Rakendusgeodeesia. Tööstuse ajalugu

Geodeetilised tööd on seotud mis tahes objekti ehitamisega alates maatüki valimise etapist kuni valmis ehitise kasutuselevõtmiseni. See tööstusharu on jõudnud kaugele arenguteele primitiivsetest mõõteriistadest moodsate ülitäpseteni, mis võimaldavad mõõtepunkti ruumilise asukoha reaalajas kindlaks määrata millimeetri täpsusega. Sellele inimtegevuse valdkonnale pühendatud artiklite seerias räägime teile geodeesia arengu etappidest ja selle kohast tänapäevasel ehitusplatsil..

Natuke ajalugu

Juba iidsetest aegadest on inimkond tundnud vajadust määrata objektide vahelised tegelikud kaugused ja nende ruumiline asend üksteise suhtes. Pealegi oli suuremahuliste konstruktsioonide ehitamine ilma täpsete arvutusteta võimatu. Näiteks niisutussüsteemide ehitamiseks Vana-Egiptuses 6. sajandil eKr. kasutasid lihtsamaid geodeetilisi mõõdistusi, sest selleks, et kanal jõeni jõuaks, mitte krokodillidega tihnikutele, tuli arvutada kraavi kaevamise suund ja kalle ning see maapinnale märkida. See andis tõuke põllumajanduse arengule ja koos sellega ka Egiptuse riigi õitsengule. Muistsed kreeklased suurendasid egiptlaste teadmisi, kuid Maa kuju ja suurust määrav teadus sai laialdase arengu koos kaubandussuhete ja navigatsiooni laienemisega, kui ta pidi koostama täpse kursi planeedi ühest punktist teise..

Venemaal on kaugusmõõtmiste esmamainimine dateeritud 1068, kui Tmutarakaani vürst Glebi ​​korraldusel mõõdeti Kertši väina laiust jääga sammudega, Ermitaažis hoitakse selle sündmuse kohta mälestuskivi. Geodeesia sai laiema arengu Peeter I “akna Euroopasse” ajal, kui navigaatoritel ja ränduritel oli vaja käepärast üksikasjalikke liikumisplaane. Seda tööd viisid läbi Kvartalimeistri üksuse ohvitserid. 1812. aastal peetud sõjas Napoleoniga ilmnes kartograafiliste materjalide, eeskätt sõjaväe, täpsuse ja varustatuse puudumine, mis oli signaaliks sõjaliste topograafide korpuse loomisele 1822. aastal..

Nõukogude geodeesia arendamine algas VI Lenini poolt 15. märtsil 1919 allkirjastatud Rahvakomissaride Nõukogu otsusele “Kõrgema geodeetilise administratsiooni loomise kohta”. Sellest kuupäevast saab paljude aastate jooksul selle tööstusega seotud mõõdistajate ja spetsialistide ametlik puhkus. 1967. aasta mais muudetakse geodeetiline osakond geodeesia ja kartograafia peadirektoraadiks (lühendatult GUGK), mis allub otse NSVL Ministrite Nõukogule, mis rõhutas selle tööstuse eristaatust. Pärast liidu lagunemist korraldati Venemaa geodeesia ja kartograafia föderaalne teenistus, mis hiljem määrati uuesti majandusarengu ministeeriumile ja seejärel anti selle ülesanded üle föderaalsele riikliku registreerimise, katastri- ja kartograafiateenistusele. Nii märgime kahetsusega, et Vene geodeesia kui teaduse “kuldsed aastad” langevad täpselt Nõukogude perioodile..

Koordinaatide süsteem

Ülitäpse mõõtmise tegemiseks on vaja kasutada sama koordinaatide ja kõrguse süsteemi, et hiljem ei tekiks probleeme ülekattega. Kui ehituseks viiakse läbi uuring, siis on tööde piiriks tavaliselt peamiste transpordimaanteede ja sidemete sidumispunktide ristmik, mis peaks skemaatiliselt olema toodud juhendi lisas. Tavaliselt on linnade avalike käikude topograafiline uuring juba tehtud kohalikus koordinaatsüsteemis, andmeid hoitakse arhiivides ja selleks, et ehitusplatsi nõlvu õigesti arvutada, tuleks ehituse mõõdistamine läbi viia sarnases süsteemis.

Ühtse koordinaatsüsteemi väljatöötamise töö algus meie riigis sai alguse 1928. aastal, kui F.N. Krasovsky, triangulatsioonisüsteemi arendamise programm – meetod geodeetilise võrdlusvõrgu loomiseks, mis põhineb koordinaatide määramisel, mõõtes kolmnurkade nurki, ja 1. klassis triangulatsioonis ulatus nende “kolmnurkade” külgede pikkus 25 km-ni. Punkte, mille koordinaadid selle meetodiga määrati, nimetatakse triangulatsioonipunktideks. Seejärel jagati kolmnurkade võrk 2–4 klassi võrkudeks, mille punktide vaheline vaateväli oli vastavalt väiksem. Neljas klass jagati 1. ja 2. kategooriasse, punktide vaheline kaugus oli juba 200-500 meetrit. Punktide koordinaadid määrati polügonomeetria meetodil, s.o. lisaks nurkadele teodoliidi abil mõõdeti punktide vahelisi vahemaid ka mõõdulindi või optilise vahemiku leidjaga. See on 4. klassi polügonomeetria ja võre polügonomeetria punktid, mida mõõdistajad kasutavad peamiselt linnatöödel.

Esimeseks NSV Liidu territooriumil asuvaks ülitäpseks koordinaatsüsteemiks peetakse 1942. aasta aprillis heaks kiidetud 1942. aasta koordinaatide ja kõrguste süsteemi (SK-42) ning 1913. aastal vastu võetud Kroonstadti sadama instrumentaalkambris asuvat veetaset (Kroonlinna jalavaru null) kasutati kõrguse nullpunktina. Seda hetke kasutavad mõned eksperdid endiselt tavapäraste koordinaatide ja kõrguste süsteemis pildistamisel, võttes suvalise veehoidla serva nullkõrguseks.

Tööstuse mõõdetud olukorda rikkus GRU kolonel Oleg Penkovsky, kes müüs oma hinge lahkuse tõttu muu hulgas SK-42 kartograafilisi materjale lääne eriteenistustele. Paranoiasse kalduv Nõukogude valitsus andis käsu korrigeerida koordinaatsüsteemi, et vaenlane ei saaks tuumarünnaku käivitamiseks kasutada salajasi kaarte, ja sündis uus koordinaatsüsteem SK-63, mis oli SK-42 moonutatud versioon. Sellest süsteemist arenes välja linna polügonomeetria, mis oli omakorda SK-63 moonutatud versioon. Soovides vaenlasi segadusse ajada, sattusid funktsionäärid ise segi. SK-63-s tehti hiiglaslikke kaardimassiive, osaliselt hoitakse maakatastrit ja kaarditsoonide ristmikel on võimalikud suured ülekatted ja ebakõlad. SK-63 tühistati NLKP Keskkomitee ja NSVL Ministrite Nõukogu määrusega 1987. aasta märtsis, kuid jätkati selle kasutamist edaspidi “erandina”..

Praegu on Venemaal kosmosegeodeesia vajadusteks ruumiline koordinaatsüsteem PZ-90.02, mis on omakorda WGS84 analoog – kogu planeedi ühtne koordinaatsüsteem ning geodeetiliste ja kartograafiliste tööde jaoks kasutavad nad 2011. aasta geodeetilist koordinaatsüsteemi (GSK-2011), tuletis oma eelkäijatest – SK-95 ja SK-63. Nagu võite ette kujutada, ei lisa koordinaatsüsteemide erinevused ja täpsuse kaotus üleminekul ühelt süsteemilt teisele valminud topograafiliste ja geodeetiliste tööde üldist täpsust. Ehitusplatsil tehakse kasutusmugavuse huvides jaotus tinglikus koordinaatsüsteemis, millel on seos kohalike või piirkondlike süsteemidega, kuna osariikide süsteemides võib koordinaatide arvväärtus ulatuda seitsmekohalise arvuni meetrites, välja arvatud sentimeetrid ja millimeetrid.

Töö tootmiseks kasutatavad tööriistad ja seadmed

Koos inimkonna teadmiste kogumisega Maa kuju ja suuruse kohta muutusid ka tööriistad, millega ta geodeetilisi töid tegi. Algselt olid need:

1. Teodoliit – see instrument on peamine mõõteriist, mida kasutatakse horisontaalse ja vertikaalse nurga mõõtmiseks. Struktuurselt koosneb teodoliit horisontaalsest ja vertikaalsest ringist, mida nimetatakse ka “jäsemeks” ja millel on jaotused näitude võtmiseks, ning pöörlevast osast – “alidaadist”, millele teleskoop on kinnitatud. See tööriist on hädavajalik inseneri-, geodeetiliste ja astronoomiliste tööde jaoks.
2. Tase on optiliselt-mehaaniline instrument, mis võimaldab teil määrata punktide kõrguse erinevust maapinnal. Kahe eraldusjoonega vertikaalse riba korral tasemel nähtavate numbrite erinevus on võrdne varraste paigaldamise punktide kõrguse erinevusega – 3-4 meetri kõrgused puittalad lugemisvaheseintega.
3. Tase on asendamatu juhtimisvahend igale ehitajale. See on vedelikuga täidetud klaasampulliga seade horisontaalse pinna määramiseks ja väikeste kaldenurkade mõõtmiseks.
4. Kipregel – seda tööriista kasutatakse topograafiliste vaatluste tegemisel ja see võimaldab teil olukorda otse väljal graafiliselt üles ehitada, mõõtes nurki, vahemaid ja kõrgusi. Kasutatakse koos keeduklaasiga – põldjoonistuslaud.
5. Pantomeeter – kasutatakse soode ja metsade vaatlemiseks juhtudel, kui mõõtmiste kõrge täpsus ei olnud vajalik.
6. Mõõdulint – tavaliselt teraslint skaalaga punktide horisontaalse vahemaa mõõtmiseks.
7. Kaugusmõõtja on seade punktide vahelise kauguse määramiseks; ehituses täidab selle funktsiooni edukalt laserlindi mõõtmine.
8. Boussol – seda instrumenti kasutati maapinna magnetilise laagri määramiseks.
9. Pikkusmõõtur – demineerimisel kasutatud tööriist võimaldas mõõta vahemaid elastse keerme ja mõõteploki abil.

Edusammud ei seisa loomulikult ja “veteranid” asendatakse tänapäevaste geodeetiliste seadmetega, millega saavad töötada ainult spetsialistid. Kuid teadtes loodusteaduste põhitõdesid, ei ole vaja igat tüüpi tööde jaoks inspektoreid helistada, võite mõned lihtsad toimingud ise läbi viia ilma keerukate tööriistade ja kalli tarkvara abita..

Kui talus on 20-meetrine mõõdulint, saate hõlpsalt murda maamaja telgi või arvutada saidi ligikaudse pindala ning lihtsate seadmete abil on võimalik individuaalse ehituse jaoks isegi teostada saidi geodeetiline mõõdistamine.

Järgmised artiklid meie geodeesia ja selle rolli kohta ehitusplatsil räägivad teile geodeetiliste seadmete valiku omadustest ja lihtsamate geodeetiliste probleemide iseseisva lahendamise võimalusest..