Сущность прямой геодезической задачи (чертеж)
Элементы измерений на местности
Под измерениями понимают процесс сравнения какой-либо величины с другой однородной величиной, принимаемой за единицу. При всем многообразии геодезических измерений все они g сводятся в основном к трем видам:
линейные—определяются расстояния между заданными точками;
угловые — определяются значения горизонтальных и вертикальных углов между направлениями на заданные точки;
высотные (нивелирование) — определяются разности высот точек.
За единицу линейных и высотных измерений (расстояний, высот и превышений) в геодезии принят метр, представляющий собой длину жезла — эталона, изготовленного из платино-иридиевого сплава в 1889 г. и хранящегося в Международном бюро мер и весов в Париже. Копия №28 этого жезла находится в НИИ метрологии им. Д. И. Менделеева в Санкт-Петербурге. В качестве эталона более высокой точности в настоящее время служит метр, определенный как длина пути, пройденного светом за 1/299792548 доли секунды.
Единицей для измерений углов (горизонтальных и вертикальных) служит градус, представляющий 1/90 прямого угла или 1/360 окружности. Градус содержит 60 угл. мин, минута делится на 60 угл. с. В некоторых странах применяют градовую систему, в которой 1 град составляет 1/400 окружности, градовая минута — 1/100 град, а градовая секунда — 1/100 град мин.
В современных автоматизированных угломерных приборах единицей измерений служит гон, равный 1 град или 54 угл. мин; тысячная его доля, равная 3,24 угл. с, называется миллигон.
Измерения называют прямыми, если их выполняют с помощью приборов, позволяющих непосредственно сравнить измеряемую величину с величиной, принятой за единицу, и косвенными, когда искомую величину получают путем вычислений на основе результатов прямых измерений. Так, угол в треугольнике можно непосредственно измерить угломерным прибором (прямое измерение) или вычислить по результатам измерения трех сторон треугольника (косвенное измерение).
Необходимыми условиями любого измерения являются: объект измерения; субъект измерения — лицо, производящее измерение; мерный прибор, которым выполняют измерения; метод измерения — совокупность правил и действий, определяющих процесс измерения; внешняя среда, в которой выполняют измерения.
Обозначенные на местности точки, от которых выполняют геодезические измерения, называются исходными. Точки, положение которых на местности необходимо определить, называют определяемыми.
Исходные и определяемые точки могут располагаться в горизонтальной плоскости в плане (плановые точки) и вертикальной — по высоте (высотные точки).
Сущность прямой геодезической задачи (чертеж)
При привязке границ землепользовании к геодезическим пунктам, вычислительной обработке результатов измерений на местности, связанной с составлением плана землепользования, при проектировании участков и других объектов, подготовке к перенесению проектов в натуру возникает необходимость вычислять координаты и приращения координат точек местности, решать прямую и обратную геодезические задачи.
Прямая геодезическая задача состоит в том, что по известным (исходным) координатам начального пункта А(хA и уA) линии АВ (см.рис.), дирекционному углу этой линии αАВ и ее горизонтальному проложению SAB вычисляют координаты конечной точки В(хв и ув) этой линии, т. е. известны хА, уА, αАВ, sAB, надо вычислить хв, ув. Наиболее простым является случай, когда линия АВ расположена в первой четверти системы прямоугольных координат и имеет северо-восточное направление, а дирекционный угол линии равен величине румба, тогда
хв = хА + (хв - хA) ;
ув = уА + (ув - уA)
Здесь разности координат конечной В и начальной А точек линии АВ называют приращениями координат этой линии.
Приращениями координат линии называют ортол тональные проекции горизонтального проложения этой линщ на оси координат. Они обычно имеют обозначения Δх и Δy, поэтому равенства перепишем в виде
хв=ха+Δхав;
Ув=Уа+ΔУав.
Они читаются так: координата конечной точки линии равна сумме координаты начальной точки и приращения между ними.
Приращения координат могут быть вычислены по дирекционному углу линии и ее горизонтальному проложению, являющемуся гипотенузой прямоугольного треугольника, в котором катеты (приращения координат) получают по формулам
ΔxAB=sAB cos альфа AB;
ΔYAB=sAB sin альфа AB
Приращения координат имеют знаки (плюс или минус), которые зависят от знака косинуса и синуса дирекционного угла или от названия румба линии и не зависят от четверти, образованной осями координат.
Подставив выражения ΔxAB=sAB*cosальфаAB; ΔYAB=sAB*sinальфаAB в хв=ха+Δхав;Ув=Уа+ΔУав., получим формулы для решения прямой геодезической задачи:
xB=xA+sAB cos аАВ;
yв=yA +sin α АВ.