2012 - Горный

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
Руководитель ООП по
направлению 120400
декан проф. А.Г. Протосеня
Зав. кафедрой ИГ
проф. Мустафин М.Г.
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Высшая геодезия с основами координатно-временных систем »
Направление подготовки (специальность): 120401 Прикладная геодезия
Специализация: 120401 Инженерная геодезия
Квалификация (степень) выпускника: специалист
Форма обучения: очная
Составитель: доц. И. С. Пандул
Санкт-Петербург
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Высшая геодезия для специальности «Инженерная геодезия» является одной из
профилирующих дисциплин. Цель ее преподавания состоит в фундаментальной научной и
практической подготовке студентов к выполнению геодезических работ по созданию
опорных геодезических сетей.
Успешное освоение всех разделов курса высшей геодезии является необходимой
предпосылкой для технически строгого решения практических задач, возникающих в
деятельности будущего инженера-геодезиста. Полученные в аудитории знания студенты
закрепляют на летней учебной практике в объёме 2 недель.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Данная учебная дисциплина входит в раздел «С3.Б3 профессионального цикла». Ее
изучение необходимо для формирования у студента специальных профессиональных
знаний в области геодезии.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
Профессиональные (ПК):
- (ПК-1) иметь профессиональные представления о методах построения опорных
сетей и о различных системах координат.
- (ПК-2) владеть основами проектирования таких сетей и выполнять полевые
работы по их созданию.
- (ПК-3) иметь опыт самостоятельного построения опорных сетей на местности
после прохождения учебной практики.
Общекультурные компетенции (ОК):
- (ОК-3) понимать социальную значимость своей будущей профессии, обладать
высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности.
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- методы построения опорных геодезических сетей соответствующих классов и
разрядов; способы и средства выполнения высокоточных геодезических измерений;
соответствующие системы координат при определении положения геодезических пунктов
на земной поверхности.
Уметь: - самостоятельно проектировать и создавать опорные геодезические сети;
выполнять высокоточные угловые и линейные измерения на местности; применять
соответствующие системы координат; выполнять математическую обработку
геодезических измерений высотных и плановых сетей.
Владеть: - навыками самостоятельного построения опорных геодезических сетей
при выполнении геодезических работ инженерного назначения.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц.
Вид учебной работы
Всего
часов
Семестры
5
6
7
100
34
32
34
Лабораторные работы (ЛР)
83
17
32
34
Самостоятельная работа (всего)
141
36
36
69
Аудиторные занятия (всего)
183
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
В том числе:
Курсовой проект
36
Расчетно-графические работы
36
69
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
Вид промежуточной аттестации (зачет,
диф.
экзамен)
зачет
Общая трудоемкость,
час
зач. ед.
324
87
экзамен
диф.
зачет
100
137
10
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1.
2.
Наименование раздела
дисциплины
Раздел 1.
Введение
Содержание раздела
Основные задачи высшей геодезии, связь с
другими дисциплинами. Геоид, квазигеоид, общий
земной эллипсоид, референц-эллипсоид. Поверхности
относимости. Астрономическая и геодезическая системы
координат. Аномалии высот. Уклонения отвесных линий.
Фундаментальные исходные геодезические даты.
Раздел 2.
Геодезические сети, их назначение и способы
Опорные геодезические построения. Классификация плановых геодезических
сети
сетей. Основные положения и схемы построения
геодезических сетей России. Пункты Лапласа. Плотность
геодезических сетей. Предварительное знакомство с ОПАГС-95. проектирование государственных геодезических
сетей. Типовые схемы построения триангуляции.
Наружные геодезические знаки. Визирные цели, фонари и
гелиотропы. Типы центров геодезических пунктов.
3
4
5
6
Ориентирные пункты и их назначение. Центры
ориентирных пунктов. Внешнее оформление пунктов
государственной геодезической сети.
Раздел 3.
Основные принципы высокоточных угловых
Высокоточные
измерений. Влияние внешних условий на измерение
измерения
углов и направлений. Выгоднейшее время наблюдений.
горизонтальных углов и Физика приземного слоя атмосферы. Рефракция световых
направлений
лучей и способы ослабления ее влияния на результаты
угловых измерений. Кручение сигналов. Влияние
фазности и асиметричности сигналов. Элементы общей
теории угловых измерений. Способы измерений.
Измерение горизонтальных направлений способом
круговых приемов. Наблюдение направлений на
ориентирные пункты. Способ измерения горизонтальных
углов во всех комбинациях. Таблицы перестановки
лимба. Уравнивание измерений на станции. Другие
способы измерений: видоизмененный способ измерения
углов во всех комбинациях, способ трех направлений,
способ измерения направлений от вспомогательной
марки. Элементы приведения и способы их определения.
Приведение
направлений
к
центрам
пунктов.
Предварительная
обработка
триангуляции,
последовательность вычислений. Необходимая точность
вычисления поправок. Оценка точности по внутренней
сходимости и по невязкам треугольников. Вычисление
допустимых значений свободных членов условных
уравнений. Триангуляционные сети сгущения 1-го и 2-го
разрядов. Способы их построения.
Раздел 4.
Параметры земного эллипсоида и связь между
Геометрия земного
ними. Радиусы кривизны поверхности эллипсоида в
эллипсоида и
данной точке. Длины дуг меридианов и параллелей.
прямоугольные
Взаимные нормальные сечения. Геодезическая линия.
координаты Гаусса.
Методы решения малых сферических треугольников.
Способ Лежандра.
Основные положения по выбору и применению
плоских прямоугольных координат. Основные уравнения
проекции Гаусса. Масштаб проекции и сближение
меридианов на плоскости. Перенос расстояний и
направлений с поверхности эллипсоида на плоскость
проекции.
Раздел 5.
Полигонометрия: достоинства и недостатки
Полигонометрические
метода.
Классификация
государственных
работы
полигонометрических
сетей.
Виды
построения,
светодальномерная полигонометрия.
Полигонометрические сети сгущения: виды
построения,
основные
характеристики.
Критерий
изогнутости хода. Центры пунктов полигонометрии.
Измерение углов в полигонометрии. Визирные марки,
оптические центриры и их поверки. Трехштативный
метод измерения углов. Параллактический метод
определения длин линий.
Раздел 6.
Зенитные расстояния и источники ошибок при их
Измерение зенитных
расстояний и
тригонометрическое
нивелирование на
пунктах триангуляции
и полигонометрии.
7
8
9
измерении. Вертикальная рефракция и выгоднейшее
время измерения зенитных расстояний. Основная
формула тригонометрического нивелирования. Вывод
суммарного коэффициента за кривизну Земли и
рефракцию. Методика полевых работ и ожидаемая
точность определения превышений. Определение высоты
теодолита и визирной цели над центром пункта.
Раздел 7.
Понятие о теории высот в гравитационном поле
Высокоточное
Земли. Ортометрическая система высот. Нормальная
геометрическое
система высот. Поправки за переход к нормальной
нивелирование
системе высот. Динамическая система высот.
Уровни морей и океанов. Исходный пункт
системы «Балтийская - 77». Государственные нивелирные
сети, их классификация, принципы построения.
Нивелирные
знаки:
вековые,
фундаментальные,
грунтовые и стенные реперы. Основные требования,
предъявляемые к нивелирным сетям I класса. Приборы,
методика
и
организация
работ.
Требования,
предъявляемые к нивелирным сетям II класса.
Особенности нивелирования I и II классов в районах
Севера и Северо-востока. Связь линий I и II классов.
Особые случаи нивелирования I и II классов.
Нивелирование III класса, приборы, методика работ.
Нивелирование
IV
класса.
Источники
ошибок
высокоточного нивелирования и меры их ослабления.
Раздел 8.
Недостатки
традиционных
координатных
Спутниковые
определений. Концепция перехода на автономные методы
геодезические сети
спутниковых координатных определений. Геодезическое
ядро концепции: ФАГС, ВГС, СГС-1. Схема развития
АГС при переходе на спутниковые методы. Исследования
спутниковых геодезических методов в России.
Раздел 9.
Задачи теоретической геодезии. Уклонение
Вопросы теоретической отвесных линий и определение высот квазигеоида.
геодезии
Астрономо-геометрическое нивелирование. Нормальная
Земля
и
геодезическая
референц-система.
Фундаментальные геодезические постоянные и связь
между ними. Исходные геодезические данные. Системы
высот и вычисление превышений в нормальной системе
высот. Редукционные задачи. Редуцирование измерений
на поверхность референц-эллипсоида. Координатновременные системы координат. Изучение движений
земной коры геодезическими методами.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№№
п.п.
Наименование обеспечиваемых
(последующих).дисциплин
1
2
Геодезическая астрономия с
основами астрометрии
Теория математической
№№ разделов данной дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
8
+
+
+
+
9
3
4
обработки геодезических
измерений
Прикладная геодезия
Геодезическое
инструментоведение
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
Наименование раздела дисциплины
№
п/п
Лекц. Практ. Лаб.
зан.
зан.
1.
Введение
6
2.
Опорные геодезические сети
14
3
Высокоточные измерения
горизонтальных углов и направлений
Геометрия земного эллипсоида и
прямоугольные координаты Гаусса
Полигонометрические работы
14
4
5
8
Измерение зенитных расстояний и
тригонометрическое нивелирование
на пунктах триангуляции и полигонометрии
Высокоточное геометрическое
нивелирование
Спутниковые геодезические сети
9
Вопросы теоретической геодезии
6
7
Семин
СРС
Всего
час.
6
36
67
17
14
24
-
8
32
6
4
10
6
19
35
4
-
14
8
14
24
36
74
36
60
40
10
6. Лабораторный практикум
№
п/п
№ раздела
дисциплины
Наименование лабораторных работ
1
2
Основы графического проектирования
2
5
Полное исследование триангуляционного теодолита.
Обработка журнала тригорометрического
нивелирования
7
Работа с прецизионным нивелиром и обработка журнала
4
геометрического нивелирования II кл.
9
Задачи и упражнения теоретической геодезии. Решение
5
малых сфероидических треугольников. Вычисление
радиусов кривизны меридианов и параллелей. Решение
главных геодезических задач. Вычисление нормальных
высот реперов нивелирования I кл.
7. Практические занятия (семинары)
3
6
Трудоемкость
(час.)
17
32
4
6
24
Не предусмотрены
8. Тематика курсовых проектов
Проект главного геодезического обоснования для топографической съёмки масштаба
1:2000
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
Основная - Яковлев Н.В. Высшая геодезия. М.: Недра, 1989
б) дополнительная литература
1. Высшая геодезия. Методические указания по курсовому проектированию для студентов
специальности 300 100. Сост. Пандул И.С.,Зубов А.В. изд.СПГТИ,1999.
2. Инструкция по нивелированию I, II, III, IV классов. М.: Недра, 1990.
3. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. М.: Недра,
1985.
4. Морозов В.П. Курс сфероидической геодезии. М.: Недра, 1979.
5. Правила закладки центров и реперов на пунктах геодезической и нивелирной сетей.М.: Недра,
1993.
6. Предварительная обработка триангуляции и предрасчет точности геодезических сетей на
персональном компьютере. Сост. Пандул И.С., Зубов А.В. изд. СПГТИ, 2007.
7. Яковлев Н.В. и др. Практикум по высшей геодезии. М.: Недра, 1982.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Нивелиры: Н-05. Теодолиты: 2Т2.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Лабораторные занятия в 6 семестре проводить только в специализированной
аудитории, пригодной для исследования высокоточных теодолитов и нивелиров.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 130400 – Горное дело.
Разработчик:
СПГГУ
(место работы)
Эксперты:
____________________
_________________________
(место работы)
____________________
(место работы)
доцент
(занимаемая должность)
___________ доцент
И.С. Пандул
(инициалы, фамилия)
Ю.Н. Корнилов____
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
___________________
(занимаемая должность)
_________________________
(инициалы, фамилия)