Vermessungskunde für Architekten und Bauingenieure

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1 Vermessungskunde für Architekten und Bauingenieure mit baupraktischen Anwendungen Prof. Dr.-Ing. Rolf Gelhaus Prof. Dr.-Ing. Dieter Kolouch t 2. Auflage 1997 Werner Verlag

2 1 Grundlagen Allgemeines Maßeinheiten Längenmaße Flächen- und Volumenmaße Winkelmaße r Bezugsflächen Bezugsfläche für die Höhe Bezugsflächen für die Lage Lage- und Höhenfestpunkte Das Lagefestpunktfeld Vermarkung von Lagefestpunkten Das Höhenfestpunktfeld Vermarkung von Höhenfestpunkten Koordinatensysteme Das rechtwinklige Koordinatensystem Das polare Koordinatensystem Lokale Koordinatensysteme Globale Koordinatensysteme Das geodätische Gauß-Krüger-Koördiriätensystem Bauteile von Vermessungsinstrumenten Das Meßfernrohr Libellen Dosenlibellen Röhrenlibellen Kompensatoren Digitale Ablesevorrichtungen Ebene Vermessungen Allgemeines 19 Längenmaße 19 Winkelmaße Geräte und Verfahren zur Distanzmessung Mechanische Distanzmessung mit dem Stahlmeßband Meßverfahren Korrektion und Reduktion der gemessenen Distanz 21 Korrektion wegen Bandtemperatur 21 Durchhangreduktion Optische Distanzmessung mit 2-m-Basislatte Optische Distanzmessung nach Reichenbach 24

3 2.1.4 Elektronische Distanzmessung Impulsverfahren Phasenvergleichsverfahren Genauigkeit der Distanzmessung Geräte und Verfahren zur Winkelmessung Rechtwinkelprismen Nivelliere mit Horizontalkreis Theodolite." Verfahren zur Aufnahme von Lageplänen...r Grundlegende Messungsarbeiten Fluchten Überwinden von Geländehindernissen 34 Fluchten aus der Mitte 34 Fluchten über eine Hilfslinie 35 Ermitteln nicht meßbarerstrecken oder Streckenteile Orthogonal- und Einbindeverfahren Polarverfahren Photogrammetrische Verfahren Satellitenvermessung Führen von Vermessungsrissen 40 3 Ebene Koordinatenberechnungen : Allgemeines Berechnung orthogonaler Koordinaten aus orthogonalen Koordinaten Allgemeine Form der Koordinatentransformation 44 Bestimmung der Transformationskonstanten 45 Transformationsgleichungen Berechnung von Vermessungs- und Objektpunkten Berechnung von Polarkoordinaten aus orthogonalen Koordinaten Umwandlung orthogonaler Koordinaten in Polarkoordinaten Berechnung von Richtungswinkel und Entfernung Der geodätische Arcustangens GATAN Berechnung orthogonaler Koordinaten aus Polarkoordinaten Polares Anhängen bei bekanntem Standpunkt Polares Anhängen bei freier Stationierung Kleinpunktberechnung über Polarkoordinaten Geradenschnitt 56 4 Flächen- und Mengenberechnung Allgemeines Flächenberechnung aus Maßzahlen Flächenberechnung aus Koordinaten 60

4 IV Inhaltsverzeichnis 4.3 Flächenbestimmung aus Kartierungen Flächenbestimmung durch Flächenzerlegung Flächenbestimmung durch Flächenzählung 65 Quadratglastafel 65 Planimeterharfe Analoge Flächenbestimmung mit dem Polarplanimeter Digitale Flächenbestimmung Anwendung der Flächenermittlung zur Mengenermittlung Mengenermittlung aus Profilaufnahmen Mengenermittlung aus digitalen Geländemodellen 72 Mengenermittlung aus Rostaufnahmen 72 Mengenermittlung aus Dreiecksprismen Mengenermittlung aus Höhenlinienplänen 75 5 Kartierung Allgemeines Zeichenträger und Kartierung Kartiermethoden Einfache Zeichenarbeiten Kartieren mit Kartiergeräten 78 Kartieren polarer Koordinaten 78 Kartieren orthogonaler Koordinaten....: 79 Kartieren m7t Zeichenautomaten Erstellung eines Lageplanes Maßstabsänderung Mechanischer Pantograph 82 6 Nivellement Allgemeines Grundprinzip des Nivellierens : Nivellieren mit einfachen Mitteln Nivelliere Allgemeines 87 Nivellierprobe 87 Überprüfung von Rotationslasem Nivelliere mit Libellenhorizontierung Allgemeines Nivelliere ohne Kippschraube Nivelliere mit Kippschraube Nivelliere mit Kompensatorhorizontierung Digitalnivelliere Rotationslaser (Lasernivelliere) 95

5 v 6.4 Meßverfahren Allgemeines Streckennivellement Profilaufnahme Allgemeines Längsprofile Querprofile Flächennivellement Allgemeines ".." Verdichtungsprofile Rostaufnahme Nivelliertachymetrie Tachymetrie Allgemeines Grundprinzip der Tachymeteraufnahme Tachymeter Allgemeines Tachymetertheodolit 108 _ Allgemeines' Theodolit ohne Distanzstriche Theodolit mit Distanzstrichen Diagrammtachymeter Elektronische Tachymeter Meßverfahren Gerätestand auf bekanntem Punkt Gerätestand auf unbekanntem Punkt Kartierung Allgemeines Kartierung von Polarkoordinaten Kartierung von Rechtwinkelkoordinaten Plotterkartierung mit einem CAD-System Höhenlinieninterpolation 118 LISP-Programm zur Höhenlinieninterpolation für das CAD-System AutoCAD Winkelmessung Allgemeines Winkelarten Der Theodolit,., Theodolitarten Bauteile eines Theodolits 124

6 VI Inhaltsverzeichnis Ableseeinrichtungen 125 Strichmikroskop 125 Skalenmikroskop 126 Koinzidenzmikroskop Gerätefehler und Justierbedingungen Achsfehler 127 Kontrolle und Justierung des Zielachsfehlers 127 Kontrolle und Beseitigung des Kippachsfehlers Exzehtrizitäts- und Kreisteilungsfehler Aufstellung des Theodolits 128- Zentrieren 128 Horizontieren Winkelmeßverfahren Messung eines Horizontalwinkels Messung horizontaler Richtungen Messung von Zenitwinkeln Trigonometrische Höhenübertragung Allgemeines Einfluß von Erdkrümmung und Refraktion Einfluß der Erdkrümmung Einfluß der Refraktion :.-.: Trigonometrisches Nivellement Turmhöhenbestimmung Turmhöhenbestimmung mit horizontalem Hilfsdreieck Turmhöhenbestimmung mit vertikalem Hilfsdreieck Meßpunktfelder im Bauwesen Allgemeines Gestreckter Polygonzug für langgestreckte Bauwerke : Allgemeines Freier Zug ohne Koordinatenanschluß Zug mit Richtungs- und Koordinatenanschluß am Anfang Zug mit Koordinatenanschluß am Anfang und Ende Zug mit Richtungs- und Koordinatenanschluß am Anfang und Ende Ringpolygon für kleinflächige Bauwerke Sondernetz der Lage für großflächige Bauwerke Räumliches Sondernetz für Hochbauten Allgemeines Räumliche Polaraufnahme Aufnahme vertikaler Fassaden Räumliches Einschneiden 165

7 vn 11 Absteckungen Allgemeines Verfahren zur Lageabsteckung Einfluchten..., Orthogonalverfahren Polarverfahren Sehnen-Winkel-Verfahren Einschneideverfahren Berechnung von Lageabsteckdaten..^ Allgemeines Absteckdaten für Geraden Absteckdaten für Kreisbogen Absteckdaten für Übergangsbogen Allgemeines Absteckdaten für Klothoiden Absteckdaten für Bloss-Bogen Absteckdaten der Standardkurvenfolge Symmetrische Standardkurvenfolge Asymmetrische Standardkurvenfolge Lageabsieckung und Vermarkung Verfahren zur Höhenabsteckung Einfluchten ' Absetzen von Höhenunterschieden Berechnung von Höhenabsteckdaten Absteckdaten von Geraden Absteckdaten von Kreisbogen Absteckdaten einer Gradiente Höhenabsteckung und Vermarkung 202 Literaturverzeichnis 203 Stichwortverzeichnis 205