Геодезия при строительстве железных дорог

Железнодорожный путь в плане – это ряд прямых, сопряженных кривыми постоянного и переменного радиусов (рис. 1.1). Горизонтальные углы q между прямыми называются углами поворота трассы. Прямые участки между смежными кривыми называются прямыми вставками. При строительстве железной дороги нужно уметь измерять горизонтальные углы и длины линий, строить кривые, т.е. выносить на местность ряд точек, лежащих на этих кривых.

Для уменьшения затрат дорогу вписывают в рельеф местности. Изучение и изображение рельефа – одна из важнейших тем курса геодезии.

В п.3.7 Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ПТЭ) сказано: "План и профиль главных и станционных путей, а также подъ­ездных путей, принадлежащих железной дороге, должны подвергаться пе­риодической инструментальной проверке. Организация работ по инстру­ментальной проверке плана и профиля путей..., составлению масштаб­ных и схематических планов станций возлагается на службы пути желез­ных дорог ". Из этого следует, что инженеры-путейцы должны быть соот­ветствующим образом подготовлены к выполнению таких работ.

1.3. Сводка формул математики, необходимых для изучения курса,
основные термины

Рисунки, термины Формулы

Горизонтальная плоскость (план)

Вертикальная плоскость (профиль)

v h d D – наклонная длина, d – горизонтальное проложение, h – превышение, v – угол наклона, i – уклон.

d = D× сos n = ;

h = D× sin n = d× tg n;

i = tg n = .

1.4. Метрология в геодезическом производстве,

общие принципы организации геодезических работ

Геодезия как наука об измерениях базируется на метрологии. Главная задача метрологии – обеспечение единства и достоверности измерений. Под единством понимают, что результаты измерений выражены в узаконенных единицах и известны погрешности этих измерений. Единство необходимо для того, чтобы можно было сопоставить результаты измерений, выполненных в разное время, в разных организациях, разными средствами измерений.

Таблица 1.1

Единицы физических величин, применяемые в геодезии

Физическая	Соотношение	Название	Обозначение
величина	с единицами СИ		русское	Международное
Длина Время Плоский угол	рад/1000	метр секунда радиан миллирад	м с рад мил	m s rad mil
Внесистемные единицы
Плоский угол	(p/180)рад (p/180/60)рад (p/180/3600)рад (p/200)рад (p/200/1000)рад	градус минута секунда град (гон) миллигон	° ¢ ² g mg	° ¢ ² gon mgon
1 миллигон = 3,24² 0,01 мил = 2″

Геодезия как одна из наук о Земле имеет свои специфические фундаментальные постоянные, отражающие ее направленность. Эти постоянные периодически уточняются. К ним относятся скорость света в вакууме, экваториальный радиус Земли, ее сжатие, угловая скорость вращения, ускорение силы тяжести на экваторе и некоторые другие:

скорость света в вакууме с = 299 792 458 м/с;

– для российской геоцентрической системы координат ПЗ-90

экваториальный радиус Земли a = 6 378 136 м;

сжатие Земли α = 1: 298,25784,

– для всемирной геоцентрической системы WGS-84

экваториальный радиус Земли a = 6 378 137 м;

сжатие Земли α = 1: 298,25722.

Выполнение геодезических измерений регламентировано обязательными нормативными документами – инструкциями, наставлениями, правилами (ГКИНП). Метрологическая направленность этих документов определяется установлением норм точности по различным видам работ, методикой выполнения отдельных операций, указанием системы допускового контроля как конечных результатов, так и промежуточных действий. Бесконтрольные измерения в геодезии не допускаются.

Инструкции регламентируют индивидуальную ежегодную метрологическую аттестацию всех геодезических приборов, допускаемых к измерениям, через систему поверок и исследований (например, на методы и средства поверки теодолитов в эксплуатации – ГКИНП-17-195-85).

При изучении геодезических приборов будем рассматривать их поверки и юстировку, при изучении измерений – методику их производства, обеспечивающую компенсацию погрешностей, допуски на промежуточные и окончательные результаты, геометрические схемы, при которых не будут возникать бесконтрольные измерения.

Общим принципом организации геодезических работ является принцип перехода от общего к частному, что соответствует принятым в метрологии канонам. Этот принцип – переход от фигур с длинными сторонами и высокой точностью измерений к фигурам с более короткими сторонами и измерениям меньшей точности – применяется, в первую очередь, при создании геодезической сети, которая является важнейшим носителем метрологической информации в геодезии.

С этой позиции важнейшим вопросом всего курса геодезии является вопрос создания и использования геодезических опорных сетей. В последние годы в этом вопросе произошли большие перемены: геодезическая сеть в виде системы спутников вынесена в космос. Однако метрологической сущности эти перемены не затронули.

Основные термины и определения в геодезии стандартизованы.