Indholdet af artiklen
Geodetiske værker ledsager konstruktionen af ethvert objekt fra stadiet til valg af en jordgrund til idriftsættelse af en færdig struktur. Denne industri har udviklet sig langt fra primitive måleinstrumenter til moderne udstyr med høj præcision, der er i stand til i realtid at bestemme den geografiske placering af undersøgelsespunktet med millimeterpræcision. Vi vil fortælle dig om milepælerne i udviklingen af geodesi og dens placering på en moderne byggeplads i en række artikler dedikeret til dette felt af menneskelig aktivitet..
Lidt historie
Siden oldtiden har menneskeheden mødt behovet for at bestemme den reelle afstand mellem objekter og deres rumlige position i forhold til hinanden. Endvidere var konstruktion af store strukturer umulig uden nøjagtige beregninger. For eksempel til konstruktion af overrislingssystemer i det gamle Egypten i det 6. århundrede f.Kr. brugte de enkleste geodetiske undersøgelser, for for at kanalen skulle nå floden og ikke til krattet med krokodiller, måtte retning og hældning af grøft beregnes og markeres på jorden. Dette gav drivkraft til udviklingen af landbruget og med det velstanden for den egyptiske stat. De gamle grækere øgede egypternes viden, men videnskaben, der bestemmer formen og størrelsen af Jorden, fik bred udvikling med udvidelsen af handelsforbindelser og navigation, da det var nødvendigt at planlægge en nøjagtig kurs fra et punkt på planeten til et andet.
I Rusland er de første omtaler af afstandsmålinger dateret 1068, hvor, ved ordre fra Tmutarakan-prinsen Gleb, bredden af Kerchstredet blev målt ved trin på isen, der stadig opbevares en mindesten om denne begivenhed i Hermitage. Geodesy fik en større udvikling under “I vinduet til Europa” af Peter I, da navigatører og rejsende skulle have detaljerede bevægelsesplaner til rådighed. Dette arbejde blev udført af officerer på Quartermaster Unit. Krigen med Napoleon i 1812 afslørede manglen på nøjagtighed og levering af kartografiske materialer, primært militæret, som var signalet for oprettelsen af Corps of Military Topographers i 1822..
Udviklingen af sovjetisk geodesi begyndte med underskrivelsen af VI Lenin den 15. marts 1919 af dekretet fra Rådets Folkekommissær “Om oprettelse af en højere geodetisk administration.” Denne dato bliver i mange år datoen for den faglige ferie for landmænd og specialister, der er involveret i branchen. I maj 1967 vil den geodetiske afdeling blive omdannet til hoveddirektoratet for geodesi og kartografi (forkortet GUGK), som vil være direkte underordnet Ministerrådet for USSR, der understregede den særlige status for denne industri. Efter sammenbruddet af Unionen blev den føderale tjeneste for geodesi og kartografi i Rusland organiseret, som senere blev overført til ministeriet for økonomisk udvikling, og derefter blev dens funktioner overført til den føderale tjeneste for statsregistrering, Kadastre og Kartografi. Så vi bemærker med beklagelse, at de “gyldne år” af russisk geodesi som videnskab falder netop på den sovjetiske periode..
Koordinatsystem
For at udføre højpræcisionsmålinger er det nødvendigt at bruge det samme koordinat- og højdesystem for at undgå problemer med “overlay” senere. Hvis der foretages en undersøgelse med henblik på konstruktion, er grænserne for arbejdet normalt krydset mellem de vigtigste transportveje og fastgørelsespunkter for kommunikation, som skematisk skal vises i bilaget til referencebetingelserne. Normalt er topografisk undersøgelse af offentlige veje i byer allerede blevet udført i det lokale koordinatsystem, dataene gemmes i arkiver, og for korrekt beregning af skråninger på byggepladsen skal undersøgelse for konstruktion udføres i et lignende system.
Begyndelsen på arbejdet med et samlet koordinatsystem i vores land går tilbage til 1928, da F.N. Krasovsky, programmet til udvikling af et trianguleringssystem – en metode til at skabe et referencegeodetisk netværk baseret på bestemmelse af koordinater ved at måle vinklerne i trekanter, og i klasse 1 triangulering nåede længden på siderne af disse “trekanter” 25 km. De punkter, hvis koordinater blev bestemt ved denne metode blev kaldt trianguleringspunkter. Derefter blev netværket af trekanter opdelt i netværk på 2–4 klasser, som henholdsvis havde mindre afstande inden for sigtelinien mellem punkterne. Fjerde klasse blev delt i 1. og 2. kategorier, afstanden mellem punkterne var allerede 200-500 meter. Koordinaterne for punkterne blev bestemt ved polygonometri-metoden, dvs. ud over vinkler ved hjælp af en teodolit blev afstandene mellem punkter også målt med et målebånd eller en optisk afstandsmåler. Det er polygonometriets punkter i 4. klasse og punkterne i gitterpolygonometri, der hovedsageligt bruges af landmænd til byarbejde.
Det første koordinatsystem med høj præcision på Sovjetunionens område anses for at være koordinat- og højdesystemet fra 1942 (SK-42), der blev godkendt i april 1946, og vandstanden i instrumentkammeret i Kronstadt-havnen (nul af Kronstadt-fodbestanden), vedtaget i 1913, blev brugt som nul i højden. Dette øjeblik bruges stadig af nogle “eksperter”, når der optages i et konventionelt system med koordinater og højder, idet kanten af ethvert reservoir er nul i højden.
Den målte tilstand i branchen blev overtrådt af GRU-oberst Oleg Penkovsky, der af hjertets venlighed solgte blandt andet kartografiske materialer i SK-42 til de vestlige specialtjenester. Den paranoia-udsatte sovjetiske regering gav ordren om at korrigere koordinatsystemet, så fjenden ikke kunne bruge hemmelige kort til at iværksætte en nukleare strejke, og et nyt koordinatsystem, SK-63, blev født, som var en forvrænget version af SK-42. Fra dette system udvikledes urban polygonometri, som igen var en forvrænget version af SK-63. Da de ville forvirre fjender, blev funktionærerne selv forvirrede som et resultat. I SK-63 blev der lavet store arrays af kort, landkadasteren er delvist vedligeholdt, og i krydset mellem kortzonerne er store overlejringer og uoverensstemmelser mulige. SK-63 blev annulleret ved dekret fra CPSU’s Centraludvalg og USSR’s Ministerråd i marts 1987, men blev fortsat brugt i fremtiden “som en undtagelse.”.
I Rusland er der i øjeblikket behov for rumgeodesi et rumligt koordinatsystem PZ-90.02, som igen er en analog af WGS84 – et enkelt koordinatsystem for hele planeten, og til geodetisk og kartografisk arbejde bruger de det geodetiske koordinatsystem fra 2011 (GSK-2011), et derivat fra sine forgængere – SK-95 og SK-63. Som du kan forestille dig, giver forskelle mellem koordinatsystemer og tab af nøjagtighed under overgangen fra et system til et andet ikke den samlede nøjagtighed til de afsluttede topografiske og geodetiske værker. På byggepladsen for nem brug er der foretaget en opdeling i et betinget koordinatsystem, der har forbindelse til lokale eller regionale systemer, fordi de numeriske værdier for koordinater i tilstandssystemer kan nå syvcifrede tal i meter, eksklusive centimeter og millimeter.
Værktøjer og udstyr, der anvendes til produktion af arbejde
Sammen med akkumuleringen af viden om formen og størrelsen på jorden af menneskeheden ændrede de værktøjer, som han udførte geodetisk arbejde, med. Oprindeligt var de:
- Theodolit – dette instrument er det vigtigste måleinstrument, der bruges til at måle vandrette og lodrette vinkler. Strukturelt består teodolitten af en vandret og lodret cirkel, der også kaldes en “lem” og har inddelinger til aflæsning og en roterende del – “alidade”, som teleskopet er fastgjort på. Dette værktøj er uundværligt til konstruktion, geodetisk og astronomisk arbejde.
- Niveauet er et optisk-mekanisk instrument, der giver dig mulighed for at bestemme forskellen i højde på punkter på jordoverfladen. Forskellen mellem de tal, der er synlige i niveauet på to lodrette stænger med opdelinger er lig med forskellen i højderne på de punkter, hvor stængerne er installeret – træbjælker, der er 3-4 meter høje med inddelinger til aflæsning.
- Niveau er et uundværligt kontrolværktøj for enhver bygherre. Dette er en enhed med en glasampul fyldt med væske til bestemmelse af den vandrette overflade og måling af små hældningsvinkler.
- Kipregel – dette værktøj bruges, når du udfører topografiske undersøgelser og giver dig mulighed for grafisk at opbygge situationen lige i marken, måle vinkler, afstande og højder. Bruges sammen med et bægerglas – en felttegningstabel.
- Pantometer – bruges til at undersøge sumpe og skove i tilfælde, hvor høj nøjagtighed af målingerne ikke var påkrævet.
- Målebånd – normalt et stålbånd med en skala til måling af den vandrette afstand af punkter.
- Afstandsmåler er en enhed til bestemmelse af afstanden mellem punkter; i konstruktionen udføres dens funktion med succes med en måling af laserbånd.
- Boussol – dette instrument blev brugt til at bestemme det magnetiske leje på jorden.
- Længdemåler – et værktøj, der blev brugt i mineundersøgelser, gjorde det muligt at måle afstande ved hjælp af en fleksibel tråd og en måleblok.
Fremskridtene står naturligvis ikke stille, og “veteranerne” erstattes af moderne geodetisk udstyr, som kun specialister kan arbejde med. Når man kender det grundlæggende videnskab, er det ikke nødvendigt at kalde landmænd til alle typer arbejde, du kan selv udføre nogle enkle operationer uden hjælp af komplekse værktøjer og dyre software..
Når du har et 20 meter stort målebånd på gården, kan du nemt bryde landstedets akser eller beregne det omtrentlige område på stedet, og ved hjælp af enkle enheder er det endda muligt at udføre en forenklet geodetisk undersøgelse af stedet til individuel konstruktion.
De følgende artikler fra vores serie om geodesi og dens rolle på en byggeplads vil fortælle dig om funktionerne ved valget af geodetisk udstyr og muligheden for uafhængig løsning af de enkleste geodetiske opgaver..
Hvad er nogle eksempler på specifikke anvendelser af geodesi inden for industrien, og hvordan har denne disciplin bidraget til industrialiseringens historie?
Hvordan har anvendt geodesi påvirket industrien gennem historien?