В двух частях данного пособия приведены основные этапы истории геодезических измерений и топоrрафических съемок. Сообщаются общие сведения об ошибках измерений. Объяснены правила и методы измерения углов и расстояний и решения задач по определению плановых координат и высот пунктов местности. Описаны наиболее распространенные приборы, применяемые для проведения полевых и камеральных работ. Рассматриваются способы и технологии полевых наземных и аэротопоrрафических съемок. Анализируется содержание топографических карт и показываются методы их качественного и количественного анализа.
Пособие предназначено для студентов 1-ro курса всех форм обучения факультета геоrрафии и геоэкологии всех специальностей, геологического факультета специальностей "Геологическая съемка", "Геофизика", "Геохимия", "Гидрогеология и инженерная геология", биолого-почвенного факультета специальности "Почвоведение". Учебное пособие представляет собой систематизированный курс лекций для студентов, изучающих способы полевых измерений и съемок. В нем кратко изложены начала геодезии и топографии, знание которЪIХ необходимо для выработки у учащихся nервичных навыков и умений в обращении с приборами' и инструмеJПами, в производетое необходимых вычислений и графичесюrх построений. Лособие составлено в соответствии с nрограммой курса "Геодезия", читаемого студентам географических, геологических и почвенной специальностей дневного, вечернего и заочного обучения. При составлении пособия учитывались требования к профессиональной nодготовке специалистов в области естественных наук, ведущих сбор материалов и исследование в полевых экспедиционных условиях. Вместе с тем курс "Основ геодезии и топоrрафии" должен не только передавать учащимся определенную сумму знаний, позволяющих самостоятельно проводить необходимые измерения и съемки местности, но также давать представление о Земле, как небесном теле, имеющим определенные размеры, форму и ряд других свойств. Авторы стремились, сохраняя точность и строгость nри использовании понятий и терминов, изложить суть предмета изучения в удобной и достуnной для восприятия студентами 1-ro курса форме. Полный курс "Основ геодезии и топографии" делится на три части: лекционную (теоретическую), зимнюю лабораторную практику и летнюю учебную полевую практику. Данное учебное nособие nредназначено для подкрепления лекционного . курса и не заменяет руководств и методических пособий по практике.

Настоящее учебное пособие состоит из предисловия и пяти разделов. В первом разделе формулируются предмет и задачи геодезии, даются общие сведения о форме и размерах Земли, об элементах измерений на земной поверхности и определении положения точек земной поверхности. Четыре следующих раздела содержат в себе основные понятия о плане, карте, профиле, картографических проекциях и номенклатуре топографических карт, кратко описываются методы работы с картой; излагаются основы теории ошибок, освещаются общие сведения о топографических съемках (методах создания съемочного обоснования проложением теодолитных и нивелирных ходов, знакомство с геодезическими инструментами технической точности, способами измерения геодезических элементов и вычислительной обработки результатов измерений) и дистанционных методах изучения земной поверхности (аэрофотограмметрической и космической съемками). Учебное пособие «Основы геодезии и топографии» может быть рекомендовано студентам вузов, для которых предмет «геодезия» является общеобразовательным (экономика и управление производством, геология и геофизика, геоэкология, география и др.). Учебное пособие «Основы геодезии и торографии» составлено на основе курса лекций «Основы геодезии и топографии». Цели и задачи учебного пособия следу ющие:

а) студенты изучают основные понятия, термины и определения геодезии, фигуру Земли, системы координат, карты и планы, утройство геодезических приборов, производство геодезических измерений и их обработку, способы создания съемочого обоснования и технологию наземных съемок;

б) после изучения учебного пособия студенты должны знать топографическую карту* и уметь решать по ней технические задачи, уметь выполнять поверки, исследования и юстировку’ гиодсзических приборов, знать теорию и методы математической обработки резу льтатов геодезических измерений с оценкой их точности, знать основные методы топографических съемок и уметь выполнять их на местности п вычерчивать план местности.

Настоящее пособие состоит из пяти разделов. В первом разделе «Общие сведения о геодезии» форму лируются предмет и задачи геодезии, даются общие сведения о форме и размерах Земли, об элементах измерений на земной поверхности и определении положения точек земной поверхности. Второй раздел «План и карта» содержит в себе основные понятия о плане, карте, профиле, картографических проекциях п номенклатуре топографических карт. Здесь же кратко описываются методы работы с картой: измерение линий, направлений, углов между направлениями, площадей, измерение высот точек земной поверхности, определение крутизны склонов.

Учебник написан в соответствии с программой по топографии с основами геодезии для географических специальностей университетов. По содержанию материал учебника делится на три основные части: вводные сведения, топографические карты и планы, топографические съемки. Большое внимание уделено топографическим картам как источнику многообразных сведений о местности, решаемым с их помощью задачам и наземным топографическим съемкам, т. е. вопросам, составляющим основу топографо-геодезического метода географических исследований. Даны первоначальные сведения о фототопографических съемках . Рассматриваются также топографические карты шельфа и методы их создания. Учебник может быть использован студентами педагогических вузов и геологических факультетов университетов. Топография — наука, изучающая земную ность (т. е. элементы ее физической поверхность расположенные на ней объекты деятельностей ка) в геометрическом отношении. К числу основных научных и практических задач, решаемых топографией, следует отнести разработку и совершенствование методов создания топографических карт, способов изображения на них земной поверхности, способов и правил использования карт в решении научных и практических задач. Геодезия — наука, изучающая фигуру и размеры Земли, разрабатывающая методы создания координатных систем для детального изучения земной поверхности и проведения на ней различных измерений {линейных, угловых и др.). Эти методы составляют основу топографических работ. Геодезия разрабатывает также методы измерений на земной поверхности, необходимые для наблюдений за движениями и деформациями земной коры, изменениями береговой линии океанов и морей, для установления высоты уровня морей и их разностей, изучения движения земных полюсов, а также для решения разнообразных инженерных задач гражданского, промышленного, сельскохозяйственного, транспортного строительства и др.

В учебнике рассмотрены вопросы теории и описаны геодезические методы, современные приборы и инструменты, применяемые при геодезических работах. Изложена методика выполнения геодезических измерений, рассмотрены вопросы создания съемочного обоснования и производства топографических съемок с использованием традиционных и автоматизированных методов. Представлены сведения из теории погрешностей геодезических измерений. Для студентов вузов, обучающихся по направлению 120700” «Землеустройство и кадастры», а также для работников производства при выполнении геодезических работ при землеустройстве и создании кадастра объектов недвижимости и в различных отраслях хозяйства. Целью учебника по геодезии является формирование у будущего специалиста четкого представления о методах и средствах составления топографических планов и карт, об использовании геодезической информации для решения инженерных задач при землеустройстве и кадастровых работах. Данная дисциплина формирует профессиональные и общекультурные компетенции, предусмотренные ФГОС по направлению ВПО «Землеустройство и кадастры». При работе над учебником авторами был учтен и использован богатейший опыт преподавателей кафедры геодезии и геоинформатики Государственного университета по землеустройству. Первый учебник по геодезии для студентов землеустроительных специальностей был написан в 1958 г. авторским коллективом во главе с заслуженным деятелем науки и техники РСФСР, д.т.н., проф. А.В. Масловым и выдержал 6 изданий. Авторы считают своим долгом отметить большой труд рецензентов книги проф. М.И. Коробочкина и проф. Е.К. Никольского. Авторы с благодарностью примут все пожелания, направленные на улучшение содержания книги.

К подземным сооружениям относят расположенные ниже поверхности Земли в толще горных пород тоннели, ангары, гаражи, галереи и камеры различного назначения. Их строят на путях сообщений, в составе крупных гражданских, промышленных, энергетических и оборонных комплексов. В ряде случаев возведение подземных сооружений является единственно возможным средством преодоления ситуационных и рельефных препятствий в трудных топографических и гидрологических условиях, более рационального использования территории городов и промышленных площадок, подземного пространства под ними, а также обеспечения безопасности жизнедеятельности. Особое место подземные сооружения и тоннели различного назначения занимают в городском строительстве, при решении задач благоустройства и улучшения условий транспортного и пешеходного движения. Подземные камеры больших размеров возводят в энергетике и гидротехнике. Подземные машинные залы современных крупных гидростанций имеют длину более 1200м, высоту до 50м и ширину до 25м. В таких же камерах размещают оборудование для выработка электроэнергии и перекачки воды на гидроаккумулирующих станциях, реакторы и вспомогательное оборудование на атомных электростанциях. Подобные камеры используют при создании объектов гражданской обороны. Любое подземное строительство связано с разработкой и выемкой горных пород (грунтов). Образованная в толще пород полость для размещения сооружения в целом называют подземной (горной) выработкой, а её торец, где разрабатывают грут-забоем. Вертикальные выработки (шахты) между поверхностью и проектным уровнем под землёй называют стволами. В случае если раскрытие подземной выработки на полное сечение сооружения ведётся отдельными участками (jкалоттами), прокладывают вспомогательные выработки меньшего сечения: горизонтальные штольни и вертикальные фурнели. После выемки грунта возводят основной конструктивный элемент подземного сооружения - его внешнюю оболочку, называемую обделкой. Обделка призвана для защиты подземной выработки и самого сооружения от опасных деформаций под действием горного давления. Выбор её конструкции, формы и размеров зависят от назначения и способа возведения сооружения, а также от инженерногеологических условий и прогнозируемых величин горного давления.

Промышленное предприятие представляет собой комплекс технологически взаимосвязанных сооружений, обеспечивающих производство и выпуск определенной продукции. Входящие в состав промышленного предприятия сооружения производственного назначения называют промышленными. К ним относятся специализированные здания и сооружения для обеспечения определенного технологического или производственного процесса, а также связанные с ними энергетические, тепловые и другие установки, механизированные склады, подземные и наземные коммуникации и т.д. Современные промышленные сооружения отличаются разнообразием объемно-планировочных и конструктивных решений и требует при их проектировании и возведении выполнения различного вида топографо-геодезических и инженерно-геодезических работ. Для выбора площадки под строительство и разработки предпроектной и проектной документации в комплексе с другими инженерными изысканиями выполняют инженерно-геодезические изыскания, обеспечивающие получение различных геодезических данных для оценки природных и техногенных условий территории строительства. В состав инженерно-геодезических изысканий входят:

-сбор и анализ имеющихся топографических и других планов, а также данных по геодезическим сетям на районы возможного размещения объектов строительства;

-создание геодезической основы (опорных, планово-высотных съемочных и специальных сетей);

-топографические и другие съемки строительных площадок, включая съемку подземных коммуникаций;

-обновление топографических карт и планов;

-геодезическое обеспечение других видов инженерных изысканий;

-геодезические работы по изучению опасных природных и техногенных процессов, деформаций земной поверхности, оснований зданий и сооружений.

На основе собранных материалов составляют ситуационные планы, топографическую характеристику вариантов размещения строительной площадки, являющуюся одним из факторов, влияющих на окончательный выбор местоположения площадки. С использованием созданных или обновленных крупномасштабных топографических и инженерно-топографических планов разрабатывают генеральные планы промышленных предприятий, проектную и рабочую документацию на отдельные здания и сооружения. Точность и методы определения положения, плотность и закрепление пунктов геодезической основы должны удовлетворять требованиям производства крупномасштабных съемок, выноса проекта в натуру и выполнения специальных инженерно-геодезических работ.

В соответствии с программой дисциплины Прикладная геодезия изложены вопросы теории и практики инженерно-геодезических работ, выполняемых при строительстве сооружений, требующих высокоточной установки в проектное положение технического оборудования. Рассмотрены особенности геодезических наблюдений за устойчивостью оснований при выборе площадки под строительство прецизионных сооружений. Для обеспечения нормальной работы сооружение должно быть устойчивым, т.е. сохранять в установленных пределах свое первоначальное (проектное) положение. Однако, вследствие конструктивных особенностей, влияния природных и техногенных факторов сооружения подвержены различного вида деформациям, характеризуемым изменением как его пространственного положения в целом, так и взаимного положения отдельных частей и элементов. Деформации могут приводить к нарушению прочности строительных конструкций, запроектированных условий эксплуатации технологического оборудования и даже вызывать опасные разрушения сооружений. Природные факторы, вызывающие деформации, связаны в основном с инженерно-геологическими и гидрологическими процессами в толще горных пород и грунтов, используемых в качестве основания сооружения. К ним относятся подвижки земной поверхности в районе разрывных тектонических смещений, карстовые и склоновые процессы (оползни, обвалы), просадки - коренные изменения струкгуры грунтов под действием собственного веса грунта и его замачивание, изменение гидротермических условий, связанных с сезонными и многолетними колебаниями температуры, влажности и уровня грунтовых вод. Основными техногенными факторами являются влияние на грунты давления от массы сооружения, изменение несущих свойств грунтов искусственным понижением или повышением уровня грунтовых вод, смещения грунтов над подземными выработками, вибрация фундаментов сооружения в связи с работой различных агрегатов, механизмов, движением транспорта и другими динамическими воздействиями, изменение давления на основание, вызванное возведением рядом новых сооружений. На деформации сооружения также влияют форма, размеры и жесткость фундамента и строительных конструкций, распределение статических и динамических нагрузок внутри сооружения. Причиной деформации могут быть боковое давление грунта, воды, ветра, неравномерный солнечный нагрев и др. Для изучения деформаций в характерных местах сооружения фиксируют точки и определяют изменения их пространственного положения за выбранный интервал времени относительно принятого начального положения и начала счета времени. Оценку устойчивости и состояния сооружения производят на основе анализа величин полученных изменений (деформаций). 

В соответствии с программой дисциплины Прикладная геодезия изложены вопросы теории и практики инженерно-геодезических работ, выполняемых при строительстве сооружений, требующих высокоточной установки в проектное положение технического оборудования. Рассмотрены особенности геодезических наблюдений за устойчивостью оснований при выборе площадки под строительство прецизионных сооружений. Даны принципиальные схемы решения задачи по высокоточной установки оборудования, включая создание специальных инженерно-геодезических сетей. Деятельно представлены особенности угловых и линейных измерений, применяемые методы и технические средства, обеспечивающие высокую точность. Современное развитие ряда областей науки и народного хозяйства связано с созданием сооружений, нормальная работа которых возможна лишь при соблюдении высокой точности изготовления, монтажа и стабильности положения

их отдельных частей и элементов. К таким сооружениям, условно называемым прецизионными, относятся линейные и кольцевые ускорители заряженных частиц в ядерной физике, специальные устройства радиотехнического и лазерного обеспечения, различного назначения направляющие пути большой протяженности, промышленные производственные линии тонкой технологии и др. При строительстве и эксплуатации прецизионных сооружений для обеспечения определенного технологического или физического процесса выполняют высокоточные геодезические работы по установке крупногабаритного оборудования и наблюдению за стабильностью его положения. Точность этих работ характеризуется величинами допусков 0,1 — 0,3 мм на взаимное положение оборудования, сопряженно монтируемого на расстоянии в несколько десятков, а иногда и согед_ метров. Например, в ускорителях с жесткой фокусировкой заряженных частиц, таких как Серпуховский синхрофазотрон с радиусом приблизительно 236 м, блоки электромагнитов массой 200 м устанавливают во взаимное положение по радиусу и высоте с ошибкой не превышающей 0,2 мм. Недопустимые ошибки геодезической установки и деформации при эксплуатации могут приводить к отклонениям пучка частиц от проектной орбиты и даже его потере.В современных радиотелескопах применяют антенны переменного профиля, в которых отражатель представлен большим числом отдельных, механически не связанных между собой отражающих элементов. Так поверхность кругового отражателя радиотелескопа 'PATАН - 600" формируется отдельными элементами (секциями) размером (7,4 х 2,0) м2, расположенных по окружности со средним радиусом 288 м. Формирование отражающей поверхности осуществляется путем перемещения этих элементов по радиусу, поворота их по азимуту и наклона по зенитному расстоянию. При этом отклонение поверхности каждого элемента от расчетной не должно превышать 0,1 мм, а отклонение положения элемента вдоль радиуса — 0,3 мм, по высоте — 0,2 мм.

Дана классификация инженерных сооружений, раскрыты особенности инженерных, геодезических, топографических, геологических, гидрогеологических изысканий для проектирования различного вида сооружений. Особое внимание уделено инженерно-геодезическим изысканиям для проектирования сооружений транспорта и линий связи, жилых и административных зданий, объектов землеустройства и лесоустройства, гидротехнических и промышленных сооружений. Описаны организация проектного дела и инженерных изысканий, приведены нормативные документы на проектные работы. Показана роль космических исследований в практике инженерных изысканий. Настоящая книга является составной частью многотомного справочного пособия «Геодезия». Инженерные изыскания являются важным звеном в производственно технологической цепи создания сооружений «изыскания - проектирование — строительство». От их качества, полноты и своевременности, в конечном итоге, зависит качество проектирования, строительства и сроки ввода сооружений в эксплуатацию. В настоящее время нельзя построить ни одного объекта народного хозяйства без проведения инженерных изысканий. Проведение изыскательских работ в том или ином объеме необходимо также при модернизации и расширении действующих объектов. Материалы изысканий позволяют создавать экономически и экологически целесообразные, научно обоснованные проекты различных объектов и сооружений. Инженерно-геодезические изыскания занимают важнейшее место в общем объеме геодезических работ в стране. Их выполняют около 50 специализированных трестов и институтов системы Госстроя СССР, Госстроев союзных республик и других ведомств, более 1000 проектноизыскательских институтов различных нестроительных министерств. В последние годы в процессы проведения инженерно-изыскательских работ, особенно в области крупномасштабных съемок, все больше включаются различные организации ГУГК при Совете Министров СССР. Инженерно-геодезические изыскания характеризуются большой трудоемкостью. Поэтому совершенствование методов их проведения, внедрение передовых, высокопроизводительных средств измерений является актуальной задачей во всех изыскательских и проектно-изыскательских организациях. Инженерно-геодезические изыскания обеспечивают и объединяют многочисленные данные и результаты экономических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических исследований.

Приведены сведения практического характера по геодезическому обеспечению строительства и эксплуатации инженерных сооружений. Описаны инженерно-геодезические работы, выполняемые при разбивке сооружений, выверке конструкций, монтаже технологического оборудования, наблюдении за деформациями сооружений. Уделено внимание геодезическим работам при возведении дорожно-транспортных, гидротехнических и тоннельных сооружений, городских и промышленных комплексов. Даны схемы, расчет точности разбивочных сетей. Для студентов геодезических специальностей вузов. Разбивочные работы — один из основных видов инженерно-геодезической деятельности. Выполняют их для определения на, местности планового и высотного положений характерных точек и Носкостей строящегося сооружения в соответствии с рабочими чертежами проекта. Геометрической основой проекта для перенесения его на местность служат разбивочные оси, относительно которых в рабочих чертежах указывают местоположение всех элементов сооружения! Различают несколько видов разбивочных осей: главные, основные, промежуточные или детальные, монтажные. Главными осями линейных сооружений (дорог, плотин, каналов, мостов и т. п.) служат продольные оси этих сооружений. В промышленном и гражданском строительстве в качестве главных осей принимают оси симметрии зданий (рис. 1 ). Основными осями называют оси, определяющие форму и габариты зданий и сооружений. Промежуточные или детальные оси— это оси отдельных элементов зданий, сооружений. На строительных чертежах оси проводят штрихпунктирными линиями и обозначают цифрами или буквами в кружках. Для обозначения продольных осей служат арабские цифры. Высоты точек проекта задают от условной поверхности. В зданиях за условную поверхность (нулевую отметку) принимают уровень чистого пола (пол после отделки) первого этажа. Высоты относительно нулевой отметки обозначают следующим образом: вверх — со знаком «плюс», вниз — со знаком «минус». Для каждого сооружения условная поверхность соответствует определенной абсолютной отметке, которую указывают в проекте. При проектировании зданий, сооружений и их элементов пользуются модульной системой координации размеров в строительстве (МКРС). В основном применяют прямоугольную модульную пространственную систему. Модуль — условная единица измерения, используемая для координации размеров зданий, сооружений, строительных /конструкций и т. п. Основной модуль, равный 100 мм, обозначают буквой М. Более крупные модули (мультимодули) 60М, 30М, 15М1 ..., ЗМ соответственно равны 6000, 3000, 1500, ..., 300 мм, а более мелкие — дробные модули (субмодули) равны 50, 20, ..., 1 мм. Указываемые в проекте соору ения размеры и значения привязочных элементов (координат, высот, углов, расстояний), определяющих положение разбивочных осей на местности, называют проектными.