1 Практикалық жұмыс Тақырыбы: Жоғары геодезияның жалпы мағлұматтары және негізгі есептері. Триангуляция

Геоид - бұл материктер астында осы беттің барлық нүктелерінде қиып өтетін тік сызықтардың бағыттары тік бұрышты болатындай етіп ойша жалғастырылған мұхитта судың тынық бетімен сәйкес келетін деңгейлік бет.

Алайда академик Молодецкийдің зерттеулері бойынша геоидтың пішіні нақты анықталуы мүмкін емес, себебі жердің ішінде ауырлық күшінің таралуына тәуелді. Сондықтан жоғары геодезияның ғылыми және тәжірибелік міндеттерін шешу үшін геоидтің бетін анықтау міндетті емес. Молодецкий жоғары геодезияның негізгі міндеті деп жердің шынайы бетін және оның гравитациялық өрісін зерттеуді санауды ұсынды және жер бетінде жүргізілген геодезиялық өлшеулер негізінде жердің пішінін нақты зерттеуге мүмкіндік беретін теорияны жасап шығарды. Молодецкий теориясында қосымша бет енгізіледі, ол мұхиттар мен теңіздерде геоид бетімен сәйкес келетін және 2м аз құрлық астында аз ерекшеленетін квазигеоид беті болып табылады. Сонымен квазигеоид беті айтарлықтай қатаң жер бетіндегі геодезиялық өлшеулер негізінде анықталады. Молодецкий теориясы бойынша барлық геодезиялық міндеттер қатаң шешім алады және геоид бетін зерттеудің қажеттілігі жоқ.

Жоғары геодезияның тәжірибелік міндеттерін шешу үшін таңдалған координаттар жүйесінде жер бетінің жеке нүктелерінің координаттары қажет. Бұл координаттар тікелей өлшеулерден анықталмайды, өлшеулер нәтижесі бойынша есептеулерден шығады. Жер бетінің нүктелерінің координаттарын есептеу үшін сол бетті білу қажет, яғни оның пішіні мен өлшемін.

Жоғары геодезияның міндеттерінің екіжақтылығы редукциялау деп аталады. Сондықтан квазигеоид бетін суреттеу өте қиын және математикалық нақты суреттеуге мүмкіндік беретін қатыстылық бетіне өтеміз.

Жер пішініне өте жақын айналу эллипсоиды қатыстылық беті деп саналады, жалпы алғанда мұндай эллипсоидты жалпы жер эллипсоиды деп атайды және келесі шарттары болады:

1. Жалпы жер эллипсоидының ортасы Жердің ауырлық ортасымен және оның экваторының жазықтығы Жер экваторының жазықтығымен сәйкес келеді;

2. Квазигеоид биіктігі бойынша эллипсоидтың бетінен барлық нүктелерінде шаршылардың сомасының минимумы.

Көрсетілген шарттар Жердің өлшемдері мен пішініне де, сол сияқты Жер денесіне де оның орналасу талаптарын айқындайды. Ол үшін Жердің барлық беті бойынша геодезиялық өлшеулер жүргізу қажет. Мүмкін болып тұрған мезетте. Сондықтан жеке елдерде сол аумақ үшін жақын келетін эллипсоид қабылданады, олар референц эллипсоидтар деп аталады.

Сонымен референц эллипсоид – бұл белгілі өлшемдерге ие және Жер денесінде белгілі түрде бағдарланған және сол елде геодезиялық өлшеулерді өңдеу үшін қабылданатын эллипсоид. ТМД елдері үшін Красовский эллипсоиды қабылданады, ол квазигеоидтан мах 150м-ге ерекшеленеді.

Жоғары геодезияның бөлімдері.

Сфероидтық геодезия – эллипсоид бетінде геодезиялық есептерді шешу үдістерін зерттейді

Теориялық геодезия – жердің пішінін және оның гравитациялық өрісін зерттейді.
Жоғары геодезия 3 бөлікке бөлінеді:

1.Жер бетінде геодезиялық өлшеулерді тұрғызу және орындау үдістерін қарастырады;

2.Жердің пішіні мен оның гравитациялық өрісінің өлшемдерінің нәтижелері арасындағы аналитикалық тәуелділіктерді бекітеді, қарастырады;

3.Ғарыштық бақылаулар нәтижелері бойынша Жер бетіндегі геометриялық арақатынастарды қарастырады.

1.1 Жоғары геодезия пәні және негізгі есептері

Геодезия - Жердің формасын және оның сыртқы гравитациялық өрісін зерттейтін, сонымен қатар пландарға немесе карталарға жер бетін түсіру және әр түрлі есептерді шешуге қажет болатын мәліметтерді алу мақсатымен, жер бетінде өлшеулерді жүргізумен айналысатын ғылым.

Жоғары геодезияның есептерін ғылыми және ғылыми-техникалық етіп екіге бөледі.

Жоғары геодезияның негізгі ғылыми жұмысы болып Жердің формасын және өлшемдерін анықтау табылады. Бұл есеп екі бөлімнен тұрады:

1. Жердің фигурасын толығымен келтіретін, математикалық дұрыс беттің формасын және өлшемдерін анықтау. Мұндай беткей ретінде полюстарында сығылуы аз болатын және жер эллипсоиды деп аталатын, айналу эллипсоиды алынған.

2. Жердің нақты физикалық беті ретінде алынатын (яғни, құрғақ жердегі оның қатты қабаты және теңіздер мен мұхиттардың нақты беті), жердің нақты фигурасын зерттеу.

Жердің нақты фигурасын анықтау Жердің физикалық бетіндегі нүктелердің жер эллипсоидына қатысты ауытқуды анықтауға алып келеді.

Жердің сыртқы гравитациялық өрісін анықтаудың мәні Жердің нақты фигурасының гравитациялық өрісінің қабылданған жер эллипсоидының гравитациялық өрісінен ауытқуын анықтауында.

Жоғары геодезияның ғылыми есептерінің бірқатары Жердің өмірін, үздіксіз дамуда болатын планета ретінде зерттеумен байланысқан. Жер қабаты үнемі горизонтальды және вертикальді қозғалыстардан өтеді, осыған байланысты жағалық сызықтар жылжиды, теңіздер мен мұхиттардың деңгейі өзгереді және т.б. Жердің ішкі күштері әсерінен болатын деформацияларды, айлы-күнді тартылыстар және басқа сыртқы күштер өзгерісін зерттеу, бір-бірімен байланысты бірнеше ғылымдардың – геофизиканың, геологияның, географияның және т.б. – есебі болып табылады және үлкен тәжірибелік мәнге ие.

Жоғары геодезияның ғылыми есептерін астрономиялық, геодезиялық және гравиметриялық өлшеулерді арнайы салыстыру жолымен шешеді.

Жердің фигурасы және оның өлшемдері туралы мәліметтер көптеген ғылыми-техникалық есептерді шешуге қажет, олардың қатарына келесілер жатады:

- топография әдістерімен Жердің физикалық бетін бөлшектеп зерттеуге қажетті, бір координаттық жүйеде үлкен территорияда геодезиялық тірек торларының құру әдістерінің әр түрлі өңдемелері,

- жоғары дәлдікті геодезиялық, гравиметриялық және астрономиялық өлшеулерді қамтамасыз ету үшін, тіктеуіштер мен құрал-жабдықтарды жасау,

- өлшеу нәтижелерін математикалық өңдеу әдістерін өндіру.

Геодезияның әдістері және техникалық жабдықтары маркшейдерлік тірек торларын дамытуда, инженерлік үймереттер құрылысында (тоннельдер, гидротүйіндер және т.б.) және тірек нүктелер жүйесінің, бағдарлау сызықтарының және т.б. өзара орналасуын жоғары дәлдікпен анықтаған кезде кеңінен қолданылады.

Жоғары геодезияның негіздерін оқып білу маркшейдерлерді тәжірибелік қызметте кездесетін әр түрлі есептердің мәні түсінуге қажетті біліммен қамтамасыз етеді.

2.1. Триангуляция туралы жалпы мағұлмат, I, II, III, IV класс триангуляциясының сипаттамасы

Берілген негіздеменің пункттері өндіріс алаңынан (шахтаның, кеніштің) біршама алыс орналасқан негіздемені жиелендіруді орындау қажет. Геодезиялық тордың дамуы триангуляция әдісімен орындалады.

Жоба бөлімінің бұл бөлігінде триангуляция туралы жалпы мағұлмат, I, II, III,IV класс триангуляциясының сипаттамасы туралы мәліметтер қарастырылады.

Геодезиялық торлар жердің пішіндері мен өлшемдерін анықтауға ғана емес, сондай-ақ жоғарғы геодезияның басқа да ғылыми мәселелерін шешуге; топографиялық түсірістер мен картографиялық жұмыстарды орындауда; әр түрлі инженерлі-геодезиялық есептерді шешуде; тағы басқа жұмыстарды атқаруда зор үлес қосады.

Геодезиялық торлар триангуляция, полигонометрия трилатерация немесе аралас әдістермен құрылады. Алғаш рет триангуляция әдісін голланд ғалмы Снеллиус 1614-1617жж. ұсынған.

Триангуляция – бұл жергілікті жерде, горизонтальді бұрыштарды және бір үшбұрыштың қабырғасының ұзындығы (қабырғалар бірнеше үшбұрышта өлшенуі мүмкін) анықталатын, бір біріне ұласқан үшбұрыштарды құру.

1 класстың триангуляциясының үлкен аймақтарында меридиандар мен параллельдер бағытында орналасқан және бір бірінен 200 км артық емес қашықтыққа алыстаған үшбұрыштар тізбегі ретінде жасалады. Триангуляция тізбектері өзара қиылысып периметрі 800 км артық емес полигондарды түзеді. Үшбұрыштардың қабырғалары пішіні бойынша теңқабырғалыларға жақын болуы керек.

2 кластың триангуляциясы 1 класс полигонының толық ауданын толтыратын және контур бойында бірінші класстың тірек пункттерімен сенімді байланысқан үшбұрыштардың тұтас жүйесі ретінде дамиды. Екінші кластық жүйесінің ортасында бір EF базистік қабырғасы беріледі, онда астрономиялық координаттардың анықталуы жүргізіледі. 2 кластың триангуляциясының үшбұрыштарының қабырғалары 7 ден 20 км дейін болуы мүмкін. 2 кластық триангуляциясында барлық бұрыштарды өлшейді және 1 класс триангуляциясына сәйкес теңестіреді.

3 және 4 класс триангуляцияларының тірек пункттері жоғары класстар тірек пункттерімен байланысты анықталады, негізгі пункттерді немесе жеке пункттерді салу. 3 класс триангуляциясын өзара жеке 1 және 2 класты кірістірмей теңгереді. 4 класс триангуляциясын жоғары класс үшбұрышына тура немесе кері таңбамен тіректі қосумен салады.

1-кесте. Триангуляция жүйелерінің шарттары

Көрсеткіштер атауы	1 класс	2 класс	3 класс	4 класс
1. Жүйе ұзындығы, км	200	-	-	-
2. Үшбұрыш қабырғасының ұзындығы, км	20 – 25	7 – 20	5 – 8	2 – 5
3. Базисті өлшеу-дің салыстыр-малы қателігі	1 : 400000	1 : 300000	1 : 200000	1 : 200000
4. Мүмкін бола-тын үшбұрыш-тағы бұрыштық қиыспаушылық
5.Өлшенген бұрыштың О.к.қ,

2-кесте. Триангуляция жүйелерінің шарттары