Приложна геодезия. История на индустрията

Съдържанието на статията

• Малко история
• Координатна система
• Инструменти и оборудване, използвани за производството на работа

Геодезическите работи съпътстват изграждането на всеки обект от етапа на избор на поземлен участък до въвеждането в експлоатация на завършена конструкция. Тази индустрия измина дълъг път на развитие от примитивни измервателни уреди до модерно високо прецизно оборудване, способно в реално време да определя пространственото положение на точката на изследване с милиметрова точност. Ще ви разкажем за основните етапи в развитието на геодезията и нейното място на модерна строителна площадка в поредица от статии, посветени на тази област на човешката дейност..

Малко история

От древни времена човечеството изпитва необходимостта да определи реалните разстояния между обектите и тяхното пространствено положение спрямо един друг. Освен това изграждането на всякакви мащабни конструкции беше невъзможно без точни изчисления. Например за изграждането на напоителни системи в древен Египет през VI в. Пр. Н. Е. използва най-простите геодезически проучвания, тъй като за да може каналът да стигне до реката, а не до гъсталаците с крокодили, посоката и наклонът на изкопа трябваше да се изчислят и маркират на земята. Това даде тласък на развитието на селското стопанство, а с него и просперитета на египетската държава. Древните гърци увеличаваха знанията на египтяните, но науката, която определя формата и размера на Земята, получи широко развитие с разширяването на търговските отношения и навигацията, когато се наложи да се направи точен курс от една точка на планетата до друга.

В Русия първите споменавания за измервания на разстояния са датирани през 1068 г., когато по заповед на тмутараканския княз Глеб ширината на Керченския проток е измерена чрез стъпки по леда, в Ермитажа все още се пази паметен камък за това събитие. Геодезията придоби по-широко развитие по време на „прозореца към Европа“ на Петър I, когато навигаторите и пътешествениците трябваше да имат подробни планове за движение. Тази работа беше извършена от служителите на отдела по квартални началници. Войната с Наполеон през 1812 г. разкри липсата на точност и осигуряване на картографски материали, предимно на военните, което беше сигнал за създаването на Корпуса на военните топографи през 1822 година..

Развитието на съветската геодезия започва с подписването от В. И. Ленин на 15 март 1919 г. на указ на Съвета на народните комисари „За създаване на висша геодезическа администрация“. Тази дата за много години ще стане датата на професионалния празник на геодезистите и специалистите, участващи в бранша. През май 1967 г. геодезическият отдел ще бъде преобразуван в Главна дирекция по геодезия и картография (съкратено GUGK), която ще бъде пряко подчинена на Министерския съвет на СССР, което наблегна на специалния статус на тази индустрия. След разпадането на Съюза беше организирана Федералната служба по геодезия и картография на Русия, която впоследствие бе преотстъпена на Министерството на икономическото развитие, след което функциите му бяха прехвърлени на Федералната служба за държавна регистрация, кадастър и картография. Затова със съжаление отбелязваме, че „златните години“ на руската геодезия като наука попадат именно на съветския период..

Координатна система

За измервания с висока точност е необходимо да се използва една и съща система за координати и височини, за да се избегнат проблеми с „наслагването“ по-късно. Ако се извършва проучване за строителството, тогава границата на работата обикновено е пресечната точка на основните транспортни маршрути и връзките на комуникационните точки, които схематично трябва да бъдат показани в приложението към техническото задание. Обикновено топографското проучване на обществените пътища в градовете вече е извършено в местната координатна система, данните се съхраняват в архиви, а за да се изчисли правилно склоновете на строителната площадка, проучването за строителство трябва да се извърши в подобна система.

Началото на работата по единна координатна система у нас датира от 1928 г., когато предложеното от F.N. Красовски, програмата за разработване на система за триангулация – метод за създаване на референтна геодезическа мрежа, основан на определяне на координати чрез измерване на ъглите на триъгълници, а при триангулация в клас 1 дължината на страните на тези „триъгълници“ достига 25 км. Точките, чиито координати са определени по този метод, се наричат ​​точки на триангулация. Тогава мрежата от триъгълници беше разделена на мрежи от 2–4 класа, които съответно имаха по-малки разстояния в рамките на зрителната линия между точките. Четвърти клас беше разделен на 1-ва и 2-ра категория, като разстоянието между точките вече беше 200-500 метра. Координатите на точките бяха определени чрез полигонометричния метод, т.е. освен ъгли, с помощта на теодолит, разстоянията между точките се измерват и с измервателна лента или оптичен далекомер. Точките на полигонометрията на 4-ти клас и точките на решетъчната полигонометрия се използват главно от геодезистите за градска работа.

Първата високоточна координатна система на територията на СССР се счита за координатна и надморска система от 1942 г. (SK-42), одобрена през април 1946 г., а нивото на водата в инструменталната камера на пристанището в Кронщад (при нула на кракщадския крак), прието през 1913 г., се използва като нула по височина. Този момент все още се използва от някои „експерти“, когато се снима в конвенционална система от координати и височини, като ръбът на всеки резервоар се приема като нула по височина.

Измереното състояние на нещата в бранша бе нарушено от полковника на ГРУ Олег Пенковски, който от добротата на сърцето си продаваше, наред с други неща, картографски материали в SK-42 на западните специални служби. Параноичното съветско правителство даде команда да коригира координатната система, така че врагът да не може да използва секретни карти за започване на ядрен удар и се роди нова координатна система, SK-63, която беше изкривена версия на SK-42. От тази система се разви градска полигонометрия, която от своя страна представляваше изкривена версия на SK-63. Искайки да объркат врагове, самите функционери се объркаха в резултат. В SK-63 са направени огромни масиви от карти, поземният кадастър е частично поддържан, а на кръстовищата на картографските зони са възможни големи наслагвания и несъответствия. SK-63 е отменен с постановление на Централния комитет на КПСС и Министерския съвет на СССР през март 1987 г., но продължава да се използва в бъдеще „като изключение“..

В момента в Русия за нуждите на космическата геодезия съществува пространствена координатна система PZ-90.02, която от своя страна е аналог на WGS84 – единна координатна система за цялата планета, а за геодезическа и картографска работа използват геодезическата координатна система от 2011 г. (GSK-2011), производно от своите предшественици – SK-95 и SK-63. Както разбирате, разликите между координатните системи и загубата на точност по време на прехода от една система към друга не добавят обща точност към извършените топографски и геодезически работи. На строителната площадка, за по-лесна употреба, се прави разбивка в условна координатна система, която има връзка с местни или регионални системи, тъй като числовите стойности на координатите в държавните системи могат да достигнат седемцифрени числа в метри, с изключение на сантиметри и милиметри.

Инструменти и оборудване, използвани за производството на работа

Заедно с натрупването на знания за формата и размерите на Земята от човечеството, инструментите, с които той извършваше геодезическа работа, се променяха. Първоначално те бяха:

1. Теодолит – Този инструмент е основният измервателен уред, използван за измерване на хоризонтални и вертикални ъгли. В структурно отношение теодолитът се състои от хоризонтален и вертикален кръг, който също се нарича „крайник“ и има раздели за приемане на показания, и въртяща се част – „алидада“, върху която е фиксиран телескопът. Този инструмент е незаменим за инженерна, геодезическа и астрономическа работа.
2. Нивото е оптично-механичен инструмент, който ви позволява да определите разликата във височините на точките на земната повърхност. Разликата между числата, които се виждат в нивото на две вертикални пръти с раздели, е равна на разликата във височините на точките, в които са монтирани прътите – дървени греди с височина 3-4 метра с раздели за четене.
3. Нивото е незаменим инструмент за контрол на всеки строител. Това е устройство със стъклена ампула, напълнена с течност за определяне на хоризонталната повърхност и измерване на малки ъгли на наклон.
4. Kipregel – този инструмент се използва при извършване на топографски проучвания и ви позволява да изградите графично ситуацията точно в полето, измервайки ъгли, разстояния и коти. Използва се във връзка с чаша – полева рисуваща маса.
5. Пантометър – използва се за проучване на блата и гори в случаите, когато не е необходима висока точност на измерванията.
6. Измервателна лента – обикновено стоманена лента с скала за измерване на хоризонталното разстояние от точки.
7. Rangefinder е устройство за определяне на разстоянието между точките; в конструкцията му функцията се изпълнява успешно с лазерна лента.
8. Boussol – този инструмент е използван за определяне на магнитния лагер на земята.
9. Измервател на дължина – инструментът, използван при проучване на мина, даде възможност за измерване на разстояния с помощта на гъвкава резба и измервателен блок.

Естествено, напредъкът не стои неподвижно и „ветераните“ се заменят от модерна геодезическа техника, с която могат да работят само специалисти. Въпреки това, знаейки основите на науката, не е необходимо да се обаждате на геодезисти за всички видове работа, можете сами да извършвате няколко прости операции без помощта на сложни инструменти и скъп софтуер..

Имайки 20-метрова лента в стопанството, можете лесно да счупите осите на селската къща или да изчислите приблизителната площ на обекта, а с помощта на прости устройства е възможно дори да се извърши опростен геодезически преглед на обекта за индивидуално строителство.

Следващите статии от нашия цикъл по геодезия и нейната роля на строителна площадка ще ви разкажат за особеностите на избора на геодезическо оборудване и възможността за независимо решение на най-простите геодезически проблеми..