авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |
-- [ Страница 1 ] --

Д. М. К У Д Р И Ц К И Й

Д опущ ено

Государственным комитетом СССР

по гидрометеорологии

и контролю природной среды

в качестве учебника д л я учащ

ихся

гидрометеорологических техникумов

ЛЕНИНГРАД

ГИ ДРО М ЕТЕО И ЗДА Т 1982

УДК 528.0(075.3)

Р ец ен зен т ы : М оск ов ск и й ги д р ом ет еор ол оги ч еск и й т ехн и к ум (Л. Н. З и н о в ь е в а ),

п р оф., д -р техн. н а у к А. И. Б ол оти н О тветств ен н ы й р ед а к т о р п р оф., д -р т ех н. н аук А. И. Б ол оти н В у ч е б н и к е в осн о вн о м р а с с м а т р и в а ю т с я т о п о гр аф о -гео д е зи ч еск и е р а б о т ы, в ы п о л н я ем ы е в п о д р а зд е л е н и я х К о м и т ета по ги д р о м етео р о л о ги и и кон тролю п р и р о д н о й ср ед ы п р и ст ац и о - | нар н ы х и эксп ед и ц и о н н ы х ги др о л о ги чески х и ссл ед о в ан и ях. Д ет а л ь н о о п и сы ваю тся то п о гр а­ ф и чески е кар ты, м ето д и ка р аб о ты с ним и и и звл еч ен и я с о д е р ж а щ и х с я в них сведений о р ел ь еф е и вод н ы х о б ъ е к т а х. И зл а га ю т с я об щ и е свед ен и я о теори и п огреш н остей ге о д ези ч е­ ск и х и зм ерен и й, д а е т с я о п и сан и е со вр ем ен н ы х гео д ези ч еск и х п ри боров и м ето д и к и и х п р и м ен ен и я в сп ециф ически х у сл о в и ях гидр о л о ги чески х н аб лю д ен и й и и ссл ед о в ан и й. П р и - ведены сведен и я о п ри к л адн ой ф отограм м етри и в объем е, н еобходим ом д л я исп ользован и я м ат ер и ал о в н азем н ы х и аэр о ко см и ч еск и х съ ем о к при ги др о л о ги чески х и ссл ед о в ан и ях.

У чебн и к п р ед н азн ач е н д л я у ч а щ и х ся ги д р о м етео р о л о ги ч еск и х тех н и ку м о в;

м о ж е т бы ть исп о л ьзо ван сту ден там и ги дром етеорологи ческих институтов и соответствую щ и х сп ец и аль- • j ностей ун и в ерси тето в, а т а к ж е сп е ц и ал и ста м и, в ы п о л н яю щ и м и то п о гр аф о -гео д е зи ч еск и е у / р або ты на неб ольш их у ч а стк ах зем ной поверхности, при во днотехнических и ссл ед о ван и ях л j, и изы скани ях. ^i fC I n t h e te x tb o o k b y D. M. K o u d r its k y “ G e o d e s y ” to p o g r a p h o - g e o d e ti c w o r k s c a r r i e d o u t in t h e s u b d iv is io n s o f t h e U S S R S t a t e C o m m itte e f o r H y d r o m e t e o r o lo g y a n d C o n tr o l o f t h e.

^ ' N a t u r a l E n v i r o n m e n t d u r i n g s t a t i o n a r y a n d f ie ld h y d r o lo g i c a l i n v e s t i g a t i o n s a r e, m a in ly, \ l * c o n s id e r e d. T o p o g r a p h ic m a p s, m e th o d o lo g y o f u s i n g th e m a n d e x t r a c t i o n s f r o m in f o r m a -, ti o n o n t h e r e l i e f a n d w a t e r b o d ie s, c o n t a in e d in th e m, a r e d e s c r i b e d in d e t a i l. G e n e r a l in f o r m a t i o n a n t h e th e o r y o f e r r o r s o f g e o d e tic m e a s u r e m e n t s is c o n s id e r e d. T h e d e s c r i p tio n o f m o d e r n g e o d e tic i n s t r u m e n t s a n d m e th o d s o f u s i n g th e m in s p e c i f ic c o n d i tio n s o f h y d r o ­ lo g i c a l o b s e r v a t i o n s a n d in v e s t i g a t i o n s, is g iv e n.

I n f o r m a t i o n o n a p p l ie d p h o t o g r a m m e t r y in t h e v o lu m e n e c e s s a r y fo r u s in g d a ta of l a n d a n d r e m o te s e n s i n g w h e n m a k in g h y d r o lo g i c a l i n v e s t i g a t i o n s, is g iv e n.

T h e te x tb o o k is i n t e n d e d f o r s t u d e n t s o f h y d r o m e te o r o lo g i c a l t e c h n i c a l s c h o o ls ;

it m a y b e a l s o u s e d b y s t u d e n t s o f h y d r o m e te o r o lo g i c a l h i g h e r e d u c a t i o n a l e s t a b l i s h m e n t s a n d c o r r e s p o n d in g d e p a r t m e n t s o f u n i v e r s i t i e s a s w e ll a s b y s p e c i a l i s t s d e a l i n g w i t h to p o g r a p h o g e o d e tic w o r k s w ith i n s m a l l l a n d a r e a s w h e n m a k in g h y d r o te c h n ic a l in v e s t i g a t i o n s and ;

s tu d ie s. - ' -'I"Д j ~.

1 9 0 2 0 2 0 0 0 0 -1 0 © Гидрометеоиздат, 1982 г.

0 6 9 (0 2 )-8 П ред исловие Настоящий учебник. составлен в соответствии с программой курса геодезии для специальности «гидрология суши» гидроме­ теорологических техникумов системы Госкомгидромета.

В учебнике наряду с используемыми в настоящее время на сети гидрологических станций и постов описаны новые геодезиче­ ские приборы, внедряемые в практику стационарных и экспеди­ ционных гидрологических исследований, выполняемых на различ­ ных водных объектах. Представленные в учебнике описания при­ боров и их классификация, а также термины и определения геодезии и сопредельных наук приведены в соответствие с дейст­ вующими ГОСТами.

Наряду с введением в курс новых приборов и методов произ­ водства работ не может считаться утраченным интерес к имею­ щимся в наличии, в том числе и к достаточно примитивным, при­ борам и методам выполнения геодезических работ при гидрологи­ ческих исследованиях. Поэтому составитель учебника счел необ­ ходимым обеспечить в нем разумное сочетание старых и новых материалов, а это при отсутствии специальных учебных геодези­ ческих приборов, а также и наглядных пособий в виде схем и изображений сложных оптико-механических современных геоде­ зических приборов представляет очень сложную задачу и для автора учебника и для преподавателя, ведущего курс геодезии в негеодезическом техникуме. В какой мере автору удалось прео­ долеть эти затруднения — покажет будущее.

В связи с развитием дистанционных методов изучения Земли и успешным их применением в гидрологических исследованиях возникла необходимость расширения разделов программы, посвя­ щенных вопросам техники извлечения информации из картогра­ фических и фотографических документов, а также вопросам при­ кладной фотограмметрии.

Изложение основных положений курса' в учебнике сопровож­ дается примерами практического их применения, однако некото­ рые вопросы изложены недостаточно подробно, в частности это.

относится к решению некоторых громоздких задач. Такие мате­ риалы должны найти место в специальном практикуме по геоде­ зии— пособии для лабораторных работ.

При составлении учебника автор учел всю доступную ему ли­ тературу по геодезии и использовал показавшиеся ему удачными 1* формулировки и рисунки различных авторов с необходимыми ссылками в списке-литературы.

Программа учебника одобрена кафедрой гидрогеологии и гео­ дезии Ленинградского гидрометеорологического института и при­ нята на расширенном заседании предметной комиссии Москов­ ского гидрометеорологического техникума.

Труд свой автор посвящает дорогим своим ученикам — питом­ цам Ленинградского гидрометеорологического института, в стенах которого сформировались взгляды автора на роль и задачи гео­ дезии в гидрологических исследованиях.

Критические замечания относительно построения учебника и пожелания, направленные к повышению его качества будут при­ няты с благодарностью.

ГЛАВА О бщ ие свед ения о геод ези и 1.1. П ред м ет геодезии, ее со д ерж ани е и зад ачи Г е о д е з и я это наука, разрабатывающая теорию, способы производства и приемы обработки результатов измерений земной поверхности, выполняемых в научных и практических целях.

К числу научных задач геодезии относятся: определение формы и фигуры Земли, выполняемое в содружестве с другими науками:

астрономией, географией, гидрологией, физикой, математикой и пр., а также и такие задачи, как изучение движения материков, определение разности уровней воды в океанах и морях, омываю­ щих берега нашей страны, и работы, связанные с исследованиями Космоса. Эти, а также и некоторые задачи прикладного харак­ тера являются предметом изучения в ы с ш е й г е о д е з и и. За­ дачи прикладного характера весьма разнообразны;

методы и при­ боры, применяемые в высшей геодезии, используются при строи­ тельстве и эксплуатации уникальных сооружений не только в на­ турных, но и в лабораторных исследованиях. Для выполнения всех этих работ создается и по принципу от общего к частному разви­ вается сеть геодезических определенных пунктов, используемая для приведения в определенную систему всех производящихся в стране геодезических работ.

Задачами собственно г е о д е з и и, или т о п о г р а ф и и, яв­ ляются измерения сравнительно небольших участков земной по­ верхности с представлением результатов В виде графических (карта, план, профиль) и табличных (ведомость, каталог) документов.

;

Разработкой методики и технических приемов составления и издания графических документов занимается к а р т о г р а ф и я.

Одним из разделов картографии является к а р т о м е т р и я, раз­ рабатывающая технические приемы извлечения информации, которая содержится в картографических документах. ;

За последние годы в связи с использованием достижений науки и техники возникли и бурно развиваются новые разделы геодезии: фотогеодезия (в том числе наземная, морская, воздуш­ ная и космическая), радиогеодезия и космическая геодезия.

Задачей ф о т о г е о д е з и и является разработка методики со­ ставления карт и планов по фотографическим снимкам, получен­ ным с помощью различных носителей фотоаппаратов.

Разработкой методики использования радиоволн и световых волн для точных линейных измерений занимается р а д и о г е о ­ дезия.

Предметом самой молодой к о с м и ч е с к о й ( с п у т н и к о ­ в о й ) г е о д е з и и является определение и уточнение формы, раз­ меров и других параметров как нашей, так и других планет по наблюдениям, ведущимся со спутников и космических кораблей.

Вопросы применения геодезии и топографии в различных от­ раслях науки и техники изучаются п р и к л а д н о й ( и н ж е ­ нерной) геодезией.

Хотя геодезия и топография пользуются одними и теми же приборами, методами и приемами измерений, они существенно различаются по отношению к объекту своего изучения — земной поверхности — как по характеру самих измерений, так и по офор­ млению результатов. Задачей т о п о г р а ф и и (землеописание, греч.) является составление карт — документов универсального характера, создаваемых для массового применения различными специалистами. В отличие от топографии, геодезия, в частности прикладная геодезия, составляет аналогичные по названию доку­ менты, имеющие ясно выраженное целевое назначение. Эта целе­ направленность выражается различными способами, в том числе и выборочностью и даже различной точностью содержащихся в этих документах сведений, что совершенно недопустимо в топо­ графии. Имеются и другие различия, указанные в дальнейшем, изложении..

В настоящем учебнике рассматриваются геодезические методы изучения сравнительно небольших участков земной поверхности, на которых осуществляются стационарные и экспедиционные гид­ рологические исследования различных водных объектов.

Геодезические измерения по своему характеру весьма разнооб­ разны. Они различаются прежде всего по месту своего выполнения и применения: под водой и на воде (морская геодезия, гидрогра­ фия, штурманское дело), на земной поверхности (геодезия и то­ пография), под землей (маркшейдерское дело), в воздухе (аэро­ навигация), в Космосе (космическая геодезия), сохраняя в то же время свои общие черты.

Основным видом геодезических измерений и их задачей яв­ ляется определение взаимного положения точек в пространстве, их планового и высотного положения. Для этого, как известно из геометрии, нужно выполнить два вида измерений: угловые и ли­ нейные. Разработкой приемов этих измерений с необходимой точностью и занимается геодезия.

Иногда для решений той или иной инженерной задачи доста­ точно выполнения некоторой единичной операции: построения или измерения некоторого угла или задания длины линии, ее измере­ ния, определения направления. В большинстве же случаев геоде­ зические измерения имеют с и с т е м н ы й х а р а к т е р. Лишь при правильно запроектированной и разумно осуществляемой си­ стеме измерений и обработки их результатов обеспечивается не­ обходимая по обстоятельствам дела точность и наивысшая про­ изводительность труда геодезистов с минимальными затратами времени и средств. Такова главная особенность геодезических измерений.

,г „л« Содержанием геодезии является:

!\ ' 1) разработка и совершенствование приемов измерений, обес­ печивающих получение результатов с заданной и научно обосно­ ванной точностью;

исследование и совершенствование приборов, а также орга­ 2) низации и методики выполнения измерений в различных природ­ ных условиях;

! 3 ) разработка и совершенствование методов обработки ре зультатов геодезических измерений.

1.2. К р а т к и е сведения о р а зв и ти и геодезии Геодезия («землеразделение», греч.), развившаяся на основе геометрии («землеизмерение»), явЛяется одной из древнейших научных дисциплин. Как указывает К. Маркс, «Геометрия обя­ зана своим происхождением искусству измерения полей»1.

С развитием человеческого общества для размежевания пахот­ ных земель, их орошения и осушения, возведения различных сооружений, строительства каналов большой протяженности потре­ бовались достаточно хорошо разработанные и теоретически обос­ нованные способы измерений на местности. Таким образом, исто­ рия геодезии подтверждает известное положение Ф. Энгельса о том, что возникновение и развитие наук обусловлено производ­ ством, потребностями общества.

Материалы археологических исследований и сохранившиеся документы свидетельствуют о том, что геодезия возникла в глу­ бокой древности. В Вавилоне и Ассирии еще в 7 в. до н. э. она достигла достаточно высокого уровня.

Накопленный опыт производства землеизмерительных работ стал достоянием ученых Древней Греции, которые разработали теоретическое обоснование добытых практикой сведений, опреде­ лив как самостоятельные научные дисциплины геометрию теорети­ ческую и геодезию практическую. Эти дисциплины, обогащенные сведениями из географии и астрономии, позволили ученым древ­ ности поставить и имевшимися у них средствами решить главную задачу геодезии всех времен — определение формы и размеров Земли, создать ее изображения— карты.

Дальнейшее развитие геодезии продолжалось в пределах Римской империи, у народов стран Востока, в арабских странах и различными путями достигло территории нашей страны. О раз­ витии геодезических работ в Древней Руси свидетельствуют такие памятники, как например, «Тмутараканский камень», указываю­ щий, что в 1068 г. по льду Керченского пролива было измерено расстояние между нынешними городами Тамань и Керчь. Таким же памятником является «Стерженский крест» с надписью о том, 1 К. М а р к с. М а т ем ат и ч еск и е р ук оп и си.— М.: Н а у к а, 1968, с. 246.

что в 1133 г. были начаты работы по соединению верховьев р. Волги с притоком р. Ловать, впадающей в оз. Ильмень у Нов­ города.

Начало организации геодезических работ в России на научной основе было положено Петром I, который решительно пресекал попытки производства строительных работ без предварительных изысканий. По его повелению были изданы пособия по геодезии «Геометрия— словенски землемерие» и по гидрографии «Книга о способах, творящих водохождение рек свободное».

В 1701 г. в Москве была открыта Школа математических и навигацких наук, а в 1715 г. в Петербурге — Морская Академия.

Выпускники этих учебных заведений посылались в экспедиции для производства геодезических съемок в районах развития судо­ ходства. Работы выполнялись по впервые составленной в России инструкции, которой предписывалось применение астролябии («феодолит») для измерения- румбов линий и 30-саженной «мери­ тельной» цепи для измерений их длин.

В 1765 г. началось генеральное, а затем специальное межева­ ние Европейской территории России, оно производилось с помощью астролябии и 10-саженной цепи. Для подготовки землемеров в 1779 г. в Москве была открыта землемерная школа, преобразо­ ванная впоследствии (1835 г.) в Межевой институт — нынешний Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (М ИИГАиК) — крупнейшее в стране высшее учеб­ ное геодезическое заведение.

Результаты генерального межевания, продолжавшегося более 100 лет, не имея общей геодезической основы, особой ценности для картографирования страны не представляли. Лишь с 1822 г., с уч­ реждением Корпуса военных топографов, приступившего к регу­ лярным топографическим съемкам, и открытия военно-топогра­ фического училища для подготовки специалистов стали появляться точные топографические карты, сначала пограничных, а затем и внутренних районов страны. Результатом деятельности корпуса военных топографов явились коллекции топографических карт масштабов от 1 : 2 1 000 (полуверстка) до 1: 420 000 (десяти­ верстка), покрывавших территории отдельных районов страны, преимущественно Европейской ее части, и различные мелкомас­ штабные, специальные и обзорные карты всей страны.

При топографических съемках применялся мензульный комп­ лект, сконструированный в мастерских главного штаба. Конструк­ ция комплекта оказалась очень удачной и он используется в топографических работах до настоящего времени.

Наряду с работами Корпуса военных топографов развиваются и приобретают большой размах топографо-геодезические работы ведомственного характера: в горном и лесном деле, при изыска­ ниях и строительстве путей сообщения и населенных пунктов и т. д. В семидесятых годах X IX столетия Министерство путей сообщения начало производство систематических планово-высот­ ных съемок водных путей. Результаты этих работ широко исполь­ зуются при различных гидрологических исследованиях, особенно при изучении русловых процессов.

В 1874 г. И. А. Стрельбицкий (1828— 1900 гг.) опубликовал первую русскую работу по картометрии «Исчисление поверхности Российской империи» с изложением применявшейся при измере­ ниях методики (способ Савича).

В 1888 г.- военный географ-геодезист А. А. Тилло (1839— 1900 гг.) опубликовал «Карту длин и падения рек Европейской России», а в 1892 г. «Свод нивелировок рек, их падение и каталог уровней вод Европейской России». В 1896 г. Тилло издал «Гипсо­ метрическую карту Европейской России» и в 1897 г.— «Карту бас­ сейнов водных путей Европейской России с указанием на ней пунктов метеорологических и водомерных наблюдений».

Эти работы А. А. Тилло, выполненные при участии его преем­ ника — известного картографа и океанографа Ю. М. Шокальского (1856— 1940 гг.), служили основой при проектировании и осуще­ ствлении многих мероприятий первых пятилеток до появления но­ вых карт, при- составлении которых они широко использовались.

В 1930 г. проф. Ю. М. Шокальский опубликовал разработан­ ный им способ измерения длин рек — способ Шокальского.

Общая неустроенность геодезического дела в дореволюцион­ ной России давно уже ощущалась передовыми деятелями науки и техники, однако все попытки постановки вопроса о необходимо­ сти объединения и приведения в систему производящихся в стране топографо-геодезических работ оставались безрезультатными.

Осуществление этого важнейшего мероприятия стало возможным лишь после Великой Октябрьской социалистической революции.

15 марта 1919 г. В. И. Ленин подписал декрет, определивший цели и задачи советской геодезии и картографии и их организа­ ционное оформление в социалистическом государстве. Были организованы сначала высшее, а затем местные геодезические управления. В последующем Высшее геодезическое управление было преобразовано в Главное управление геодезии и картографии (Г У Г К ) при Совете Министров С С СР с его подразделениями на местах.

В 1928 г. в Москве создан научно-методический центр — Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэро­ съемки и картографии (Ц Н И И ГА и К ), которому в связи с его 50-летнем было присвоено имя организатора института — круп­ нейшего советского геодезиста проф. Ф. Н. Красовского (1878— 1948 гг.).

В 1919 г. в Ленинграде был учрежден Российский (ныне го­ сударственный) гидрологический институт (Г Г И ), в составе ко­ торого были созданы экспедиционный отдел и геодезическое бюро.

Этими подразделениями ГГИ выполнялись крупные топографо­ геодезические работы на различных водных объектах. В качестве рабочих основ для проведения Водного кадастра были составлены и изданы карты поверхностных вод Советского Союза (С С С Р ), крупных озер и ряда морей.

В наставлениях и методических рекомендациях ГГИ содер­ жатся указания по производству топографо-геодезических работ на гидрометеорологических станциях и постах;

Д. М. Кудрицким (1936 г.) составлена первая инструкция по производству измере­ ний длин рек способом Шокальского и площадей бассейнов спо­ собом Савича.

В ГГИ изучаются и внедряются в практику новые, дистанцион­ ные, методы изучения водных объектов, ведутся большие работы по картометрии, продолжаются экспедиционные исследования.

В период первых пятилеток возникли многочисленные проек­ тно-изыскательные учреждения, такие, как Гидропроект, Гипро водхоз, Водоканал и др., ведущие большие топографо-геодезиче­ ские работы на водных объектах по инструкциям, согласованным с инструкциями Главного управления геодезии и картографии.

В развитие общей и прикладной геодезии значительный вклад внесли советские ученые Ф. Н. Красовский, А. А. Изотов, М. С. Молоденский, Н. Г. Келль, В. В. Каврайский, Ф. В. Дро бышев, М. М. Русинов, Н. А. Гусев, Н. Н. Лебедев, Н. Г. Видуев и мн. др.

Значительную роль в деле геодезической подготовки несколь­ ких поколений гидрологов сыграли авторы специализированных учебников по геодезии О. Г. Дитц, Н. Н. Степанов и И. И. Мод ринский.

X X V I съездом К П С С выдвинута обширная программа изуче­ ния, использования и охраны водных ресурсов страны. Для проек­ тирования и строительства гидротехнических и других сооруже­ ний, прямо или косвенно связанных с использованием водных объектов, требуется надежное геодезическое обеспечение, гаран­ тирующее надлежащую точность получения исходных данных для научных исследований и инженерных изысканий. Советская гео­ дезия, активно использующая новейшие достижения науки и техники, непрерывно совершенствует свою технологию и технику для удовлетворения растущих запросов различных отраслей на­ родного хозяйства и обороны страны.

1.3. Е д и ниц ы изм ерения в геодезии Декретом Совета Народных Комиссаров РСФ СР от 14 сен­ тября 1918 г. на территории РСФ СР, а декретом С Н К С С СР от 2 1 и юл я 1925 г. на всей территории советского государства вве­ дена метрическая система мер.

Основной единицей длины метрической системы является м е т р, определенный как 1 : 40 О О О О часть длины парижского ОО меридиана- В 1799 г. был создан первый экземпляр метра, на­ званный а р х ив н ы м м е т р о м.

Состоявшаяся в 1875 г. Международная конференция решила принять архивный метр в качестве единицы измерения и изгото­ вить его копии-эталоны из специального сплава (90 % платины и 10 %’ иридия) для стран— участниц конференции.

России достались два таких эталона: № 11 и № 28, находя­ щиеся во Всесоюзном н-и институте метрологии им. Д. И. Менде­ леева в г. Ленинграде (б. Главная палата мер и весов).

С января 1963 г. в С ССР введен новый государственный стан­ дарт (ГОСТ 9867— 61), основанный на Международной системе единиц измерений физических величин SI (С И ). По этому стан­ дарту метр равен 1 650 763, 73 длин волн в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2р 10 и Ы в атома криптона-86.

22 " Рис. 1.1. Контрольная линейка.

С переходом к новому определению метра точность в опреде­ лении его эталона повысилась на два порядка, т. е. в 100 раз.

Для проверки мерных приборов непосредственно на производ­ стве их применяется к о н т р о л ь н а я л и н е й к а (рис. 1.1) — металлическая линейка со скошенными краями, на которых нане­ сены деления через 1 мм и через 0,2 мм. Она снабжена двумя лупами для отсчетов по шкалам и термометром для учета темпе­ ратуры.

Метр (м) подразделяется на десятые доли — дециметры (дм), сотые — сантиметры (см) и тысячные доли — миллиметры (мм).

1000 метров составляют 1 километр (км).

Для площадей применяются квадратные меры: м2 — кв. м, дм2 — кв. дм, см2 — кв. см, мм2 — кв. мм. Площади больших зе­ мельных участков выражаются в км2 или кв. км. Участок пло­ щадью 10 000 м2 называется гектаром (га).

Д о введения метрической системы единицей длины в нашей стране была с а ж е н ь : Производные от нее меры:

1 сажень= 3 аршина = 48 вершков= 7 футов = 84 дюйма = 840 линий 1 саж ень=100 соты х=1000 тысячных долей сажени. I верста=500 саж еней=42 О О дюймов О 1 десятина=2400 кв. с а ж.= 100 сотых долей десятины.

Старая система мер связана с метрической следующими соотношениями:

1 дюйм= 25,4 мм 1 ф ут=0,305 м 1 сажень=2,1336 м 1 верста =1,0668 км I десятина =1,0925 га Единицей измерения углов в геодезии принят г р а д у с — 7збо часть окружности, или 7эо прямого угла. Один градус со­ держит 60 минут (1° = 60/), или 3600 секунд ( Г = 60").

Изобретение градусной системы мер по одной из легенд приписывается ас­ сиро-вавилонским астрономам, полагавшим, что в день весеннего равноденствия Солнце описывает на небесном своде полуокружность, на которой видимый диа­ метр Солнца укладывается 180 раз. Поэтому полный круг они стали делить на 360 частей—градусов. Представляет интерес и то, что у числа 360 имеется 22 делителя, что было важно в практическом отношении.

В десятичной системе единицей измерения угловых величин является г р а д ( г он), составляющий 1/ т часть окружности, или Уюо прямого угла. Град содержит 100 метрических минут, или 10 000 метрических секунд. По этой системе некоторый угол, например 372д35с80сс, может быть записан и так: 372,3580д или 372235,80е или 3723580сс.

Переход от градусной системы угловых мер к градовой осу­ ществляется по формуле ( 1. 1) При съемках малой точности нашла применение удобная в ра­ боте система мер, в которой за единицу принят центральный угол, опирающийся на дугу, равную Уеооо длины окружности—: «ты­ сячная». Угломерные сетки со значениями от 0—00 до 60— имеются в поле зрения полевых биноклей и показаны на некото­ рых буссолях и компасах (см. гл. 4).

В международной системе единиц измерений (С И ) единицей для измерения плоских углов принят радиан р — центральный угол, опирающийся на дугу /, равную ее радиусу R, т. е, р = — UR = 1.

р = 57,3° = 3438' = 206 265" = 0,637 гон.

Связи между принятыми в геодезии системами мер угла ха­ рактеризуются следующими соотношениями: 1°= 1,75• 10— рад;

1' —2,91 •10~4 рад;

1" = 4,85-10-6 рад;

1д= 1,57 • 10" 2 рад.

Угол а в градусной мере и тот же угол а в радианной мере связаны выражением (1.2) а° = а рр.

Применение этой формулы рассмотрим на примерах.

1. Определить градусную меру угла а р=3, а° = 3,141 - 5 7, 3 = 180°.

2. Определить радианную меру угла а = 30° 30° п мл а? = -57-30- = 0,524.

Легко установить, что центральный угол а, опирающийся на дугу I окружности радиуса R можно получить по формуле а = - -р. (1-3) По этой формуле могут быть получены значение центрального угла при известной длине дуги, на которую он опирается, и значе­ ние этой дуги по известному углу.

3. Величина центрального угла а при /= 5 0 км и 7? = 6371 км а= 206 265 = 1619е' « 0,45°.

4. Длина дуги приа = 1 ° и R — 6371 км I, 1° • 6371 о § j 3о - — 111,2 км.

= Это число следует ^запомнить.

При малых углах (до 3°) можно считать, что sin a = tg a и пользоваться соотношением sin a = tg a = a"/p исходя из того, что sin а " = a " sin l " = a " t g l", а sin \ " = 1/206265.

При вычислениях на микрокалькуляторах иногда практикуется замена минут и секунд в угловых мерах долями градуса, а именно 1' = 0,01 (6)° и 1" = 0,0002 (7)°.

1.4. П о н яти е о ф орм е и р а з м е р а х З е м л и Известно, что около 71 % поверхности Земли покрыто водами Мирового океана, а 29 % — сушей, возвышающейся в среднем на 875 м над средним уровнем воды.океана. Поэтому определяющей форму Земли принята фигура, образованная поверхностью воды Мирового океана, находящейся в спокойном состоянии. Такая поверхность называется у р о в е н н о й п о в е р х н о с т ь ю, а обт разованному этой поверхностью телу присвоено наименование г е о и д (1873 г.).

Основная уровенная поверхность — поверхность геоида, равно как и другие уровенные поверхности, проведенные через различ­ ные точки,— имеет выпуклую форму, во всех своих точках она нормальна (перпендикулярна) к направлению отвесной линии — направлению силы тяжести, проходящей через эту точку.

Плоскость, касательная к уровенной поверхности, занимает в пространстве горизонтальное положение и называется п л о с ­ костью г о р и з о н т а. Плоскость, проходящая через отвесную линию, называется в е р т и к а л ь н о й п л о с к о с т ь ю ;

в отличие от единственной для данной точки горизонтальной плоскости число вертикальных плоскостей, которые могут быть проведены через эту точку, бесконечно.

Вследствие неравномерного распределения масс внутри Земли поверхность геоида имеет очень сложную близкую к шарообраз­ Рис. 1.2. Земной эллип­ соид.

ной форму. Наиболее близко к фигуре Земли подходит э л л и п ­ с о и д в р а щ е н и я (сфероид), получающийся при вращении эл­ липса вокруг малой его оси (рис. 1.2). Размеры эллипсоида опре­ делялись неоднократно. Наиболее надежные размеры земного эллипсоида были получены в 1940 г. советскими учеными Ф. Н. Красовским и А. А. Изотовым. Эллипсоид, получивший наименование «эллипсоид Красовского» с параметрами: большая полуось а = 6 378 245 м, малая полуось 6 = 6356863 м и полярное сжатие а = (а — Ь) / а =1/298,3, принят за исходный для всех гео­ дезических и картографических работ в СССР.

Ввиду небольшого полярного сжатия Земли при приближен­ ных расчетах ее принимают за шар с радиусом, по данным Ф. Н. Красовского равным 6371 км.

1.5. М етод проекций. П л а н, к а р т а, про ф и ль Проектирование некоторого пространственного контура (рис. 1.3) на основную уровенную поверхность земного ABCDE шара выполняется отвесными линиями, которые на этой поверхно­ сти дают проекцию контура A 0B o C 0D q E 0 в виде сферического мно­ гоугольника.

Относительно небольшой участок уровенной поверхности можно признать плоским. Для. выяснения размеров такого уча­ стка, обратимся к рис. 1.4 и определим значения A h и As погреш­ ностей, а точнее, искажений, возникающих при замене дуги s касательной S \ = A B ', проведенной через точку Л. Из (рис. 1.4) следует:

(Я + Д/г)2 = Я 2 + я1 или R 2 + 2 R A h + М 2 = R 2 + s i По малости величины A h по сравнению с R, ее квадратом можно пренебречь. По той же причине можно считать, что si = s.

Горизонт, плоскость Sf g i А Рис. 1.4. Поверхность зем­ Рис. 1.3. Проекции точек земной поверхности на уро- ного шара и касательная венную поверхность. к ней плоскость.

При таких допущениях получаем A h = s 2/ 2 R или непосредственно из Рис- l A Aft = ( s c e — 1). (1.4) Величина As получается из более сложных вычислений:

и, как и ранее, A s = l z/ 3 R As = ( t g s - e ). (1.5) Значения A h и As, вычисленные для различных значений при # = 6371 км, приведены в табл. 1.1.

Таблица 1. Погрешности, возникающие при замене участка уровенной поверхности плоскостью Д л и н а д у г и, км П огреш н ость.

см 10 1 5 ДА 196 196201 7 8 0,8 0,0 0 1 0,10 103 As Для суждения о допустимом значении погрешности As вос­ пользуемся относительным ее значением As/s: при s = 50 км оно составляет 1/48544 т. е. погрешность значительно меньше допу­ стимой при обычных линейных измерениях. Поэтому участок уро­ венной поверхности в виде круга радиуса до 50 км можно считать п л о с к и м. Высотные же погрешности — искажения, возникаю­ щие при замене участка уровенной поверхности плоскостью при­ ходится учитывать, как это следует из табл. 1.1, даже при неболь­ ших расстояниях между точками на земной поверхности.

С помощью геометрических построений проекцию некоторого контура местности можно изобразить на бумаге в уменьшенном виде.

Уменьшенное и подобное изображение на бумаге горизонталь­ ной проекции сравнительно небольшого участка местности назы­ вается п л а н о м. Существенными признаками плана являются:

1) небольшие размеры изображаемого участка, в пределах кото­ рого можно не считаться с кривизной Земли, 2) постоянная сте­ пень уменьшения изображения. Следует, однако, подчеркнуть, что подобие контуров, изображенных на плане, и действительных контуров обеспечивается лишь в условиях плоской равнины.

Изображение больших участков сферической поверхности на плоскости без искажений невозможно. При непосредственном раз­ вертывании сферической поверхности на плоскость получаются складки и разрывы, затрудняющие практическое использование таких изображений.

Для изображения на бумаге сферической поверхности приме­ няются особые, картографические, методы проектирования, обес­ печивающие сплошность изображений значительных территорий с учетом сферичности Земли, а следовательно, с неизбежными искажениями.

Уменьшенные, обобщенные и закономерно искаженные изоб­ ражения на бумаге значительных территорий с учетом кривизны Земли, называются к а р т а м и. Существенным признаком карты является наличие на ней сети меридианов и параллелей — к а р ­ т о г р а ф и ч е с к о й с е т к и, являющейся каркасом для нанесе­ ния всех подробностей местности (ее ситуации), в результате чего получается карта, по которой могут производиться измере­ ния—•к а р т о м е т р и ч е с к и е р а б о т ы.

Уменьшенное изображение вертикального разреза земной по­ верхности по некоторому на ней или на карте (плане) направле­ нию называется п р о ф и л е м. Для большей выразительности неровностей земной поверхности уменьшение вертикальных разме­ ров на профиле принимается в 5— 10 раз меньшим, чем для гори­ зонтальных.

1.6. С истем ы к о о р д и н а т в г е о д е зи и Положение точек физической поверхности Земли определяется в системах координат: географических (астрономических) и гео­ дезических, а также полярных и прямоугольных, вычисляемых относительно основных точек и линий фигуры Земли, представ­ ленных на рис. 1.5. У геоида, представляемого как эллипсоид вра­ щения, его малая ось — ось вращения обозначена полюсами се­ верным Р с и южным Р ю.

Вертикальная плоскость, проходящая через данную точку М и ось вращения Земли, называется п л о с к о с т ь ю г е о г р а ф и ­ ч е с к о г о м е р и д и а н а этой точки;

линия пересечения плос­ кости меридиана с земной поверхностью называется г е о г р а ф и ­ ч е с к и м м е р и д и а н о м д а н н о й т о ч к и, а с плоскостью го­ ризонта— по л у д ей н о й л и н и е й.

5Ъ Ь Е Рис. 1.5. Основные точки на Земле.

Начальным меридианом принят гринвичский меридиан (Грин­ вичская обсерватория вблизи Лондона).

Линии пересечения земной поверхности плоскостями, перпен­ дикулярными к оси вращения Земли, называются п а р а л л е ­ л я м и. \Параллель, равноотстоящая от полюсов, называется э к в а т о р о м. Плоскостью экватора Земля делится на северное и южное полушария.

Плоскость начального меридиана и плоскость экватора яв­ ляются исходными в системе счета географических (астрономиче­ ских) координат: широты и долготы X.

р Ш и р о т о й называется угол, составленный отвесной линией, проходящей через данную точку, с плоскостью экватора. Широты отсчитываются в обе стороны от экватора от 0 до 90° и назы­ ваются северными и южными.

Долготой называется двугранный угол, образованный плоскостью меридиана, проходящего через данную точку, сплос 2 Заказ № 119 костью начального меридиана. Долготы отсчитываются в обе сто­ роны от начального меридиана от 0 до 180° и называются соот­ ветственно восточная и западная долгота.

Географические координаты некоторой точки земной поверхно­ сти записываются следующим образом: ф = 40о20'35" с. ш. и Л= 34°15'20" в. д.

Географические координаты определяются независимо для каждой точки земной поверхности астрономическим путем: широта как высота полюса Мира над горизонтом в^очке наблюдения и долгота как определяемая по радио и выраженная в градусной мере разность между значениями местного времени в Гринвиче и в наблюдаемой точке в один и тот же момент времени.

Широты и долготы, вычисленные по данным геодезических измерений, называются г е о д е з и ч е с к и м и и обозначаются:

В — широта и L — долгота, по абсолютному значению отли­ чаются от географических.

1.7. П о л я р н ы е ко о рд ин аты Пусть в некоторой плоскости Р (рис. 1.6) имеются две точки С, взаимное расположение которых известно. Если принять В я точку В за начало координат, назвав ее полюсом, а линию В С за начальное направление, то положение любых других точек, на­ пример D и Е, можно определить в этой системе координат, изме­ рив у г л ы о р и е н т и р о в а н и я Pi и р2, и р а д и у с ы - в е к »

с D Рис. 1.6. Полярные коор­ динаты.

т о р ы Г[ и г 2. Эти величины, взятые попарно, являются п о л я р ­ н ы м и к о о р д и н а т а м и точек D и Е при заранее выбранных полюсе и начальномч направлении.

Если начальное направление В С совпадает с северным на­ правлением меридиана, то угол ориентирования является азиму­ том. А з и м у т о м называется угол, образованный северным (по­ ложительным) направлением меридиана, с направлением данной линии, он изменяется от 0 до 360° по ходу часовой стрелки. Ази­ мут может быть истинным (Л) или магнитным (Лм) в зависи­ мости от того, от какого меридиана ведется счет углов ориенти­ рования.

Магнитный азимут отличается от истинного на некоторый угол б, называемый с к л о н е н и е м м а г н и т н о й с т р е л к и (см. п. 4.3).

Р у м б о м называется угол, исчисляемый от ближайшего (се­ верного или южного) направления меридиана до направления данной линии. Он изменяется от 0 до 90° и имеет наименование той четверти, в которой находится данная линия.

Север Рис. 1.7. Связь между азимутами и румбами линий.

При этом следует иметь в виду такое обстоятельство: в геодезии углы ориентирования увеличиваются по х о д у часовой стрелки, а в тригонометрии — против ходу. Поэтому в геодезии счет четвертей принят обратный и оси коор­ динат повернуты на 90°. Таким образом достигнута возможность применения при геодезических вычислениях формул тригонометрии и аналитической геомет­ рии без каких бы то ни было изменений.

Формулы связи между азимутами и румбами (табл. 1.2) рас­ смотрим на примере построения линий, заданных во всех четвер­ тях из одной и той же точки К (рис. 1.7).

Таблица 1. Формулы связи меж ду азимутами и румбами Формулы связи Пример подписи А зи м ут Ч етверть румба азимут румб ri = A\ С В :1 3 °4 6 ' А \= п I 0 -9 0 ° Ю В: 47°24' 9 0 -1 8 II г2 =1 8 0 ° — Л2 Л 2 = 1 8 0 ° - г ЮЗ : 6 2 ° 1 7 ' г 3= А 3 — 1 80° 1 8 0 -2 7 III ^ з = 18 0 ° + /"з С 3 :2 4 ° 4 2 ' г 4= 3 6 0 ° — А 2 7 0 -3 6 0 А,= 3 6 0 ° — г IV 2* Полярные координаты позволяют определить взаимное поло­ жение двух точек, находящихся на относительно небольшом рас­ стоянии друг от друга в условиях взаимной видимости и доступ­ ности для измерений. Для определения взаимного положения то­ чек, находящихся на значительном расстоянии друг от друга, воспользуемся м н о г о п о л ю с н о й системой координат, или п о л и г о н о м е т р и ч е с к и м х о д о м (рис. 1.8), в котором из мерены углы поворота линий и их длины.

Так, положение точки 2 относительно точки 1 как полюса определяется координатами A j - г и d i ~ 2, после этого полюсом ста­ новится точка 2, относительно которой координатами А г - з и й г - з определяется положение точки 3 и т. д. Связь между полю­ сами — вершинами хода осуществляется следующим образом.

При движении от точки к точке 3 угол Рг является углом, в п р а в о п о х о д у л е ж а щ и м, а угол Рг, дополняющий угол р2 до 360° (не показанный на рисунке),— в л е в о п о х о д у л е ж а щ и м. Продлим теперь линию 1 — 2 и установим, что А 2 _ — А ] _ 2 - { - р 2 180°, 3 = откуда А 2_ 3 = А, _ 180°- р 2, 2+ (1.6) т. е. а з и м у т п о с л е д у ю щ е й л и н и и р а в е н а з и м у т у п р е д ы д у щ е й л и ­ н и и п л ю с 180° м и н у с у г о л, в п р а в о по х о д у леж а щ и й.

Можно написать также А-з — ^ 1 - 2 + *8 0 ° = Рг откуда Л2_ 3= Л ;

_ 2- 180° + р;

(1.7) т. е. азим ут п о с л е д у ю щ е й л и н и и р а в е н ази м ут у п р е д ы д у щ е й л и ­ н и и м и н у с 180° п л ю с у г о л, в л е в о п о х о д у леж а щ и й.

Оказывается, таким образом, что при многополюсной системе координат нет необходимости в непосредственном определении азимутов всех сторон хода, которое само по себе представляет достаточно сложную задачу. Следует лишь иметь азимут началь­ ной (и конечной для контроля) стороны хода, а остальные можно получить путем вычислений по формулам (1.6) или (1.7).

Убеждаемся таким образом, что для определения взаимного положения двух и более точек на местности необходимо проде­ лать два рода измерений — угловые и линейные. К этому важному выводу мы еще вернемся в даль­ нейшем изложении.

При значительной протяжен­ ности линий и ходов возникает --------- Рис. 1.9. П рям ой и об ратн ы й Рис. 1.1 0. Сближ ение м ери ази м уты. дианов.

необходимость учета угла у (рис. 1.9), называемого с б л и ж е ­ нием м е ри ди ан ов.

Продолжим на рис. 1.9, как и на рис. 1.8, линию 1 — 2, про­ ведем направление С'Ю'ЦСЮ и заметим, что азимут Л/_2, назы­ ваемый в данном случае п р я м ы м, отличается от азимута Лг-/, являющегося о б р а т н ы м, не на 180°, как могло бы быть в слу­ чае параллельности меридианов в точках 1 и 2, а на некоторую другую величину, отражающую влияние сближения меридианов.

Из рис. 1.9 следует, что Л2- ;

= Л ;

_ 2+ 180°+у Если расстояние между точками 1 и 2 невелико, то меридианы в этих точках можно считать параллельными, следовательно, ( 1.8) 180°.

т. е. в этом случае некоторой п р я м о й азим ут л и н и и от л и ча ет ся от о б р а т н о г о н а 1 8 0 е.

При переходе от прямого румба к обратному изменяется наи­ менование румба: если прямой румб имеет выражение СВ : 34°, то обратным ему будет румб Ю З : 34°.

Пользуясь рис. 1.10, выведем формулу для определения сбли­ жения меридианов на шаре, предположив, что точки А я В лежат на одной параллели с широтой ср. Угол А О В выражает разность долгот точек А и В — ЛЯ, а угол A S B — сближение меридианов у.

По малости угла у можно считать, что А В — дуга параллели радиуса О А = О В — не отличается от дуги А В, проведенной из точки 5 при радиусе S A — S B. Поэтому, основываясь на том, что углы, опирающиеся на круговые дуги равной длины, обратно пропорциональны радиусам этих дуг, напишем y / A h —A O / A S и найдем у = А Х А О / А S. Однако из рис. 1.10 следует, что A O f A S = = sincp, потому что треугольник Л 0 5 прямоугольный и, кроме того, ^ lA S O = ^ l A C E = q как-углы со взаимно перпендикулярными сто­ ронами. Поэтому окончательно получаем Y ==A ^ sin 9- (1-9).

Из этой формулы следует, что сближение меридианов отсут­ ствует на экваторе (ф = 0) и приобретает максимальное значение на полюсе (ф = 90).

1.8. П р я м о уго л ь н ы е ко о рд ин аты Рассматривая некоторую линию 0 — 1 (рис. 1.11) как вектор, разложим его на составляющие и одну из них направим вдоль меридиана (ось X ), а другую перпендикулярно к ней (ось У).

Расстояния их по осям от начала в точке 0 { х \ — абсцисса и — Рис. 1.1 1. П рям ая и обр атн ая гео д ези ч еск ая зад ач а в прям о­ уго л ь н ы х к о о р д и н атах.

ордината) называются п л о с к и м и п р я м о у г о л ь н ы м и к о ­ о р д и н а т а м и т о ч к и /. Аналогично определяются координаты точек, находящихся во всех четвертях системы прямоугольных координат, связанной с системой полярных координат. Эта связь иллюстрируется решением прямой я - обратной геодезических задач.

1.8.1. Прямая геодезическая задача Решением этой задачи осуществляется переход от полярных координат некоторой точки к прямоугольным. Она формулируется следующим образом: зная координаты точки 1 (хь t/i), азимут A j - 2 и d j - 2 — горизонтальное проложение линии 1 — 2, найти коор­ динаты точки 2.

Из рис. 1.11 следует:

X2 — x { + ( X 2 — X i) — X i + AX, (г/ — У \ ) = У \ (1.10) У2 = У\ + + Ау, где А х и Аг/ — разности координат начальной и конечной точек, называемые п р и р а щ е н и я м и к о о р д и н а т, они являются Рис. 1.1 2. С и стем а п ло ски х7 п р я м о у го л ь н ы х координат в ге о д е зи и.

проекциями данной линйи d на соответствующие оси координат;

величины их можно определить по формулам:

А х — d cos А, A y = d sin A. (1-11) Тогда формулы (1.10) примут вид:

х 2 = Х\ + d cos А, ( 1. 12) y 2 = yi + d sin A.

Формулы (1.12) применимы для линий любого направления, следует лишьучитывать знаки приращениякоординат,которые зависят отзнаков cos Л и sin Л или, по правилу Декарта, от чет­ верти (названия румба), в которой лежит данная линия. Они по­ казаны на рис. 1.12.

Если,при решении прямой задачи пользоваться не азимутами, а румбами линий, то формулы ( 1.12) примут следующий вид:

х2 = + d cos г, У2 = У + d sin г.

\ (1.13) 1.8.2. Обратная геодезическая задача Задача состоит в вычислении длины и направления (румба) линии по координатам ее концов. Из формул (1.12) следует:

У1= _ У2 Г 1 —2 ’ (1.14) х2 — x l = d I _ 2 c o s r 1_ 2.

Разделив почленно написанные равенства, получаем tg = (1-5) Вычислив значение румба, по знакам приращений (рис. 1.12) и формулам связи (табл. 1.2) можно определить азимут ли­ нии d j - 2.

Формулы (1.13) позволяют вычислить с контролем длину линии (1.16) л = - ф -. Ш ~ = Х 2 ~ Х1.

7-2 S i n 0 - 2 Гj 2C O S Применяя теорему Пифагора, значение можно получить d is ' и по такой формуле:

Ау 2, (1.17) V (*2 — ( г /2 — Ух) 2 = d i- л/Ах2 + 2= * i)2 + однако без контроля.

Прямые и обратные геодезические задачи обычно решают при помощи логарифмов. Для ускорения работы применяются таблицы приращений прямоугольных координат или таблицы натуральных значений тригонометрических функций. При вычислениях при­ меняются обычные или механические счеты, а также арифмо­ метры обычные, электрические, электронные (микрокалькуля­ торы).

Правила пользования таблицами с решением числовых приме­ ров содержатся в каждой из перечисленных таблиц. Правила ра­ боты со счетными приборами рекомендуется изучить по соответ­ ствующим руководствам.

1.9. З о н а л ь н а я си сте м а п р я м о у го л ь н ы х коорд инат Удобствами системы плоских прямоугольных координат можно пользоваться в пределах сравнительно небольших разрозненных участков, на которых можно не считаться с кривизной Земли (см. табл. 1.1).

'Изучение вопросов, связанных с объединением в одну систему геодезических работ, производящихся на большой территории, привело немецкого ученого К. Гаусса (1777— 1855 гг.) к выводу, что проектирование земной поверхности на плоскость следует осуществить по частям —зонам. В СССР зональная система пря моугольных координат применяется с 1928 г. по инициативе проф. Н. Г. Келля (1883— 1965 гг.), впервые использовавшего ее в Кузнецком каменноугольном бассейне.

Сущность зональной системы прямоугольных координат со­ стоит в следующем. На поверхности Земли мысленно проведем меридианы через 6°, начав с нулевого (Гринвичского) меридиана, который примем западной границей первой зоны. Затем пронуме­ руем зоны в направлении с запада на восток, получив таким образом 60 шестиградусных зон. Если обозначить долготы запад­ ного и восточного меридианов, ограничивающих зону, соответст­ венно L 3 и L B, а долготу среднего, осевого, меридиана L 0, то, зная Рис. 1.13. Проекция зоны на внутреннюю поверхность цилиндра.

номер зоны п, можно определить значения указанных долгот по следующим простым формулам:

Z3 = 6 ( « — 1);

Z0 = 6п — 3 и L B = 6/г. (1.18) Самые общие представления о том, как получаются плоские изображения сферических поверхностей зон, можно получить, представив себе, что земной эллипсоид заключен в цилиндр (рис. 1.13), ось которого лежит в плоскости экватора, а внутрен­ няя поверхность касается осевого меридиана проектируемой зоны. Последний, очевидно, изобразится на проекции без иска­ жений.

При проектировании зоны на внутреннюю поверхность ци­ линдра' выдвигается условие, чтобы бесконечно малый круг на сферической поверхности зоны изобразился кругом же, хотя и несколько иного радиуса. Этим обеспечивается равноугольность проекции и постоянство масштаба при изображении небольших участков сферической поверхности на плоскости.

В целом изображение зоны на внутренней поверхности цилиндра получается более широким, нежели на эллипсоиде. На плоскости осевой (средний) меридиан каждой зоны и экватор изображаются прямыми взаимно перпендикулярными линиями, причем осевой меридиан изображается без искажений, а все остальные мери­ дианы, а следовательно, и все линии по мере удаления их от осе­ вого меридиана получают искажения, определяемые по формуле (1.19) As = d - s = -^ -s, где d — длина линии на плоскости;

s — измеренная длина линии;

— ордината середины данной линии;

R — средний радиус кри­ у визны эллипсоида в этой точке.

На территории СССР к северу от параллели 35° наибольшее удаление от осевого меридиана составляет 270 км, при котором относительное искажение длин выражается 1 : 1100, т. е. не выхо­ дит за пределы точности обычных линейных измерений. Этим и обусловлен размер зоны в 6° по долготе. Если получающиеся при этом искажения длин признаются недопустимыми, то приме­ няются трехградусные зоны, у которых осевыми меридианами являются поочередно граничные и осевые меридианы шестигра­ дусных зон.


Долгота осевых меридианов трехградусных зон определяется по-формуле Zo = 3 ( » - l ), (1.20) где п — номер зоны.

На территорию СССР приходится 29 зон, с 4-й по 32-ую зону включительно. В каждой зоне изображение осевого меридиана принимается за ось абсцисс X, а изображение экватора за ось ординат У. Началом координат является точка пересечения осе­ вого меридиана с экватором. Правило знаков обычное.

Для обеспечения однозначности определения планового поло­ жения точек на земной поверхности и удобства в работе принято следующее:

1) начало координат в каждой зоне перенесено на 500 км к западу от осевого меридиана, чем исключены отрицательные значения ординат;

2) перед каждой ординатой ставится (вводится в ее значение) номер зоны.

Усовершенствованные таким образом ординаты называются п р и в е д е н н,ы м и.

Так, если даны приведенные координаты точки А у А = = 4 374 284,16 м и точки В г/в = 4 884 326,32 м, то это значит, что обе точки находятся в 4-й зоне и обычные их ординаты будут у А = — 125715,84 м и г/в = + 384 326, 32 м.

Принимая в зоне в качестве оси абсцисс изображение осевого меридиана, мы тем самым выпрямляем изображения остальных меридианов зоны (рис. 1.14) и вновь встречаемся с необходимо­ стью учета сближения меридианов (см. рис. 1.9) и еще с одной разновидностью углов ориентирования — дирекционным уг­ лом — а.

Д и р е к ц и о н н ы м у г л о м некоторой линии по аналогии с азимутом называется угол, составленный направлением этой Проекция осевого / меридиана зоны / +У -У О О' Рис. 1.14. Зона с изобра­ жением километровой сетки.

-X -X линии с положительным направлением оси X. Как и азимут, он отсчитывается от нее по ходу часовой стрелки от 0 до 360°.

В общем виде ( 1.21) 1.10. В ы с о ты то ч е к зем ной п о вер хн о сти Для характеристики пространственного положения точек на физической поверхности Земли наряду с плановыми координатами (ф и X, А и d, или х и у, и а и d ) следует знать и их высотное положение, которое определяется путем нивелирования (см.

п. 13.2). Высота некоторой точки земной поверхности — это из­ меренное по вертикали расстояние от этой точки до уровенной поверхности (рис. 1.15). Числовое значение высоты точки яв­ ляется ее о т м е т к о й.

Различают абсолютные, условные и относительные высоты.

А б с о л ю т н а я в ы с о т а точки Я абс — это определенное по вертикали расстояние от этой точки до основнрй уровенной по­ верхности.

В С С СР положение основной уровенной поверхности и нуль системы абсолютных отметок высот фиксирует горизонтальная черта на металлической пластине, укрепленной на устое моста через Обводный канал в Кронштадте. Эта черта расположена на высоте, соответствующей среднему уровню моря за период 1825— 1840 гг. Средний многолетний уровень воды в Кронштадте за период 1840— 1941 гг. был ниже нуля Кронштадского фут­ штока на 0,016 м;

а за период 1806— 1970 гг.— на 0,011 м (ГО СТ 18452— 73). Нуль высот СССР связан с нулями высот других государств.

У с л о в н а я в ы с о т а точки H ycR представляет собой изме­ ренное по вертикали расстояние от этой точки до некоторой уро­ венной поверхности, условно принятой за нулевую. К такому приему приходится прибегать в тех случаях, когда определить В Рис. 1.15. Высоты точек земной поверхности.

для данной точки абсолютную высоту не представляется возмож­ ным.

О т н о с и т е л ь н а я в ы с о т а, или п р е в ы ш е н и е, h — это высота ее над некоторой другой точкой земной поверхности. По существу — это разность абсолютных или условных высот (см.

рис. 1.15).

1. 11. П о н яти е о геод ези чески х с ъ е м к а х, и х виды и н азначени е Совокупность измерительных работ, целью которых является определение взаимного положения элементов местности и их раз­ меров, с описанием в той или иной форме особенностей и значе­ ния этих элементов, называется г е о д е з и ч е с к о й с ъ е м к о й.

Как исследователь природы геодезист обязан объективно и с заданной точностью зафиксировать элементы местности, пред­ ставленные на участке съемки, подчиняясь в то же время общего­ сударственным и ведомственным инструкциям, регламентирую­ щим правила и точность выполняемых геодезических работ.

Съемки бывают наземные, воздушные и космические. Все они в большей или меньшей степени пользуются услугами фотографии, особенно воздушная съемка, которая в этом случае получает название а э р о ф о т о с ъ е м к и.

Различаются съемки: п л а н о в а я (горизонтальная, контур­ ная), если относительное положение местных предметов харак­ теризуется по их проекциям на горизонтальную плоскость, и в ы ­ с о т н а я (вертикальная), если для характеристики относитель­ ного положения местных предметов используются их проекции на вертикальную плоскость. Следует, однако, иметь в виду, что ре­ зультатом собственно вертикальной съемки является только ката­ лог высот, проекции же точек на вертикальную плоскость (про­ филь местности) должны базироваться на плановой основе. По­ этому такую высотную съемку правильнее рассматривать как раз­ новидность совместной планово-высотной съемки, которая как метод изучения земной поверхности получила широкое распрост­ ранение под названием т о п о г р а ф и ч е с ко й. Ее задачей яв­ ляется графическое изображение местности с детальной характе­ ристикой рельефа. По аналогии г и д р о г р а ф и ч е с к о й съемкой называется съемка водного объекта с детальной характеристикой его ложа и берегов.

Съемки различаются по характеру используемых геодезиче­ ских приборов (инструментов) и называются соответственно и н струментальными, полуинструментальными и глазомерными.

Съемки классифицируются также по наименованию применяе­ мых приборов (буссольная, буссольно-дальномерная, теодолит­ ная, фототеодолитная, мензульная, тахеометрическая).

Применяются и такие наименования съемок, в которых под­ черкивается главный элемент измерения, например у г л о м е р ­ н а я съемка. Ранее уже отмечалась и такая, широко применяе­ мая классификация съемок: к р у п н о м а с ш т а б н а я, с р е д н е ­ масштабная и мелкомасштабная.

Съемочные работы, в каких бы целях они не производились, выполняются по принципу от общего к частному, суть которого состоит в определенной очередности работ: сначала создается опорная сеть в виде некоторой системы геодезических пунктов, а затем выполняется съемка подробностей, или, как она часто называется, с ъ е м к а с и т у а ц и и.

Требуемая точность съемочных работ и создаваемых затем документов обеспечивается контролем выполняемых геодезиче­ ских работ, осуществляемых на всех этапах их производства.

В геодезических работах различается два этапа — полевой и камеральный.

Содержанием п о л е в о г о этапа является собственно съемка, или измерительный процесс, осуществляемый по предварительно составленному проекту.

Как уже указывалось, элементами геодезических измерений являются горизонтальные и вертикальные углы и расстояния (го­ ризонтальные, наклонные и вертикальные). Для измерений при­ меняются описываемые в дальнейшем геодезические приборы:

а) угломерные: эклиметры, эккеры, гониометры, буссоли, теодо­ литы;

б) углоначертательные — мензульный комплект;

в) фото­ графирующие: фототеодолиты, аэрофотоаппараты;

г) для линей­ ных измерений: рулетки, мерные ленты, дальномеры;

д) для измерения вертикальных расстояний: нивелиры с рейками, гипсо­ термометры, барометры-анероиды, микробарометры и пр.

Результаты измерений записываются в геодезические журналы стандартной формы и дополняются схематическими чертежами, вы­ полняемыми непосредственно в поле (абрис, пикетажный журнал).

Основное правило ведения полевых журналов и ведомостей, в которых производятся геодезические и другие вычисления: их следует вести тщательно и аккуратно, придерживаясь определен­ ной системы, так, чтобы в любом документе без труда мог разоб­ раться другой специалист.

К а м е р а л ь н ы й э т а п состоит из двух процессов: вычис­ лительного и графического.

Задачей в ы ч и с л и т е л ь н о г о п р о ц е с с а, осуществляемого по заранее продуманным, обеспечивающим надежный контроль и в большинстве своем стандартным формулярам, является получе­ ние количественных характеристик точек местности в цифровой и графической форме. Геодезисту очень много приходится вычис­ лять, для облегчения его труда применяются различные таблицы, графики, номограммы и разнообразная вычислительная техника — от простых счет до электронных вычислительных машин (ЭВ М ), стационарных и карманных (микрокалькуляторов).

Г р а ф и ч е с к и й п р о ц е с с, заключающийся в изображении результатов измерений средствами чертежа, составленного по стандартным условным знакам с соблюдением определенных пра­ вил оформления, осуществляется при всех видах геодезической съемки. Даже в тех случаях, когда результаты геодезических измерений могут быть оформлены в виде каталогов координат или высот точек, требуется составление чертежей выкопировок и за­ рисовок, характеризующих их местоположение.

Геодезический чертеж является юридическим документом и в то же время своеобразным произведением искусства, он дол­ жен удовлетворять выработанным практикой эстетическим нор­ мам. Он служит для самых разнообразных инженерных расчетов и проектирования, поэтому должен удовлетворять требованиям соответствующих инструкций, соблюдение которых контролируется Государственным геодезическим надзором.

ГЛ А В А И зучени е топограф и чески х карт и планов 2.1. И н стр у м е н ты и п р и н а д л еж н о сти для гр а ф и ч е ск и х р а б о т При составлении топографических карт и планов и последую­ щих работах с ними применяются линейки, треугольники, транс­ портиры, а также различные чертежные принадлежности и мате­ риалы, сведения о которых содержатся в пособиях по топографи ческому черчению. Здесь отметим лишь, что при работе с картой потребуются готовальни (ГО СТ 21469— 76), выпускаемые в раз­ новидностях: УК — универсальная готовальня для картографи­ ческих и Т — для топографо-геодезических работ. Они допол­ няются штангенциркулем, применяемым при измерениях особо длинных линий на картах и некоторых построениях.


Транспортиры для геодезических целей (ГОСТ 13494— 68) вы­ пускаются полукруговые металлические (рис. 2.1) и круглые пластмассовые (рис. 2.2). Цена деления круговых шкал транс­ портиров 0,5°.

2.2. М а с ш т а б ы. Т о чн о сть м а с ш т а б а и гр а ф и ч е ск а я точность ч е р те ж а Изображение результатов геодезических съемок на чертежах (план, карта, профиль) сопровождается1 уменьшением размеров всех объектов съемки. Степень этого уменьшения характеризуется принятым м а с ш т а б о м изображения.

В геодезии применяются следующие виды масштабов: числен­ ный, именованный и графические (линейный, поперечный, пере­ водный и клиновой).

Ч и с л е н н ы м масштабом называется отношение длины не­ которой линии на плане I к длине горизонтального проложения d этой линии на местности.

Отношение, приведенное к виду — —1 (2 1) 1 1: d d -.l т• К*' выражает численный масштаб плана. Он представляет собой от­ влеченное число, выраженное дробью с числителем, равным еди­ нице, например 1/5000 и 1: 50000. Знаменатель т выражает сте­ пень уменьшения.

Планы и крупномасштабные карты позволяют решать следую­ щие основные задачи.

1. Определение длины линии d на местности по длине соответ­ ствующей ей линии I на плане (карте) масштаба 1 : т.

На основании формулы (2.1) имеем d = lm.

П р и м е р. Измеренному по плану масштаба 1 : 5 0 0 0 отрезку / = 1, 5 см, на местности соответствует расстояние d —1,5 - 5 0 0 0 = 7 5 0 0 см, или 7 5 м.

2. Определение длины I на плане (карте) масштаба 1/ т по известной длине линии d на местности.

Согласно формуле (2.1) напишем (2.3) l = d : т.

П р и м е р. Горизонтальное проложение измеренной на местности длины ли­ нии d = 3 4 0 м на плане масштаба 1 : 10 000 выразится отрезком / = 3 4 0 : 10 0 0 0 = = 3 4 0 00 см : 10 0 0 0 = 3,4 см.

3. Определение масштаба карты, если сведения о нем по тем или иным причинам отсутствуют, осуществляется по формуле (2.1).

В качестве длины линии на местности d могут быть использо­ ваны: длины дугмеридианов и параллелей градуснойсетки, вы­ бираемые из соответствующих таблиц (см. приложение), длины сторон квадратов километровой сетки, изображаемой на крупно­ масштабных картах, или координатной сетки на планах и изве­ стные расстояния между изображениями местных предметов, например между километровыми столбами вдоль шоссейных до­ рог.

Обозначение численного масштаба принято сопровождать и м е н о в а н н ы м м а с ш т а б о м. Последний указывает количе­ ство укрупненных, удобных для пользования, единиц на местно­ сти, соответствующих единице, принятой для измерений на карте.

В отличие от численного, именованный масштаб имеет размер­ ность. Так, например, численный масштаб 1 : 50 О О может сопро О f : 1см на карте соответствует 500 м на местности мЮОО 500 0 1 2 3 4КМ IL iЦ | lI Г*— 2см — fcj Основание м асш таба Рис. 2.3. График линейного масштаба.

вождаться таким именованным: «в 1 сантиметре 500 метров»

или «в 2 сантиметрах 1 километр». С применением именованного масштаба несколько упрощаются вычисления по формулам (2.2) и (2.3).

При массовых измерениях пользуются л и н е й н ы м м а с ­ ш т а б о м (рис. 2.3). Он представляет собой прямую линию, на ко­ торой несколько раз отложен и соответствующим образом оциф­ рован отрезок, называемый основанием масштаба. Основание масштаба в большинстве случаев равно 2 см;

на старых картах АВ N t9 §3 §§ f S*§ [987Б54321(р и-Десяты, едом~ -Целые основания основа Рис. 2.4. График нормального поперечного масштаба.

и планах основание линейного масштаба принималось равным 1 дюйму, реже — 0,01 сажени.

Крайний левый отрезок линейного масштаба делят на п рав­ ных частей, обычно на 5 или 10. Точность определения длин ли­ ний по линейному масштабу без глазомерной оценки долей наи­ меньшего деления масштаба составляет 0,1 основания масштаба, т. е. 2 мм, и если допускается глазомерная оценка, то 0,2 мм.

Для уверенного определения сотых долей основания приме­ няется п о п е р е ч н ы й м а с ш т а б (рис. 2.4), который строится следующим образом.

Отложив на прямой K L несколько двухсантиметровых отрез­ ков, восставим в полученных точках перпендикуляры. На крайних 3 Заказ № 119 перпендикулярах отложим отрезки K M = L N = 2 см (или не­ сколько более) и, проведя через них линию M N \ \ K L, получим еще раз линейный масштаб с основанием М В = К С. Разделим те­ перь отрезки К С и М В на т и отрезки К М и L N на п равных ча­ стей и через полученные точки проведем параллельные линии так, как показано на рисунке.

В результате выполненного построения наименьшим делением поперечного масштаба является отрезок a \ b i, размер которого определяется из подобия треугольников а ф ^ С и A B C :.

Поскольку А В = К С / т и Ь { С = В С / п, то a i b i — K C / m n. На гра­ ф и ке нормального (стандартного) поперечного масштаба т = п = ч.= 10, поэтому (2.4) a lb l = 0,0 1 К С.

/ Наименьшее деление нормального поперечного масштаба со­ ставляет 0,01 его основания, т. е. 0,2 мм.

Рассматривая последовательно все треугольники, подобные треугольнику а ф \ С, устанавливаем, что каждый отрезок, парал­ лельный линии а ф и отличается от соседних отрезков на а ф \, поэтому a 2b 2 = 2 a i b u a3ft3 = 3a1&i и т. д.

По рис. 4 отрезок R S равен 357 м в масштабе 1 :5000 и 142,8 м в масштабе 1 :2000;

отрезок P Q = 590 м в масштабе 1 : 1 0 000 и 1475 м в масштабе 1: 25 000;

отрезок T U = 5,48 км в масштабе 1 : 100 000 и 2,74 км в масштабе 1 :50 000.

График поперечного масштаба гравируется на некоторых при­ борах и металлических линейках, называемых м а с ш т а б н ы м и.

Перед применением каждый график поперечного масштаба проверяется с помощью циркуля и нормальной линейки. Отрезки R S = 71,4 мм, P Q = 59,0 мм и T U = 5 4, 8 мм и другие (см. рис. 2.4) с помощью контрольной линейки (см. рис. 1.4) измеряются с точ­ ностью ±0,1 мм. Если требуется отложить на бумаге не 71,4, а 71,5 мм, то линию R S следует поднять на половину расстояния между 7-й и 8-й линиями графика масштаба.

Линия на местности, выражающаяся на чертеже данного мас­ штаба отрезком 0,1 мм, называется п р е д е л ь н о й т о ч ­ ностью поперечного масштаба.

Предельную точность масштаба в цифровом выражении най­ дем по формуле (2.2), заменив в ней величину d искомой пре­ дельной точностью масштаба ^ р, а величину / примем равной П 0,0001 м. Тогда п (2.5) *пр = 0,0001т = -1оооо- м.

Следовательно, для определения предельной точности мас­ штаба в метрах нужно разделить знаменатель его численного масштаба на 10 000.

Предельная точность масштаба 1 : 5000 равна 0,5 м. Значит, на плане масштаба 1: 5000 нельзя изобразить предметы разме­ рами менее 0,5 м (можно указать лишь их местоположение вне масштабными условными знаками), мелкие детали крупных объектов в этом случае сглаживаются — генерализуются.

Отсюда, естественно, возникает вопрос о точности и о подроб­ ности измерительных работ, выполняемых для составления плана в данном масштабе.

Не менее важную характеристику любого чертежа и точности выполняемых на этом чертеже измерений представляет графиче­ ская точность чертежа.

При работе с обычными чертежными инструментами и при­ надлежностями и считая, что остро отточенным чертежным ка­ рандашом проводятся линии толщиной 0,1 мм, выражением гра­ фической точности любого чертежа следует принять точку —ок. 1: мО Ю О 500 0 1 2 3 ^км 1ми b Н id " 1ипи нтш мпш|Ыи1 п Ьи.ип.йПг т т нЫГ Т!

О о не сн ва и Масш аба.

т Рис. 2.5. Переводный масштаб.

ружность диаметра 0,2 мм, воспринимаемую как наименьшее де­ ление графика нормального поперечного масштаба (линия а \Ь \ на рис. 2.4).

В цифровом выражении графическая точность чертежа пред­ ставляет собой удвоенную предельную точность масштаба, поэтому для ее получения следует разделить знаменатель численного масштаба на 5000.

Таким образом заключаем, что предельная точность масштаба указывает, с какой точностью должен быть составлен чертеж заданного масштаба. Графическая же точность позволяет узнать, с какой точностью можно определить размеры местных предметов и расстояния между ними на чертеже.

При пользовании картами, составленными в прежних, немет­ рических мерах, а также для работы с аэрофотоснимками, фото­ копиями и при глазомерной съемке рассчитывается и строится график переводного масштаба (рис. 2.5). Построение такого масштаба покажем на следующем примере.

Положим, что масштаб рабочей карты 1 : 63 360. Для работы с такой картой график масштаба с основанием 2 см явно неудо­ бен, именованный масштаб для такой карты прочтется так:

«в 2 см 1267,2 м». Основание масштаба, удобное для измерений отрезков в метрической системе мер, по линейному или попереч­ ному масштабу определим из пропорции: х :Т = 1000 : 633,6 = = 1,58 см. График линейного масштаба оцифровывается в метри­ ческой системе мер, как показано на рис. 2.5.

3* Разновидностью переводного масштаба.является к л и н о в о й м а с ш т а б, основанный на известном из геометрии правиле де­ ления сторон угла параллельными линиями на соответственно равные части.

Проведем на бумаге (удобно на милли­ метровке) прямую и отложим на ней неко­ торый отрезок (допустим, 500 м в масштабе 1: 50 000) и из конца отрезка восставим пер­ пендикуляр, на котором отложим такой же отрезок в масштабе 1 :63 360. Соединив концы отрезков, получим гипотенузу тре­ угольника. Теперь остается провести ряд вер­ тикальных параллельных линий, разделив горизонтальный отрезок на равные части с нужной градацией (допустим, через 100 м);

получаем таким образом график клинового масштаба (рис. 2.6). Отрезку a b на карте масштаба 1 : 63 360 соответствует отрезок О а на карте масштаба 1: 50 000, длина которого выражена в метрических мерах.

Механическим воплощением переводного масштаба является п р о п о р ц и о н а л ь н ы й ц и р к у л ь (рис. 2.7). Требуемый раствор его ножек устанавливается путем перемещения вдоль прорезей установочной планки с за­ крепительным винтом и установки ее на нуж­ ное деление. Способ пользования этим цир­ кулем ясен из рисунка.

Рис. 2.7. Пропорциональный циркуль.

2.3. К л а с с и ф и к а ц и я к а р т и п л ан о в С введением зональной системы плоских прямоугольных коор­ динат различия между картой и планом несколько стерлись.

В связи с этим появилась необходимость классифицировать картографические материалы по их масштабам.

Наиболее употребительным является деление картографиче­ ских материалов на крупно-, средне- и мелкомасштабные. Придер­ живаясь установленного ранее различия, все картографические материалы масштаба 1 : 10 О О и мельче следует отнести к кар­ О там, а более крупных масштабов — к планам.

До применения в геодезии аэрофотосъемки можно было счи­ тать, что картографические материалы 1:10 0 00 0 и крупнее являются результатами непосредственных полевых измерений. Н а­ ряду с этим некоторые материалы, рассматриваемые как произ­ водные, получались по картографическим материалам более круп­ ных масштабов камеральным путем. Так, например, если фото­ графическим или иным путем уменьшить лист карты масштаба •1 : 1 0 000, то с заданными уменьшениями непосредственно или последовательно получатся части листов карт масштаба 1 : 25 000, 1 : 50 000 и т. д.

Аэрофотосъемка внесла существенные изменения в техноло­ гический процесс составления карт и планов. В настоящее время все карты и планы масштаба от 1 :1 0 0 000 до 1:1000 могут составляться по материалам аэрофотосъемки.

Карты, на которых отсутствует изображение рельефа, назы­ ваются к о н т у р н ы м и. Специалисты, занимающиеся изучением природных ресурсов, предпочитают пользоваться топографиче­ скими картами, на которых рельеф не только выражен, но и осо­ бым образом подчеркнут, как это делается на так называемых г и п с о м е т р и ч е с к и х картах.

По мере уменьшения масштаба контуры местных предметов, сохраняя на картах характерные черты, постепенно обобщаются (генерализуются), мелкие предметы, за исключением особенно важных, имеющих значение ориентиров, исключаются, а самые карты приобретают о б з о р н ы й характер, отличаясь тем самым от карт топографических..

Все карты масштаба 1: 1000000 и крупнее считаются топо­ графическими, а карты более мелких масштабов — общегеографи­ ческими, для которых в свою очередь имеются многочисленные классификации, рассматриваемые в курсах картографии.

2.4. Р а з г р а ф к а и н о м е н к л а т у р а то п о гр а ф и ч е ск и х к а р т С С С Р Современные многолистные топографические карты издаются на отдельных листах — планшетах. Рамками карт являются от­ резки меридианов и параллелей, образующие трапецию;

ее раз­ меры по широте и долготе для карт разных масштабов строго стандартизованы, а углы рамок задаются координатами В и L или X и Y, которые содержатся в специальных таблицах1.

Для удобства пользования многолистными картами издаются сборные листы или таблицы, на которых показано взаимное расположение всех планшетов карты, имеющих номера или оп­ ределенные обозначения — н о м е н к л а т у р у.

В основу разграфки и номенклатуры топографических карт в нашей стране положена разграфка и номенклатура, принятые для Международной карты мира в масштабе 1 :1 О ОО О ОО (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Разграфка листов карты масштаба 1 : 1 О ОО О О О.

Рамки трапеций этой карты приняты одинаковыми для всех стран мира: 4° по меридианам и 6° по параллелям.

Если точно по рамкам трапеции обрезать 9 соседних листов миллионной карты, то получившуюся трапецию 12x18° можно наклеить на общую основу без заметных разрывов и накладок.

Для изображения поверхности всей Земли в масштабе 1: 1 О ОО О требуется 1930 листов, из них на сушу приходится ОО около 560 листов. Ряды листов, ограничиваемые параллелями, и колонны, ограничиваемые меридианами, являются своеобраз­ ными осями координат, по которым можно установить положение любого листа миллионной карты на сфероиде.

Ряды листов обозначаются заглавными буквами латинского алфавита от А у экватора до V у полюсов;

перед обозначением ряда ставятся буквы N или S для указания полушария, в котором находится лист.

' Т а б л и ц ы к о о р д и н а т Гаусса— Крюгера и размеров рамок и площа­ дей трапеций топографических съемок. М., Геодезиздат, 1963.

Колонны листов в количестве 60 пронумерованы арабскими цифрами, начиная от меридиана с долготой 180° (протовополож ного Гринвичу), с запада на восток.

Таким образом, номенклатура листа миллионной карты со­ стоит из обозначений ряда и колонны. Кроме того, в скобках приводится название важнейшего из изображенных на данном листе населенного пункта или другого географического объекта, например 0 -37 (Ленинград), N-37 (Москва), М-36 (Киев), N-44 (Новосибирск) и т. д.

Зная номенклатуру листа миллионной карты, например М-36, можно определить координаты углов его рамки. Делается это следующим образом: буква М является 13-й буквой латинского алфавита, значит, данный лист находится в 13-м ряду;

умножив 4° на 13, узнаем широту северного края рамки — 52° и, вычтя из нее 4°, находим широту южного края рамки — 48°.

Для определения долготы восточного края рамки вычтем из номера колонны 30 (180°: 6°) и результат умножим на 6°.

Узнав таким образом, что долгота восточного края рамки равна 36°, вычтем из нее 6° и получим долготу западного края рамки листа — 30°. Относя значения координат, определяющих поло­ жение листа карты М-36 (вернее, территории, на нем изображен­ ной), к юго-западному углу рамки трапеции, напишем оконча­ тельно: 5 = 48° с. ш. и L = 30° в. д.

Путем аналогичных расчетов решается и обратная задача — определение номенклатуры листа карты, на котором находится точка с заданными координатами.

З а д а ч а 2.1. Определить номенклатуру листа Международной карты, на котором находится гидрометстанция с координатами В = 54°41' и L = 34°57'.

Разделив заданную широту на 4°, получим 13,7. Следовательно, станция находится в 14-м ряду, обозначенном буквой N. Затем, разделив долготу на 6°, получим 5,8. Следовательно, станция находится в 36-й колонне. Таким образом находим, что станция с заданными координатами находится в пределах листа N-36.

На рис. 2.9 и в табл. 2.1 показана связь одного из листов мил­ лионной карты с соответствующими ему листами карт и планов более крупных масштабов.

Территория, получившая изображение на одном листе мил­ лионной карты, например N-36, может быть изображена:

а) на четырех листах карты масштаба 1: 500 000 размерами 2° померидиану и 3° по параллели, обозначаемых буквами А, Б, В и Г. На рис. 2.9 заштрихован лист, имеющий номенклатуру N-36— Г.

Карты масштаба Г : 1 О О О О и 1 :500 000 используются ОО как полетные карты при аэровизуальных наблюдениях водных объектов;

б) на девяти листах карты масштаба 1 :300 000 размерами 1°20' по меридиану и 2° по параллели, обозначаемых номерами I — IX. Номенклатура одного из этих листов на рис. 2.9 I — N-36.

Карта масштаба 1 :300 000 предназначается для изучения территории при разработке проектов крупных инженерных сооружений;

она используется для определения площадей бассейнов крупных водосборов;

Таблица 2. Номенклатура и разграфка топографических карт и планов (рис. 2.9 и 2.10) Размер рамки Число листовТ в соответствующем Номенклатура Масштаб листе миллионной по меридиану по параллели карты N -36 4° 6° 1 100 0 0 0 0 N -3 6 —Г 500000 2° 3° 1 300000 I —N - 1 1°20' 2° N -3 6 —XV 200000 40' 1 1° N -3 6 -4 100000 20' 30' 1 N -3 6 -4 6 -Г 50000 10' 15' 2 N -36—4 6 —Г—г 25000 05' 07'30" 1 N -36—46—Г—г — 10000 03'45" 1 02'30" 9 5 000 01'15" 1 N - 3 6 -1 4 4 (256) 0 1 '5 2,5 " N -3 6 -1 4 4 (256— и) 331 2 000 25" 37,5" в) на 36 листах карты масштаба 1:200 О О размерами 0°40' О по меридиану и 1° по параллели, обозначаемых номерами I—XXXVI, в соответствии с чем номенклатура заштрихованного на рис. 2.9 15-го листа этой карты будет N-36—XV.

Рис. 2.9. Разграф­ ка и номенклатура листов карт мас­ штабов 1 : 500 О О О— I : 100 000.

Д о 1942 г. эта карта издавалась сдвоенными листами, с номерами от I до XVIII. Изданные на некоторые районы одинарные листы получили номенклатуры сдвоенных листов с припиской букв З.П. (западная половина) и В.П. (восточная половина).

Эта карта может служить основой для составления рабочих бланковых карт при гидрографических исследованиях водных объектов в случае отсутствия карт более крупных масштабов;

г) на 144 листах карты масштаба 1 : 100 000. Они имеют раз­ меры 0о20' по меридиану и 0°30' по параллели и обозначаются арабскими цифрами 1— 144;

заштрихованный на рис. 2.9, лист № 46 имеет номенклатуру N-36— 46.

На карте масштаба 1 : 1 0 0 000 показываются с полнотой, допускаемой мас­ штабом, все населенные пункты и местные предметы, имеющие значение ориен­ тиров, естественные и искусственные водные объекты, дорожная сеть, почвенно растительный покров, рельеф, государственные и административные границы а пр. Эта карта используется в качестве топографической основы при различ­ ных водных исследованиях и изысканиях.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.