас точка стояния и это положение . за 8 абсцисс меридиан или линия параллельная ему за ось абсцисс может быть принято
положение меридиана или линии параллельной ему. За ось ординат принимается линия перпендикулярная к оси абсцисс. Назовется условная система прямоугольных плоских координат. Итак, зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса-Крюгера. Зональная система плоских прямоугольных координат Гаусса-Крюгера.
необходимость данной системы у нас возникла в связи с тем что поверхность земли она нас сферическая необходимо было изобразить на плоскости как изобразить всю нашу землю на плоскости так как сферическая поверхность у нас не может быть спроектирована на плоскость без каких-либо искажений
то при построении плоской проекции математической поверхности земли принимается неизбежность данных искажений при этом их величины должны быть при этом их величины должным образом тихого аудитории ограничены для этого у нас применяется равноугольная картографическая проекция гаусса крюгера
в которой математическая поверхность Земли проектируется на плоскость по участкам, то есть зонам через 6 градусов. Итак, всю нашу поверхность Земли разделили на 66-градусных зон, то есть весь эллипсоид разделили на 66-градусных зон по долготе.
пронумерали эти зоны запада на восток от гранического меридиана вот у нас гранический меридиан по экватору у нас пронумерали зоны разделили по 6 градусов меридианы у нас называется вот эти вот которые разделяют зоны граничные меридианы так далее вот после того как мы разделили условно
Меридианы по 6 градусов. Развернули их дальше в плоскость. Вот образовались у нас вот такие вот лепестки. Здесь мы видим плоскость экватора. Да, вот это у нас 0 градусов. 6, 12 это у нас меридианы. Меридианы соседних зон это у нас граничные меридианы. Средний меридиан каждой зоны называется осевой.
и принимается за ось абсцисс в данной системе координат. Ключевой момент. В пределах каждой зоны строится своя прямоугольная система координат. В пределах каждой зоны, то есть у нас их 60, строится своя прямоугольная система координат. Начало координат это точка пересечения нашего осевого меридианозоны и экватора.
территория нашей раз по нашей страны расположена в северном полушарии поэтому отрицательный x мы не встретим и она изображается в 28 зонах по 28 так получается отдельная как вообще происходит проецирование и проектирование с поверхности эллипсоида на плоскость
получается наш эллипсоид наш эллипсоид вот этот вот по осевому мердиану зоны допустим 1 по осевому мердиану зоны вот этот осевой мердиан зоны помещают цилиндр расположенный поперечный по другому кстати
поперечная цилиндрическая система гауссокрюгера называется вот это почему осевой меридиан зоны помещают цилиндр таким образом чтобы поверхность цилиндра совпало с поверхностью осевого меридиана то есть вот эта линия совпало с поверхностью меридиан ну а дальше разворачивают вот эти вот концы плоскость и образуется у нас
плоская система координат и так делают с каждой зоной отдельно далее берут осевой меридиан второй зоны помещают опять же цилиндр по осевому меридиану и далее разворачивают так еще раз повторюсь происходит с каждой зоной не трудно догадаться что наименьшее искажение у нас будут оси осевого меридиана
Самые большие искажения у нас будут на граничных меридианах. Давайте если посмотреть вид сверху. Вид сверху. Вот это у нас место освободим на нашем рисунке. Итак, вот это у нас 6 градусов. 6-ти градусная зона. Вот это у нас осевой меридиан. По его линии осевого меридиана по поверхности.
линия сего меридиана мы помещаем в цилиндр конца вмещаем поверхность цилиндра с линией сего меридианы и у нас не находится в одной плоскости . при развороте данная плоскость нас осевой меридиан не искажается а граничные меридианы при развороте на плоскость имеет некоторое искажение это наш
далее обратимся вот к этому рисунку повторю что для территории нашей страны абсцессы имеют положительное значение это потому что у нас территория страны ниже экватора не расположена но ординаты они у нас могли быть как положительные так и отрицательны нас каждая зона имеет свою систему
Здесь могли бы быть отрицательные, здесь положительные. Но для удобства вычислений было принято вести такую постоянную, чтобы ординаты всегда у нас были только положительные. И для этого в каждой зоне ординату начала координат принимают равные 500 км. Таким образом, точки, расположенные к западу от осевого меридиана,
Точки, расположенные к западу от осевого мердиана, имеют ординаты меньше 500 км, а к востоку больше 500. Эти ординаты называются преобразованными. То есть мы не встретим отрицательных Y из-за условного смещения оси на 500 км к западу.
Эту схемку обязательно дорисуйте. Приняли условное смещение к западу на 500 км. Еще Гриневский мердиан, нулевой мердиан, который проходит через телескоп Гриневской обсерватории, расположенный в Гриневском районе Лондона. Делит земной шар на западное и восточное полушарие. Служит началом отсчета.
и географических и геодезических начало расчета геодезических и географических долгот еще раз пример чтобы исключить отрицательное значение и координат осевой меридиан переносится на 500 километров влево то есть запад была зона допустим 6 как определить кстати значение осевого меридиана зоны
формула очень простая 6 умножить на n минус 3 где допустим первая зона 6 умножаем на 16 минус 33 осевой мердиан имеет значение 3 возьмем 10 осевой мердиан тогда будет у нас иметь долготу 57 градусов и так после того как мы условно сместили осевой мердиан на 500 километров
у нас получается условный осевой меридиан условно и так что касается обозначение и нумерации зон ну про нумерацию зон мы поговорили они идут от гриннического меридиана по ходу часовой стрелки и нумеруются всего их 60 давайте поговорим как записываться если у нас координаты
x и y у нас на север y на восток чтобы определить номер зоны смотрит на ординату на y и первое число нам показывает номер зоны и так записи y то есть 290 говорить нам о том что это у нас 6 зона
значение y у нас 290 километров будут обычная запись идет вот такая y восточные 6 миллионов 290 тысяч метров
Так вот, первая цифра или 2 у нас будет показывать номер зоны, а дальше уже непосредственно сама координата. 290 это смещение получается у нас от условного осевого меридиана. 290. Ну и несложно было бы вычислить, если бы у нас не было условного осевого меридиана, то координата y была бы 210 со знаком минус. Я думаю, тут все понятно.
смещением есть 90 если бы у нас это был бы все-таки центр то один это было бы минус 200 есть y отрицательный ну и все просто 652 допустим вот и мы говорим про x x про x точки а 3261
y точки а вот он 152 километра но обычно повторюсь записывает до метров до 30 x 3261 раз еще раз номер зоны мы смотрим по игре к первое значение это показывает какой зоне мы выполняли измерения и расчеты системы высот применяемые в геодезии
Система высот, применяемая в геодезии. Высота точки – это у нас расстояние по отвесной линии от этой точки до некоторой уровенной поверхности. У нас в геодезии применяются абсолютные и относительные системы высот. Абсолютные – это высоты, отсчитываемые от среднего уровня Балтийского моря и называются балтийской системой высот. Здесь в качестве начала высот принят 0 кронштадтского.
то есть это медная рейка зафиксированная жестко зафиксированная на опоре моста в городе кронштадт ленинградской области и на этой реке когда-то было высчитано и определен 0 единой системе высот нашей страны 0 на
медной пластине, прикрепленной к опоре моста через канал в городе Кронштадт. Это исходный пункт нивелирной сети. Был СССР, сейчас Россия. Еще несколько картинок. На всех топографических картах отображаются абсолютные высоты.
Относительно, скажем, вот этого нуля Кронштадтского футштока. Среднее положение Балтийского моря на какой-то там далекий год. Затем, как это вообще все распространилось по территории нашей страны? В советское время...
Было выполнено большое количество геодезических работ и построение государственных геодезических сетей, то есть распространение единой системы высот по всей нашей стране. Прокладывали геометрические ходы нивелирования и передавали отметку из Кронштадта по всей территории нашей страны. Чтобы понять объем,
пока наверное непонятно насколько это был трудоемкий насколько это было трудоемкая работа вы это сможете понять потом когда сами непосредственно выполните какой-нибудь геометрическое нивелирование
вот на лабораторных работах либо же на лекции геопостроение гидрических сетей вы тоже сможете осознать то есть это все прошли своими ножками люди с инструментами большую идею всю нашу страну выполняя измерения превышение между двумя точками ну и затем
выполняя уравнительные вычисления в единую систему высот на территории всей страны. И по всей территории страны у нас расположены пункты, как государственные нивелирные сети, ну и там государственных геодезических координат. В общем, не геодезических, а государственных геодезических пунктов государственной геодезической сети. Так, на сегодня у меня лекция.
а ну тут еще один слайд есть абсолютные относительные высоты два понятия абсолютная высота она относительно уровня в море который принят нашей стране за ноль абсолютная высота она у нас принято на территории страны вот такой относительная высота этого 100 относительно какой-либо условной или уровенной поверхности допустим
Высота вершины относительно подошвы составила 150. Абсолютная высота составила 200. Ну тут ничего сложного, думаю, это вам понятно. Часто в работах в геодезии вообще применяются условную систему высот, то есть принимают, по-другому, относительную систему высот, принимают какую-либо точку за 0 и выполняют измерения.
затем вычисления но если же нам нужно привязать все в единую сеть нашей страны и вообще единую систему высот то необходимо привязывать наш наши работы наш пункт геодезический к пунктам нивелирной сети страны вот здесь небольшой слайдик что уровень океана
отличается почти на два метра с Владивостока через весь страну. Разница высот океанов будет около двух метров. Это все определено по результатам геодезических наблюдений и измерений. Итак, сегодня такой краткий геодезию. Далее будем углубляться в какие-то понятия. Следующая лекция по расписанию.
В раз неделю, также она в дистанте, вы можете подключаться самостоятельно с помощью ваших персональных компьютеров или смартфонов. Но, повторюсь, вам необходимо записывать экции, я их буду собирать и проверять, когда приеду в командировку в КГВ. Командировка планируется ближе к концу ноября.
так скажем, практический интенсив по геодезии. Сразу предупреждаю, там будет по несколько пар в день по геодезии у каждой группы, на которых мы будем выполнять лабораторные работы. Вы будете их защищать тут же, если успеете. Ну и в конце итоговый большой тест по зачету. Вот, на сегодня все. Спасибо за внимание. Алексей Русланович, вопросик есть? Слушаю.
А в четверг же будет лекция? Да, будет. Все как в расписании, ребят. Может, я что-то уже забыл. Значит, четверг, лекция. До четверга. Все, да, до четверга. До свидания. До свидания.
