Géodésie appliquée. Histoire de l’industrie

Points d’article

• Un peu d’histoire
• Système de coordonnées
• Outils et équipements utilisés pour la production des travaux

Des travaux géodésiques accompagnent la construction de tout objet depuis l’étape du choix d’un terrain jusqu’à la mise en service d’une structure achevée. Cette industrie a parcouru un long chemin de développement, des instruments de mesure primitifs aux équipements modernes de haute précision capables de déterminer en temps réel la position spatiale du point d’étude avec une précision millimétrique. Nous vous parlerons des jalons du développement de la géodésie et de sa place sur un chantier moderne dans une série d’articles dédiés à ce domaine de l’activité humaine..

Un peu d’histoire

Depuis l’Antiquité, l’humanité a éprouvé le besoin de déterminer les distances réelles entre les objets et leur position spatiale les uns par rapport aux autres. De plus, la construction de structures à grande échelle était impossible sans calculs précis. Par exemple, pour la construction de systèmes d’irrigation dans l’Égypte ancienne au 6ème siècle avant JC. ont utilisé les levés géodésiques les plus simples, car pour que le chenal atteigne la rivière, et non pour les fourrés avec des crocodiles, la direction et la pente des tranchées devaient être calculées et marquées au sol. Cela a donné une impulsion au développement de l’agriculture et, avec elle, à la prospérité de l’État égyptien. Les Grecs de l’Antiquité ont augmenté les connaissances des Égyptiens, mais la science qui détermine la forme et la taille de la Terre a été largement développée avec l’expansion des relations commerciales et de la navigation, lorsqu’il était nécessaire de tracer un tracé exact d’un point de la planète à un autre..

En Russie, les premières mentions de mesures de distance sont datées de 1068, lorsque, par ordre du prince Tmutarakan Gleb, la largeur du détroit de Kertch a été mesurée par des marches sur la glace, une pierre commémorative de cet événement est toujours conservée dans l’Ermitage. La géodésie a gagné un développement plus large pendant la «fenêtre sur l’Europe» de Pierre Ier, lorsque les navigateurs et les voyageurs avaient besoin d’avoir des plans détaillés de mouvement sous la main. Ce travail a été effectué par les officiers de l’unité du quartier-maître. La guerre avec Napoléon en 1812 a révélé le manque de précision et de fourniture de documents cartographiques, principalement militaires, qui a été le signal de la création du Corps des topographes militaires en 1822..

Le développement de la géodésie soviétique a commencé avec la signature par VI Lénine, le 15 mars 1919, du décret du Conseil des commissaires du peuple « sur la mise en place d’une administration géodésique supérieure ». Cette date deviendra pendant de nombreuses années la date de la fête professionnelle des géomètres et spécialistes de l’industrie. En mai 1967, le département géodésique sera transformé en la Direction principale de la géodésie et de la cartographie (en abrégé GUGK), qui sera directement subordonnée au Conseil des ministres de l’URSS, qui souligna le statut particulier de cette industrie. Après l’effondrement de l’Union, le Service fédéral de géodésie et de cartographie de la Russie a été organisé, qui a ensuite été réaffecté au ministère du Développement économique, puis ses fonctions ont été transférées au Service fédéral de l’enregistrement de l’État, du cadastre et de la cartographie. Nous constatons donc avec regret que les «années d’or» de la géodésie russe en tant que science tombent précisément sur la période soviétique..

Système de coordonnées

Pour des mesures de haute précision, il est nécessaire d’utiliser le même système de coordonnées et de hauteur afin d’éviter des problèmes avec la « superposition » plus tard. Si une enquête est effectuée pour la construction, la limite des travaux est généralement l’intersection des principales autoroutes de transport et des points de liaison de communication, qui doivent être schématisés dans l’annexe aux termes de référence. Habituellement, le levé topographique des routes publiques dans les villes a déjà été effectué dans le système de coordonnées local, les données sont stockées dans des archives et afin de calculer correctement les pentes sur le chantier de construction, le levé pour la construction doit être effectué dans un système similaire.

Le début des travaux sur un système de coordonnées unifié dans notre pays remonte à 1928, lorsque le projet proposé par F.N. Krasovsky, le programme pour le développement d’un système de triangulation – une méthode pour créer un réseau géodésique de référence basé sur la détermination des coordonnées en mesurant les angles des triangles, et dans la triangulation de classe 1, la longueur des côtés de ces « triangles » atteignait 25 km. Les points dont les coordonnées étaient déterminées par cette méthode étaient appelés points de triangulation. Ensuite, le réseau de triangles a été divisé en réseaux de 2 à 4 classes, qui, respectivement, avaient des distances plus petites dans la ligne de visée entre les points. La quatrième année était divisée en 1 ère et 2 ème catégories, la distance entre les points était déjà de 200 à 500 mètres. Les coordonnées des points ont été déterminées par la méthode polygonométrique, c’est-à-dire en plus des angles, à l’aide d’un théodolite, les distances entre les points ont également été mesurées avec un ruban à mesurer ou un télémètre optique. Ce sont les points de polygonométrie de la 4e classe et les points de polygonométrie en treillis qui sont principalement utilisés par les géomètres pour les travaux urbains.

Le premier système de coordonnées de haute précision sur le territoire de l’URSS est considéré comme le système de coordonnées et d’altitude de 1942 (SK-42) approuvé en avril 1946, et le niveau d’eau dans la chambre instrumentale du port de Kronstadt (zéro de la pédale de Kronstadt), adopté en 1913, a été utilisé comme zéro en hauteur. Ce moment est encore utilisé par certains « experts » lors de la prise de vue dans un système conventionnel de coordonnées et de hauteurs, prenant le bord de tout réservoir à zéro en hauteur.

L’état mesuré des choses dans l’industrie a été violé par le colonel du GRU Oleg Penkovsky, qui, par gentillesse de son cœur, a vendu, entre autres, des documents cartographiques en SK-42 aux services spéciaux occidentaux. Le gouvernement soviétique, enclin à la paranoïa, a donné l’ordre d’ajuster le système de coordonnées afin que l’ennemi ne puisse pas utiliser de cartes secrètes pour lancer une frappe nucléaire, et un nouveau système de coordonnées est né – SK-63, qui était une version déformée de SK-42. À partir de ce système, la polygonométrie urbaine s’est développée, qui, à son tour, était une version déformée du SK-63. Voulant confondre les ennemis, les fonctionnaires eux-mêmes se sont en conséquence confus. Dans SK-63, d’énormes tableaux de cartes ont été créés, le cadastre terrestre est en partie maintenu et aux jonctions des zones cartographiques, de grands chevauchements et incohérences sont possibles. SK-63 a été annulé par le décret du Comité central du PCUS et du Conseil des ministres de l’URSS en mars 1987, mais a continué à être utilisé à l’avenir « à titre d’exception ».

Actuellement en Russie pour les besoins de la géodésie spatiale, il existe un système de coordonnées spatiales PZ-90.02, qui à son tour est un analogue de WGS84 – un système de coordonnées unique pour toute la planète, et pour les travaux géodésiques et cartographiques, ils utilisent le système de coordonnées géodésiques de 2011 (GSK-2011), dérivé de ses prédécesseurs – SK-95 et SK-63. Comme vous le comprenez, les différences entre les systèmes de coordonnées et la perte de précision lors de la transition d’un système à un autre n’ajoutent pas de précision globale aux travaux topographiques et géodésiques effectués. Sur le chantier de construction, pour faciliter l’utilisation, une ventilation est effectuée dans un système de coordonnées conditionnel qui a une connexion avec des systèmes locaux ou régionaux, car les valeurs numériques des coordonnées dans les systèmes d’état peuvent atteindre des nombres à sept chiffres en mètres, à l’exclusion des centimètres et des millimètres.

Outils et équipements utilisés pour la production des travaux

Parallèlement à l’accumulation de connaissances sur la forme et la taille de la Terre par l’humanité, les outils avec lesquels il a effectué des travaux géodésiques ont changé. Au départ, ils étaient:

1. Théodolite – Cet instrument est le principal instrument d’arpentage utilisé pour mesurer les angles horizontaux et verticaux. Structurellement, le théodolite se compose d’un cercle horizontal et vertical, qui est également appelé un «membre» et a des divisions pour prendre des lectures, et une partie tournante – «alidade», sur laquelle le télescope est fixé. Cet outil est indispensable pour les travaux d’ingénierie, géodésiques et astronomiques.
2. Le niveau est un instrument optique-mécanique qui vous permet de déterminer la différence de hauteur des points à la surface de la terre. La différence entre les nombres visibles dans le niveau sur deux barres verticales avec divisions est égale à la différence de hauteur des points où les barres sont installées – poutres en bois de 3 à 4 mètres de haut avec divisions pour la lecture.
3. Level est un outil de contrôle indispensable pour chaque constructeur. Il s’agit d’un appareil avec une ampoule en verre remplie de liquide pour déterminer la surface horizontale et mesurer les petits angles d’inclinaison.
4. Kipregel – cet outil est utilisé lors de la réalisation de levés topographiques et vous permet de créer graphiquement la situation directement sur le terrain, en mesurant les angles, les distances et les élévations. Utilisé en conjonction avec un bécher – un tableau de dessin sur le terrain.
5. Pantomètre – utilisé pour l’arpentage des marécages et des forêts dans les cas où une grande précision des mesures n’était pas requise.
6. Ruban à mesurer – généralement un ruban en acier avec une échelle pour mesurer la distance horizontale des points.
7. Le télémètre est un appareil permettant de déterminer la distance entre les points; dans la construction, sa fonction est remplie avec succès par un ruban à mesurer laser.
8. Boussol – cet outil a permis de déterminer l’azimut magnétique au sol.
9. Jauge de longueur – l’outil utilisé dans les levés miniers a permis de mesurer les distances à l’aide d’un fil flexible et d’un bloc de mesure.

Naturellement, les progrès ne s’arrêtent pas et les «vétérans» sont remplacés par des équipements géodésiques modernes, avec lesquels seuls des spécialistes peuvent travailler. Cependant, connaissant les bases de la science, il n’est pas nécessaire d’appeler des géomètres pour tous les types de travail, vous pouvez effectuer vous-même des opérations simples sans l’aide d’outils complexes et de logiciels coûteux..

Ayant un ruban à mesurer de 20 mètres sur la ferme, vous pouvez facilement casser les axes de la maison de campagne ou calculer la superficie approximative du site, et à l’aide de simples appareils, il est même possible d’effectuer un levé géodésique simplifié du site pour une construction individuelle.

Les articles suivants de notre cycle sur la géodésie et son rôle sur un chantier vous expliqueront les caractéristiques du choix des équipements géodésiques et la possibilité de solution indépendante des problèmes géodésiques les plus simples..

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