Исторический очерк развития геодезии
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Донбасская государственная академия строительства и архитектуры
Кафедра «Инженерной геодезии»
Лобов М.И., Лобов И.М., Анненков А.А.
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ
(конспект лекций)
2002
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
Донбасская государственная академия строительства и архитектуры
Кафедра «Инженерной геодезии»
Лобов М.И., Лобов И.М., Анненков А.А.
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДЕЗИЯ
(конспект лекций)
Утверждено на заседании кафедры «Инженерной геодезии».
Протокол №12 от 30.05.2002 г.
2002
Макеевка, ДонГАСА, 2002.
УДК: 528.48(0.75.8)
Лобов М.И., Лобов И.М., Анненков А.А.
Инженерноая геодезия: Конспект лекций на русском языке.- Макеевка: ДонГАСА. –2002.- 126с.
Включает тексты лекций по изучению инженерной геодезии при съемках, изысканиях, проектировании, строительстве, обмерных работах и эксплуатации зданий и сооружений.
Для студентов строительных и архитектурных специальностей всех форм обучения.
Ответственный за выпуск доц. Соловей П.И.
Донбасская государственная академия строительства и архитектуры
ВВЕДЕНИЕ
Программа курса инженерной геодезии состоит из общей части и специальных разделов. Программа курса инженерной геодезии в строительстве при малом количестве лекционных часов предусматривает изучение многих специальных вопросов, которые в учебных пособиях рассматриваются излишне подробно или вообще упускаются. Однако для геодезической подготовки студентов строительных специальностей они крайне необходимы. Особенно при многоступенчатой подготовке специалистов строительного профиля.
Учитывая, что в настоящее время значительная роль отводится самостоятельной подготовке студентов, в данном пособии приведены краткие сведения по технологии строительного производства и последовательно рассмотрены все виды геодезических работ при съемках, изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений. В пособии учтены особенности курса инженерной геодезии для студентов разных специализаций, по которым осуществляется подготовка инженеров-строителей и магистров.
Конспект написан на основании многолетнего опыта производства инженерно-геодезических работ при топографических съемках, изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации сложных сооружений и при чтении курса лекций для студентов всех форм обучения в строительном вузе.
РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОДЕЗИИ
Предмет геодезия и связь ее с другими дисциплинами
Геодезия – это наука о выполнении измерений на земной поверхности с целью определения формы и размеров Земли, составлении планов и карт, решении различных инженерных задач. Геодезия в переводе с греческого языка означает – землеразделение.
Геодезию можно разделить на ряд дисциплин:
высшую геодезию – главной задачей, которой является изучение формы и размеров Земли и внешнего гравитационного поля;
геодезию или топографию, занимающихся вопросами измерения и изображения земной поверхности в виде планов;
картографию, излагающую методы, процессы создания и применения различных карт;
инженерную геодезию, изучающую вопросы применения геодезии при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений;
космическую геодезию, изучающую методы использования аэрокосмической информации для решения научных задач, картографирования, изысканий, обороны страны с помощью искусственных спутников Земли.
Геодезия тесно связана с другими научными дисциплинами, такими как математика, физика, астрономия, радиоэлектроника, фотография, геология, геоморфология, геофизика, география, гравиметрия, черчение и др.
Геодезия имеет огромное научное и практическое значение в самых различных сферах народного хозяйства. Особенно велика роль геодезических работ при картографировании страны и изучении природных ресурсов.
Исключительное значение для картографирования страны имеет аэросъемка и космическая съемка территории и особенно таких районов, как тундра, тайга и высокогорье.
Значительные объемы геодезических работ выполняют при строительстве промышленных, гражданских и энергетических объектов, а также сооружений линейного типа: дорог, каналов, подземных сооружений (метро, трубопроводов), воздушных сетей (линий электропередачи, связи), кадастровые работы, при разработке генпланов городов и в обмерных работах.
Исключительно важное значение имеет геодезия в обороне страны. Карта – глаза армии, используется при разработке стратегических планов и проведении военных операций.
В настоящее время трудно указать область народного хозяйства, в которой геодезия и геодезические работы не имели бы существенного значения. Дальнейшее развитие народного хозяйства выдвигает все новые задачи перед геодезической наукой. Основной особенностью планирования топографо-геодезических работ в настоящее время является все возрастающие объемы производства крупномасштабных съемок.
Содержание инженерной геодезии, ее роль как научной дисциплины при строительстве различных сооружений
На современном этапе инженерная геодезия является важным направлением в геодезической науке. Она рассматривает комплекс геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации различных сооружений.
Ни одно сооружение не может быть построено без геодезических измерений. На топоплане проектируют сооружения, затем методом геодезических измерений проект сооружения переносят в натуру, т.е. закрепляют сооружение на местности. При возведении сооружения производят разбивку и контроль правильности выполнения работ при помощи геодезических приборов. По завершении строительства производят исполнительную съемку. В период эксплуатации выполняют геодезические наблюдения за осадками и деформациями сооружения.
Значительные объемы геодезических работ выполняются в Донбассе, на подрабатываемых территориях. Систематические наблюдения за изменениями земной поверхности позволяют архитекторам обоснованно выбирать участки городских территорий для последующей застройки и не допускать разрушений существующих зданий и сооружений, попадающих в зону влияния подземных горных работ.
Исторический очерк развития геодезии
Первые сведения о геодезии относятся к глубокой древности, примерно ХХ – Х в. до нашей эры.
Сохранившиеся развалины древних подземных сооружений, дворцов, храмов, оборонительных, ирригационных сооружений в Вавилоне, древнем Египте, Китае, Греции, Армении и Индии свидетельствуют о том, что геодезия решала не только вопросы землепользования, но и более сложные задачи, связанные со строительством.
Установлено, геодезия как наука возникла в древнем Риме, Египте и Греции.
Сохранились сведения и о геодезических работах, выполненных в России. В ХI веке впервые была измерена ширина Керченского пролива, в ХVI веке составлена первая карта Московского государства, известная под названием “Большой чертеж”. В 1667г. воеводой П.Н. Годуновым составлена карта Сибири. В 1701 году картографом С.У. Ремизовым с сыновьями составлен первый русский атлас Сибири. Эта книга состояла из 23 карт. В 1739 году был создан географический департамент Академии наук. Им было составлено значительное количество карт. В период с 1757 по 1763 год этот департамент возглавлял М.В.Ломоносов. При академии наук была открыта первая оптическая мастерская по изготовлению геодезических и астрономических инструментов. Начиная с 1769 года, более 30 лет этой мастерской руководил И.П. Кулибин, известный русский механик, который разрабатывал и совершенствовал геодезические инструменты.
Потребность армии и флота в топографических картах способствовали созданию в 1797 году специальной службы – депо карт по картографированию территории России.
В 1822 году при Генеральном штабе учрежден корпус военных топографов, который выполнял государственные съемки в мирное и военное время, особенно в пограничных районах.
В 1839 году была основана Пулковская обсерватория, которая с первых дней своей организации стала высшей школой русской астрономии и геодезии. Основателем Пулковской обсерватории был В.Я.Струве – известный русский астроном-геодезист. Он ввел принципиально новые измерения в конструкции приборов, которые изготовляли в организованной им при обсерватории механической мастерской.
В первой половине ХIX века в России начались работы по созданию опорной геодезической сети методом триангуляции под руководством академика В.Я.Струве и военного геодезиста К.И.Теннера. В период с 1816 по 1852 годы были проложены ряды триангуляции по меридиану от Ледовитого океана до устья р. Дунай. Эта выдающаяся работа являлась долгое время образцом методики проведения высокоточных измерений и глубины научного подхода к решению задачи, связанной с определением фигуры Земли.
Несмотря на все выполненные геодезические работы в зтот период, территория, на которую были созданы карты,не превышала 10% по отношению к территории всей России.
Топографическая изученность страны была весьма слабой, и такое состояние геодезии не могло соответствовать новым требованиям, выдвинутым в связи с началом социалистического строительства.
15 марта 1919 года декретом В.И. Ленина было создано Высшее Геодезическое Управление (ВГУ). В нем положено начало советской геодезии. Согласно декрету для решения научных задач был создан центральный научно-исследовательский институт (ЦНИИГАиК) под руководством профессора Ф.Н.Красовского, который на основе градусных измерений, занимался вычислением размеров земного эллипсоида.
В 1924 году началось освоение нового эффективного метода картографирования страны – аэрофотосъемки. В 1923 году вступили в строй заводы “Геодезия” и “Геофизика” по изготовлению геодезических инструментов и вскоре они стали вытеснять приборы иностранного фирм. Завод “Аэрогеоприбор” освоил серийное производство различных высокоточных фотограмметрических и геодезических инструментов.
В начале Великой Отечественной войны геодезические предприятия перебазировались в восточные районы и в минимальный срок наладили производство, позволившее снабжать бесперебойно армию современными приборами и картами. Послевоенный период характеризуется совершенствованием картографо-геодезических работ, инструментостроения, расширением объема аэрофотосъемки, что позволило к 1970 году завершить картографирование страны в масштабе 1:25000. В этот период родилась новая наука – космическая геодезия.
На современном этапе, в условиях рыночной экономики геодезия обеспечивает более локальные задачи, связанные с развитием городов, возведением сложных и уникальных объектов, обеспечением реконструкции предприятий с использованием новых технологий, геоинформационных систем, электронных методов контроля окружающей среды.