Что такое геодезические измерения
Геодезические измерения: обмеры и замеры
Зачем нужны и как проводятся геодезические измерения?
Геодезия в ее прикладном понимании – это отрасль, которая связана с определением координат и характеристик местности. Свое применение она находит в картографии, а также в строительстве жилых и промышленных зданий и сооружений, геологической разведке и горном деле. Применяются геодезические методы при землеустройстве, кадастровых работах.
Задачи, которые решает геодезия на сегодняшний день:
Какие работы выполняет геодезист? Какими навыками он должен обладать?
Геодезические обмеры и другие работы, которые выполняют инженеры-геодезисты, должны проводиться в строгом соответствии с принятыми методами и стандартами. Эта профессия требует не только соответствующего высшего инженерного образования, но и внимательности, точности, ведь ошибки при определении тех или иных показателей могут привести при строительстве к огромным убыткам.
При проведении геодезических изысканий специалист должен уметь использовать современные приборы и измерительные инструменты, читать аэрофотоснимки, карты, владеть различными методиками измерений. Во время работ используются точные приборы, которые позволяют обеспечить геодезический контроль взаимного расположения отдельных объектов на земной поверхности, связывая их в единую картину.
Работа инженера состоит из нескольких этапов. На первом проводятся, собственно, измерения. При этом используются нивелиры, теодолиты, лазерные сканеры для фиксации всех элементов рельефа и создания трехмерной схемы. На втором этапе полученные результаты обрабатываются в специальных программах с целью составить цифровую карту или план.
Все работы в геодезии можно разделить на несколько больших групп:
Геодезические измерения
Геодезия и маркшейдерия относятся к таким областям техники, где измерения являются необходимым элементом производственной деятельности. И не только необходимым, но таким массовым в своем исполнении, что и вообразить себе невозможно. Достаточно сказать, например, что для съёмки местности площадью всего в 1 га в масштабе 1:500 (для сравнительно средней сложности местности) понадобится около 200 точек, для каждой из которых определяются три координаты: две плановые (х, у) и высота (Н).
Измерения в геодезии являются количественной и качественной основой для изучения Земли, отдельных ее фрагментов, для получения исходной информации при решении всех инженерно-геодезических задач и выполнения топографических работ. Любое измерение выражается количественной характеристикой (величиной угла, длиной линии, превышением, площадью участка местности и т.п.) и имеет качественную сторону, которая характеризует точность полученного результата.
Величины, которые получают в процессе производства геодезических работ, можно классифицировать на измеренные и вычисленные. В первом случае величину получают обычно непосредственно, путем сравнения её с единицей средства измерения, или косвенно, как функцию двух или нескольких непосредственно измеренных величин. Например, площадь прямоугольника может быть получена как произведение его сторон, измеренных непосредственно.
Результаты геодезических измерений
Под результатом геодезического измерения подразумевается конечный результат, который получается в процессе всех произведённых измерений и вычислений. Например, конечным результатом может быть высота точки, её плановые координаты, площадь участка и т.п.
Равноточные и неравноточные измерения
Результаты геодезических измерений в своей группе могут быть равноточными и неравноточными.
Если измерения выполнены прибором одного и того же класса точности, по одной и той же методике (программе), в одинаковых внешних условиях, одним и тем же наблюдателем (либо наблюдателями одной квалификации), то такие измерения относят к равноточным. При несоблюдении хотя бы одного из перечисленных выше условий результаты измерений классифицируют как неравноточные.
Примером равноточных измерений могут являться результаты измерений длины одной и той же линии либо линий, примерно равных друг другу, полученные при неизменных условиях внешней среды, одним и тем же измерительным средством (прибором), одними и теми же исполнителями работ, по общей для всех результатов измерений программе.
Если в процессе измерений длины линии, например, светодальномером, изменится температура окружающего воздуха, влажность, давление, то это может привести к получению части неравноточных результатов в общей группе результатов измерений, поскольку при изменении внешних условий может произойти и изменение характеристик измерительного прибора, характеристик прохождения светового луча в атмосфере.
Необходимые и избыточные числа измеренных величин и измерений
Число измеренных величин и число измерений может быть необходимым и избыточным.
При измерении, например, углов в треугольнике число необходимых измеренных величин равно двум, в семиугольнике – шести. Значение третьего (седьмого) угла можно вычислить по сумме двух (шести) измеренных углов. Если необходимо решить плоский треугольник, то дополнительно к измеренным двум углам обязательным является знание длины хотя бы одной из его сторон, в связи с чем число необходимых измеренных величин должно быть равно трём (одно измерение – линейное, два – угловые). Та же задача решается и при выполнении двух линейных измерений и одного угла, заключённого между измеренными сторонами треугольника.
Таким образом, числом необходимых измеренных величин является минимально необходимое их число, при котором обеспечивается решение поставленной задачи. Число же измеренных величин, превышающих число необходимых, называется числом избыточных величин. В геодезии, в маркшейдерии принято, но и не только принято, а является обязательным, получать и избыточные величины, что обеспечивает обнаружение грубых погрешностей и промахов, позволяет повысить точность результатов измерений. Поэтому в треугольнике, например, обязательно измеряют все три угла и сравнивают полученную сумму углов с теоретической.
Если сформулировать задачу с точки обеспечения заданной точности измерений, то необходимое число измерений должно обеспечивать заданную точность измерения одной величины или самого результата измерений. Так, в том же треугольнике, каждый из его углов может быть измерен несколько раз. Все избыточные измерения повышают надёжность результатов, а также их точность, но в то же время и увеличивают объём работ, и часто прирост увеличения точности становится экономически нецелесообразным из-за большого числа измерений. Иногда говорят, что числом необходимых измерений, например, горизонтального угла, является одно измерение, остальные – избыточные. Это не всегда так, поскольку, одно измерение не позволяет производить оценку точности и может содержать неконтролируемую грубую погрешность (промах).
Виды геодезических измерений
При геодезических работах основной объём информации получают с помощью геодезических измерений, которые классифицируются следующим образом:
Классификация по назначению
По своему назначению геодезические измерения бывают:
В связи с этим сформировались следующие технологические процессы топографо-геодезических работ:
В зависимости от типов используемых средств геодезические измерения делят на три группы:
Процесс измерения в геодезии осуществляется при наличии пяти составляющих (факторов):
Конкретное содержание и состояние факторов геодезического измерения определяются условиями, которые могут быть классифицированы по следующим признакам:
По физическому исполнению:
По роду:
По количеству:
По точности:
По физической природе носителей информации:
По взаимозависимоcти:
При составлении данной статьи использовались материалы из книг «Геодезия в маркшейдерском деле» (автор Чекалин С.И.), «Геодезия» (автор Юнусов А.Г.).
Геодезические измерения: виды, классификация и характеристики.
В геодезии, в каком бы направлении не работали специалисты, в большинстве случаев окончательной целью работы считается определение координат точек, других параметров измерений в математической форме, их отображение в графических материалах и определения фактического положения относительно исходных данных. Для этого необходимо проводить прямые и косвенные измерения. То есть, если значение величины можно получить с помощью приборов непосредственным контактом при измерении, это считается прямыми измерениями. При невозможности получить требуемую величину непосредственным путем их определяют через функциональную зависимость такой величины и инструментально измеряемой. Такие измерения считаются косвенными.
Геодезические измерения – виды и области
Классифицировать геодезические измерения можно также по области применения, признакам измерения и назначению измеряемых величин. В результате чего следует выделить целый список:
Угловые геодезические измерения сводятся к измерениям горизонтальных углов между точками наблюдений и вертикальных углов, которые необходимы для вычислений значений таких величин как горизонтальные проложения (длина линии на горизонтальной плоскости).
Линейные геодезические измерения представляют собой непосредственные определения расстояний между теми же точками наблюдений, которые участвовали при угловых измерениях, возможны измерения только длин сторон между точками съемки.
Высотные измерения выполняются с целью определения разности высот между точками и получения их высотных координат (абсолютных отметок).
Координатные измерения используются с помощью технологий, позволяющих определять положение точек наблюдений в исходной системе отсчета (координат). К таким геодезическим измерениям относятся тахеометрическая съемка, спутниковые наблюдения, определение координат точки стояния, с использованием опций предусмотренных в современных электронных тахеометрах по решению обратной геодезической засечки непосредственно в полевых условиях.
Топографическая съемка считается областью геодезических измерений, результатом которой становится графическое изображение всех снимаемых точек местности в определенном масштабе (план, карта). Следует отметить, что для получения образно говоря «картинки» выполняется большой объем измерений с получением числовых значений, получающий свою форму в современной цифровой электронной модели.
Астрономо-геодезические измерения позволяют определять геодезические координаты пунктов.
Геодинамические измерения заключаются в определение положения геодезических пунктов относительно исходных точек с учетом временного фактора.
Базисные измерения сводятся к определению длины опорной базисной стороны с помощью специального мерного базисного прибора.
Гироскопические измерения имеют своей целью определение дирекционных углов сторон, с помощью предназначенных для этого специальных приборов гироскопов. Применяется такой способ измерений, например, для повышения точности измерений в подземной опорной маркшейдерской сети методом вставки стороны полигонометрического хода с дополнительным высокоточным измеренным дирекционным углом.
Створные измерения связаны с определением отклонений местоположения точек от прямой (створной) линии. Использоваться такой способ можно, например, для определения фактического положения линии очистного забоя при маркшейдерском обслуживании в угольных шахтах.
Составляющие факторы геодезических измерений
Геодезический процесс измерений возможен при наличии нескольких факторов, а именно:
Характеристики и дальнейшая классификация измерений
В рамках геодезических измерений следует отметить, что любое из них выражается:
Геодезические измерения, выполненные специалистами одинаковой квалификации (в идеале одним и тем же физическим лицом), приборами одной и той же точности, с применением такого же метода исполнения, в тех же условиях окружающей среды (сезон, время суток, температура, давление и некоторых других) называют равноточными. Если хотя бы одно из перечисленных условий не соблюдено, то измерения считаются неравноточными.
Многие измерения производят геодезическими приборами, которые конструктивно предназначены выполнять измерения с задекларированными техническими характеристиками. Отсюда следует, что их можно классифицировать, как собственно и сами средства измерений по следующей шкале:
Интересно отметить, что для получения результата какого-либо измерения требуется померить его всего один раз. То есть это считается необходимым измерением. В геодезической и маркшейдерской практике, согласно разным методам выполнения измерений, для исключения грубых погрешностей и соблюдения требуемой точности работ предусматривают разное количество измерений. Так длины сторон полигонометрического хода меряют рулетками по два раза со смещениями по шкале рулетки. Горизонтальные и вертикальные углы также измеряются двумя повторениями. При измерении расстояний электронными тахеометрами можно выставить опцию однократного или многократного измерений. Выполняя измерения превышений нивелиром между точками, в определенных случаях меряют его два раза с изменением горизонта инструмента. Все эти измерения считаются достаточными или избыточными. Таким образом, заключительная классификация геодезических измерений включает в себя:
Геодезические измерения
Измерениями в геодезии называется последовательность действий, выполняемых за счет технологий и профильного оборудования с целью получения значений физических величин.
Результатом работы является определение координат точек, измеряемых в заданной системе. Данные прямо или косвенно связаны с земной поверхностью, имеют краткий или развернутый формат. В рамках прямых замеров используются равноточные приборы и вспомогательные инструменты. Искомые значения формируются в результате непосредственных замеров. Косвенные измерения проводятся при невозможности прямых. Требуемый показатель высчитывается через функциональную зависимость значений, полученных прямым методом.
Геодезические измерения: виды и области
Выделяют 10 видов геодезических измерений. Каждый обладает особенностями, заслуживает отдельного рассмотрения.
Составляющие факторы геодезических измерений
Проведение геодезических измерений осуществляется при соблюдении следующих требований:
Несоблюдение перечисленных условий приводит к неравноточным измерениям. Они не могут применяться в науке, проектировании и статистике.
Характеристики и дальнейшая классификация измерений
Установленная классификация геодезических измерений подразумевает использование двух параметров.
Стандартная классификация включает в себя необходимые, достаточные и избыточные измерения. Количество проводимых операций зависит от применяемого способа. В одних случаях достаточно единичной процедуры, в других — требуются проверочные мероприятия.
Заказать геодезические измерения в Москве можно в компании «ИР-Проект». Организация специализируется на проведении изысканий и проектировании коммерческих объектов недвижимости.
Клиенты получают ряд преимуществ:
Уточнить параметры сотрудничества помогут консультанты компании. Они расскажут об особенностях услуг, порекомендуют подходящие решения. Связаться со специалистами можно по телефону или электронной почте.
Что такое геодезические измерения
Измерения геодезические. Термины и определения
Дата введения 2001-07-01
1 РАЗРАБОТАН Центральным ордена «Знак почета» научно-исследовательским институтом геодезии, аэросъёмки и картографии им. Ф.Н.Красовского ( ЦНИИГАиК ).
Директор института Н.Л.Макаренко
Руководитель темы и отв. исполнитель зав. ОСМОГИ А.И.Спиридонов
Зав. лабораторией стандартизации, испытаний и сертификации А.С.Трофимов
3 ВНЕСЕН научно-техническим управлением Роскартографии
4 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом по Роскартографии N 93-пр от 24 апреля 2001 г.
В настоящем стандарте реализованы нормы закона «О геодезии и картографии»
5 ВВЕДЕН взамен РД БГЕИ 14-92
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения основных понятий в области геодезических измерений.
Термины, приведенные в стандарте, обязательны для применения в нормативной документации всех видов; для научно-технической, учебной и справочной литературы, входящих в сферу работ по геодезии, они являются рекомендуемыми.
Приводимые в ОСТ определения допускается изменять по форме изложения, не нарушая границ понятия. Для отдельных терминов стандарт содержит их краткие формы, которые следует применять в случаях, когда исключена возможность их иного толкования. Краткие формы образованы путем исключения терминоэлементов, приведенных в круглых скобках. Недопустимые понятия сопровождаются пометой ндп.
В качестве справочных в косых скобках / / приведены термины-синонимы, которые не являются стандартизованными. Для отдельных понятий даны их буквенные сокращения (аббревиатуры), набранные курсивом. Для математических понятий, используемых в формулах, в фигурных скобках указаны рекомендуемые обозначения.
Термины и определения понятий, заимствованные из других нормативных документов (НД), необходимые для восприятия текста ОСТ, приведены в справочном приложении к стандарту.
Перечень всех терминов дан в алфавитном указателе.
2 Нормативные ссылки
ГОСТ 16263-70* Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Термины и определения.
МИ 2247-93 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения.
3 Термины и определения
3.1 Общие положения
3.1.1 геодезические измерения
Измерения, проводимые в процессе топографо-геодезических работ.
3.1.2 область геодезических измерений
Классификационная категория геодезических измерений, выделяемая по признаку их назначения (см. например, 3.2.1-3.2.7)
3.1.3 вид геодезических измерений
Классификационная категория геодезических измерений, выделяемая по признаку измеряемой геодезической величины.
3.1.4 режим (геодезических) измерений
Классификационная категория геодезических измерений, выделяемая по функциональным особенностям средства измерений, способу реализации различных измерительных операций и (или) характера получаемой измерительной информации.
Примечание: В зависимости от степени подвижности цели выделяют статический и динамический режимы, в зависимости от точности измерений различают точный и грубый режимы измерений, и т.д.
3.1.5 единство геодезических измерений
Состояние геодезических измерений, при котором их результаты получены в соответствии с требованиями нормативной документации, выражены в узаконенных единицах, а погрешности измерений известны с заданной вероятностью.
3.1.6 метрологическое обеспечение геодезических измерений; МО
Комплекс организационных, нормативно-методических, технических и экономических мероприятий, проводимых метрологической службой с целью достижения единства геодезических измерений.
3.1.7 геодезическая величина
Физическая величина, подлежащая измерению в процессе геодезических работ (например, горизонтальный угол, длина, приращение координат и т.д.)
3.1.8 результат геодезических измерений
Значение величины, полученное из геодезических измерений.
3.1.9 средство геодезических измерений; СИ-Г
Средство измерений, предназначенное для выполнения геодезических измерений.
3.1.10 принцип геодезических измерений
Физическое явление, положенное в основу геодезических измерений
Примечание: В геодезических средствах измерений используется ряд принципов, реализующих различные физические явления: оптический, оптико-механический, оптико-электронный, электромагнитный, импульсный, фазовый, спутниковый, доплеровский, интерференционный и др.
3.1.11 метод геодезических измерений
Совокупность операций (правил, приемов) по выполнению геодезических измерений в соответствии с реализуемым принципом измерений, выполнение которых обеспечивает получение результатов с заданной точностью.
3.1.12 методика выполнения геодезических измерений; МВИ-Г
Метод геодезических измерений, регламентируемый нормативным документом (или его разделом).
3.1.13 математическая обработка геодезических измерений
Процедура получения результатов геодезических измерений и оценки их точности путем проведения вычислительных операций с измеренными значениями геодезических величин по определенному алгоритму.
3.1.14 метрологическая характеристика (средства геодезических измерений); MX СИ-Г
Характеристика одного из свойств (или их совокупности) средства геодезических измерений, влияющая на результаты геодезических измерений и их погрешности.
3.1.15 нормируемая метрологическая характеристика (средства геодезических измерений); НМХ СИ-Г
Метрологическая характеристика средства геодезических измерений, установленная в нормативной документации.
3.1.16 погрешность результата геодезических измерений <>
/ошибка результата геодезических измерений/
Отклонение результата геодезических измерений от истинного (действительного) значения измеряемой геодезической величины.
Примечание: В геодезии, астрономии фотограмметрии, картографии традиционно применяется понятие «ошибка». В настоящем документе принят термин, узаконенный в метрологической практике (ГОСТ 16263-70).
3.1.17 объект геодезических измерений
Предметы материального мира (местности, сооружения, строительной площадки, производственного помещения и т.д.), которые характеризуются одной или несколькими геодезическими величинами, подлежащими измерениям.
3.1.18 носитель результатов геодезических измерений
Основа (бумага, пленка, магнитная лента, твердое тело и т.п.), на которой записаны результаты геодезических измерений с целью их хранения, передачи и (или) последующей обработки.
3.1.19 пункт относимости (геодезических) измерений
Сооружение, закрепленное на объекте работ, содержащее устройство для осуществления центрирования средства геодезических измерений и служащее для хранения геодезических величин.
Примечание: В зависимости от типа пункта устройство для центрирования может быть выполнено в виде механической конструкции или метки.
3.1.20 условия (проведения) геодезических измерений
Факторы внешней среды (климатические, механические, электромагнитные, световые, шумовые и т.п.), проявляющиеся на рабочем месте во время производства геодезических измерений.
3.2 Области и виды геодезических измерений
3.2.1 базисные измерения
Область геодезических измерений, связанная с определением длин базисов (или их интервалов).
3.2.2 астрономо-геодезические измерения
Область геодезических измерений, связанная с определением геодезических координат.
Область геодезических измерений, связанная с определением высот (разностей высот).
3.2.4 геодинамические измерения
Область геодезических измерений, связанная с определением изменений положения геодезических пунктов во времени относительно принятых исходных пунктов, а также интерпретацией полученных результатов.
3.2.5 створные измерения
Область геодезических измерений, связанная с определением отклонений положения пунктов (точек) от прямой линии (заданного створа).
3.2.6 (топографическая) съемка
Область геодезических измерений, связанная с созданием плана (карты) объекта, осуществляемым на объекте измерений в сочетании со сбором и анализом информации
3.2.7 угловые (геодезические) измерения
Вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются горизонтальные и (или) вертикальные углы (зенитные расстояния).
3.2.8 линейные (геодезические) измерения
Вид геодезических измерений, в которых измеряемой геодезической величиной являются длины сторон геодезических сетей (расстояния или их разности).