Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Геодезия

Покупка
Артикул: 750815.01.99
Доступ онлайн
2 000 ₽
В корзину
Рассмотрены главные теоретические основы дисциплины «Геодезия», структурированные по трем направлениям для выполнения соответствующих лабораторных работ с целью закрепления теоретических знаний разделов курса и приобретения практических навыков по работе с топографической картой, геодезическими и маркшейдерскими приборами и инструментами. Разработаны задания и методические указания по выполнению лабораторных работ. В тексте лабораторного практикума содержатся гиперссылки, позволяющие перемещаться по страницам практикума, а также переходить на необходимые медиаресурсы: лекции, учебные фильмы и методическую литературу. Практикум предназначен для студентов вузов, обучающихся по специальности 21.05.04 «Горное дело». Может быть полезен студентам других специальностей, изучающих дисциплину «Геодезия».
Ерилова, И. И. Геодезия : лабораторный практикум / И. И. Ерилова. - Москва : Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2017. - 55 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1221415 (дата обращения: 28.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Горный институт

Кафедра геологии и маркшейдерского дела 

И.И. Ерилова 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ  
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» 
 

№ 3001

Геодезия

Лабораторный практикум 

Рекомендовано редакционно-издательским советом университета

Москва  2017

УДК 528:622 
 
Е71 
 
 
 
 
 
 
 
Р е ц е н з е н т  
д-р техн наук, проф. А.Э. Филин 
 
 
Ерилова И.И. 
Е71 
 
Геодезия : лаб. практикум / И.И. Ерилова. – М. : Изд. Дом НИТУ 
«МИСиС», 2017. – 55 с. 
 
Рассмотрены главные теоретические основы дисциплины «Геодезия», 
структурированные по трем направлениям для выполнения соответствующих 
лабораторных работ с целью закрепления теоретических знаний разделов курса 
и приобретения практических навыков по работе с топографической картой, 
геодезическими и маркшейдерскими приборами и инструментами. Разработаны 
задания и методические указания по выполнению лабораторных работ. 
В тексте лабораторного практикума содержатся гиперссылки, позволяющие 
перемещаться по страницам практикума, а также переходить на необходимые 
медиаресурсы: лекции, учебные фильмы и методическую литературу. 
Практикум предназначен для студентов вузов, обучающихся по специальности 21.05.04 «Горное дело». Может быть полезен студентам других специальностей, изучающих дисциплину «Геодезия». 
 
 
УДК 528:622 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
© И.И. Ерилова, 2017 
© НИТУ «МИСиС», 2017

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 4 

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ........................................................ 5 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. Решение задач  
по топографической карте .................................................................................. 9 

Задание 1. Измерения по топографической карте .............................................. 9 
Задание 2. Определение местоположения по карте .......................................... 10 
Задание 3. Определение углов ориентирования по карте ................................ 10 
Задание 4. Формы рельефа местности, его высотные отметки,  
углы наклонов и заложения .................................................................................. 11 
Методические указания по выполнению  
Лабораторной работы № 1  ............................................................................... 11 
Методические указания по выполнению Задания 1 .................................... 11 
Методические указания по выполнению Задания 2 .................................... 13 
Методические указания по выполнению Задания 3 .................................... 17 
Методические указания по выполнению Задания 4 .................................... 18 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. Изучение теодолита 2Т30М.  
Измерение горизонтальных и вертикальных углов ....................................... 24 

Задание 1. Геометрические оси и геометрические условия теодолита .......... 24 
Задание 2. Основные части и винты теодолита ................................................ 25 
Примечание 1 ....................................................................................................... 37 
Задание 3. Шкаловый микроскоп ....................................................................... 26 
Задание 4. Поверки и юстировки теодолита 2Т30М ......................................... 26 
Задание 5. Измерение горизонтального угла ..................................................... 26 
Задание 6. Измерение вертикального угла ........................................................ 27 
Методические указания по выполнению Лабораторной работы № 2  .... 28 
Поверки и юстировки теодолита 2Т30М ....................................................... 29 
Первая поверка теодолита ................................................................................. 30 
Вторая поверка теодолита ................................................................................. 31 
Третья поверка теодолита ................................................................................. 32 
Четвертая поверка теодолита ........................................................................... 33 
Измерение горизонтального угла способом приемов ................................. 35 
Измерение вертикального угла ........................................................................ 36 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. Изучение нивелира Н-3  
и выполнение его поверок ................................................................................ 39 

Задание 1. Геометрические оси и геометрические условия нивелира ............ 40 
Задание 2. Основные части и винты нивелира .................................................. 40 
Примечание 2 ....................................................................................................... 48 

Задание 3. Правила отсчитывания по нивелирной рейке и измерения 
расстояний нитяным дальномером ...................................................................... 40 
Задание 4. Поверки и юстировки нивелира Н-3 ................................................ 41 
Методические указания по выполнению Лабораторной работы № 3 ..... 42 
Поверки и юстировки нивелира Н-3 ............................................................... 43 
Первая поверка нивелира .................................................................................. 43 
Вторая поверка нивелира .................................................................................. 44 
Третья поверка нивелира ................................................................................... 45 

ПРИЛОЖЕНИЕ ......................................................................................................... 51 

ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕСУРСЫ ................................................................................. 52 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .................................................................. 54 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

Обязательной составной частью курса «Геодезия» для студентов специальности 21.05.04 (130400) «Горное дело» является выполнение лабораторных работ. 
Цель лабораторных занятий – закрепление теоретических знаний основных разделов курса и приобретение практических навыков по работе с 
топографической картой, геодезическими и маркшейдерскими приборами 
и инструментами. 
При выполнении лабораторных работ студенты обучаются работе с топографической 
картой, 
практическому 
использованию 
теодолита 
и нивелира, обработке результатов полевых измерений, полученных с ихприменением, составлению и использованию геодезических и маркшейдерских планов, горно-геометрических графиков и другой документации. 
Лабораторные работы выполняются на базе учебно-лабораторного 
комплекса кафедры «Геологии и маркшейдерского дела» в часы, определенные учебным планом, а также графиком самостоятельной работы студентов, согласованным с преподавателем. 
Работы выполняются индивидуально или бригадой из двух-трех человек. 
Оформление результатов выполненных лабораторных работ осуществляется строго индивидуально (по вариантам) с использованием персонального компьютера. 
Выполненные и соответственно оформленные лабораторные работы 
сдаются преподавателю в установленном порядке. 
Каждая лабораторная работа включает: титульный лист (образец 
оформления − Приложение), исходные данные, расчеты, графические материалы. 

При выполнении лабораторных работ студенты руководствуются данным лабораторным практикумом, лекциями по курсу «Геодезия», соответствующей технической литературой и информацией из интернета. 

Вернуться к Содержанию 

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 

Геодезия − наука об определении фигуры, размеров и гравитационного 
поля Земли, а также о методах измерений для отображения земной поверхности на топографических картах и планах, решения инженерных задач 
(изыскание, проектирование, строительство) (лекция № 1 «Определение положения точек земной поверхности»). 

Общей фигурой Земли принято считать поверхность, совпадающую со 
средним уровнем воды океанов и продолженную под материками (основная уровенная поверхность), она носит название геоид (греч. geoeides от 
geo – Земля и eidos – вид). 
В геодезии вместо фигуры геоида принимают близкую к ней фигуру 
эллипсоида вращения, полученного от вращения эллипса вокруг его малой оси (рис. 1). Размеры земного эллипсоида характеризуются длинами 
его полуосей: большой а и малой b, и сжатием 𝛂 (лекция № 2 «Понятие 
о системах координат, используемых в геодезии»). 

 

Рис. 1. Земной эллипсоид вращения (сфероид) 

Для производства геодезических работ в России принят эллипсоид Красовского. 

Размеры земного референц-эллипсоида Красовского: 

а = 6 378 245 м; 

b = 6 356 863 м; 

 
𝛂 = (а – b) / а = 1 : 298,3. 
(1) 

Для приближенных вычислений земной эллипсоид принимают за шар 
одинакового с ним объема. По данным Ф.Н. Красовского, радиус такого 
шара равен 6371,11 км. 
Положение точек на поверхности Земли определяется координатами – 
величинами, характеризующими расположение искомых точек относительно исходных плоскостей и линий, определяющих систему координат. 
Единой для всего земного шара является система географических координат, положение любой точки в которой определяется географической 
широтой 𝛗 и географической долготой 𝛌. Эта система предполагает, что 
уровенная поверхность имеет форму шара. 
Географической широтой точки А называется угол 𝛗 между отвесной 
линией АО, проходящей через эту точку, и плоскостью экватора (рис. 2, 3). 
Географической долготой точки А называется двугранный угол 𝛌 между плоскостью начального (Гринвичского) меридиана и плоскостью меридиана данной точки (рис. 2, 3) (учебный фильм «Определение широты и 
долготы»). 

Система географических координат неудобна для практического применения в геодезических и маркшейдерских работах из-за угловых параметров широты и долготы, громоздкости и сложности вычислений. 

 
Рис. 2. Географическая система координат 

Рис. 3. Географические широта 𝛗 и долгота 𝛌 

Наиболее удобна для практических целей система плоских прямоугольных координат, в которой точки с поверхности земного эллипсоида 
предварительно проецируются на некоторую плоскость, а потом на ней 
строят систему координат Х и У. 
Третьей величиной, характеризующей положение точки на земной поверхности, является высотная отметка (Н). Абсолютной высотой называется вертикальное расстояние от уровенной поверхности, проходящей через точку местности, до исходной уровенной поверхности, принятой за 
начало отсчета (средний уровень Балтийского моря). 

 

Рис. 4. Истинный азимут 

Ориентировать линию – значит определить ее направление относительно исходного. За исходные в геодезии принимаются направления истинного (географического) меридиана, магнитного меридиана, изображения осевого (истинного) меридиана зоны (лекция № 3 «Ориентирование 
линий и ориентирующие углы»). 

Направления линий относительно исходных определяются ориентирующими углами, называемыми азимутами, дирекционными углами и 
румбами. 
Истинным азимутом А называется горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления истинного меридиана до данного направления. 
Магнитным азимутом Aм называется горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного конца оси магнитной стрелки до данного направления. 
Дирекционным углом 𝛂 называется горизонтальный угол, отсчитываемый по ходу часовой стрелки от северного направления изображения осевого меридиана зоны или линии, ему параллельной (километровой сетки, 
положительного направления оси Х), до данного направления. 
Румбы – острые углы, отсчитываемые от ближайшего конца (северного 
или южного) исходного направления до данного. 

Вернуться к Содержанию 

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я  Р А Б О Т А  № 1  
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ  
ПО ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЕ 

Для выполнения данной работы студент должен подробно ознакомиться с топографической картой (лекция № 4 «Основные геодезические чертежи», лекция № 5 «Практическое использование карты (плана) для решения инженерно-технических задач»). 

По выданной топографической карте масштаба 1 : 10000 необходимо 
выполнить четыре задания. При их выполнении на карте карандашом 
должны быть оформлены все необходимые вспомогательные построения 
(шариковые и гелиевые ручки исключаются). 
Для выполнения заданий на топографической карте выбираются две 
точки А и В на расстоянии друг от друга 8–12 см (расстояние принимается 
на глаз). 
Все вычисления производятся аккуратно, линейные измерения на топографической карте осуществляются с предельной графической точностью 
(0,1 мм, выраженной в масштабе карты), угловые измерения выполняются 
с погрешностью 15′. 
Графики и профиль строятся с использованием графического редактора 
на ПК или вычерчиваются в карандаше. 

Вернуться к Содержанию 

Порядок выполнения лабораторной работы 

Задание 1. Измерения по топографической карте 
Измерить на топографической карте расстояние 𝑆АВ между точками А 
и В с предельной графической точностью: 
1.1. При помощи миллиметровой линейки и численного масштаба 𝑆1; 
1.2. При помощи циркуля измерителя и линейного масштаба (𝑆2). Линейный масштаб вычертить и обозначить на нем измеренное расстояние 𝑆2; 
1.3. При помощи циркуля измерителя и поперечного масштаба (𝑆3). 
Поперечный масштаб вычертить и обозначить на нем измеренное расстояние 𝑆3; 
1.4. Вычислить относительную погрешность выполненных измерений и 
сравнить с допустимой величиной (лекция № 12 «Краткие сведения из 
теории погрешностей»): 

 
δ1 =
𝑆1−𝑆2
𝑆3
=
∆𝑆1
𝑆3 =
∆𝑆1 ∆𝑆1
⁄

∆𝑆3 ∆𝑆1
⁄
=
1

𝑁 ≤
1

300;  
(1.1) 

 
δ2 =
𝑆1−𝑆2
𝑆3
=
∆𝑆1
𝑆3 =
∆𝑆2 ∆𝑆2
⁄

∆𝑆3 ∆𝑆2
⁄
=
1

𝑁 ≤
1

300.  
(1.2) 

Знаменатель 𝑁 необходимо округлить до целых с 2–3 значащими цифрами. 

Вернуться к Содержанию 

Задание 2. Определение местоположения по карте 
2.1. Определить по топографической карте географические координаты: северную широту 𝛗 и восточную долготу 𝛌, заданных на карте точек А 
и В, с точностью до 1′′: 
северная широта: 
 
 
φА =_____º_____′_____″; 
φВ =_____º_____′_____″; 

восточная долгота: 
 
λА =_____º_____′_____″; 
λВ =_____º_____′_____″. 

2.2. Определить по топографической карте прямоугольные координаты 
x и y точек А и В с точностью до 1 м: 
 
xА = _______ м; 
xВ = _______ м; 
 
yА = _______ м; 
yВ = _______ м. 

2.3. Нанести на карту точки E и F, прямоугольные координаты которых 
 
xE = 6 057 000 + 105N; 
(1.3) 
xF = 6 057 000 + 55N; 
(1.4) 
 
yE = 6 420 000 + 105N;  
(1.5) 
yF = 6 420 000 + 55N, 
(1.6) 

где N – порядковый номер студента по журналу. 

Вернуться к Содержанию 

Задание 3. Определение углов ориентирования по карте 
3.1. Измерить транспортиром дирекционный угол линии АВ с точностью до 15′: 

 αAВ =_____º_____′. 

3.2. Вычислить магнитный и истинный азимуты линии АВ, воспользовавшись измеренным дирекционным углом и схемой ориентирования, помещенной на карте. 
3.3. Начертить схему ориентирования с изображением своих ориентирующих углов. 

Вернуться к Содержанию 

Задание 4. Формы рельефа местности, его высотные отметки, углы 

наклонов и заложения 

4.1. Определить высотные отметки точек А и В. 
4.2. Определить высоты точек, расположенных: на вершине холма – Н1, 
в котловане – Н2, на хребте – Н3, в седловине – Н4 . 
4.3. Определить углы наклонов по линии АВ, пользуясь графиком заложения, помещенного на карте. 
4.4. Построить профиль местности по линии АВ, в масштабах: горизонтальный – в масштабе карты; вертикальный – 1 : 200. 
4.5. Нанести на карту, пользуясь масштабом заложения, кратчайшее 
расстояние между точками А и В, угол наклона которого на всех участках 
не превышал бы величину 1º30′. 

Вернуться к Содержанию 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ 
ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ № 1 

Методические указания по выполнению Задания 1 
1.1. Определение расстояния между точками А и В с помощью численного масштаба выполняется в следующей последовательности: миллиметровой линейкой измеряют расстояние между точками А и В и, пользуясь 
численным масштабом, определяют истинное расстояние между точками. 
Например: АВ = 99 мм; масштаб карты – 1 : 10 000; 

SАВ = 99 ∙ 10 000 = 990 000 мм = 990 м = 0,99 км. 

1.2. Определение расстояния между точками А и В с помощью циркуля-измерителя и линейного масштаба (рис. 1.1, 1.2) производится в следующей последовательности: 
 а) расстояние АВ менее 200 м. 
 Ножку циркуля устанавливают на значение «0» линейного масштаба. 
Вторую ножку располагают слева от «0» по миллиметровой шкале. Значение расстояния 𝑺АВ определяют в виде отсчета по шкале линейного масштаба; 
б) расстояние АВ более 800 м, но менее 1 км. 
Ножку циркуля устанавливают на отсчет 800 м. Расстояние 

SАВ = 800 + ∆𝑺, м, где ∆𝑺 

определяют аналогично п. а; 
в) расстояние значительно больше 800 м. 
В этом случае между точками А и В проводят линию. Раствор циркуля 
устанавливают равным 800 м. Путем последовательного перемещения ножек циркуля по линии АВ откладывают целое число раз «n» основания 
масштаба. 
Оставшуюся часть ∆𝑺, не кратную 800 м, измеряют аналогично п. а. 
Расстояние АВ равно SАВ = n ∙ 800 + ∆𝑺, м. 
1.3. Аналогично линейному масштабу, используя (предварительно вычерченную) диаграмму численного масштаба, определяют расстояние 𝑺𝟑 
(рис. 1.1, 1.3, 1.4). 

 

Рис. 1.1. Установка раствора циркуля-измерителя на карте 

Доступ онлайн
2 000 ₽
В корзину