Matthews Vermessungskunde

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1 Matthews Vermessungskunde Inbalt des Gesamtwerkes Teilt 28., neubearbeitete Auflage 1996 Grundlage der Vermessungen: Bezugsflächen, Koordinatensysteme, MaBe, Fehler, Standardabweichung, Vertrauensbereich / Lagemessungen (Horizontalmessungen) / Geländeaufnahme (Stückvermessung) / Fertigen von Lageplänen / Einfache Koordinatenberechnung / Flächenberechnungen, Flächenteilungen / Hauptbestandteile der Vermessungsinstrumente / Einfache Geräte zur Höhenmessung / Das Nivellierinstrument / Höhenmessung (Nivellement) / Der Theodolit / Winkelmessung. Teil 2 16., neubearbeitete Auflage 1993 Distanzmessung: Reduktionstachymeter, elektronische Tachymeter, Computer-Tachymeter / Bestimmen von Lagefestpunkten / Koordinatenberechnung / Trigonometrische Höhenmessung / Tachymetrie / Ingenieur-Vermessung: Kreisbogen, Klothoide, Erdmassenberechnung, Abstecken von Verkehrswegen, Bauwerksabsteckungen / Laser Instrumente / Die verschiedenen Aufgaben im Vermessungswesen: Liegenschaftskataster und Grundbuch. Die amtlichen Kartenwerke. Technische Planwerke. Vermessungen bei Bauvorhaben.

2 Vermessungskunde Fachgebiete Architektur - Bauingenieurwesen - Vermessungswesen Teill Von Dr.-Ing. Volker Matthews Professor an der Georg-Simon-Ohm-Fachhochschule Nürnberg 28., neubearbeitete Auflage Mit 251 Bildern und 21 Tafeln ëi3 B. G. Teubner Stuttgart 1996

3 Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Matthews, Volker: Vermessungskunde : Fachgebiete Architektur - Bauingenieurwesen - Vermessungswesen I von Volker Matthews. - Stuttgart: Teubner. Früher u. d. T.: Volquardts, Hans: Vermessungskunde Teil 1. Mit 21 Tafeln , neubearb. Aufl ISBN ISBN (ebook) DOI / Das Werk einschliel3lich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung auj3erhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt besonders für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. B. G. Teubner Stuttgart 1996 Satz: Fotosatz-Service Köhler OHG, Würzburg

4 Vorwort Grundlage für sinnvolles Planen und geordnetes Baueri sind Pläne und Karten, die durch Vermessungen geschaffen werden. Die vermessungstechnische Überprüfung und die Absteckung von Bauwerken, die geometrische Prüfung und Absteckung von Verkehrswegen, die Prüfung und Überwachung der Bauausführung nach Lage und Höhe während der Bauphase und nach der Fertigstellung sind Vermessungsarbeiten im Sinne dieses Buches. Die Bauaufnahme kann als Umkehrung des vermessungstechnischen Arbeitsablaufes beim Bauen angesehen werden. Vorhandene Bauobjekte werden durch Vermessungen erfabt und in Plänen dokumentiert. Die in diesem Buch beschriebenen Arbeitsabläufe sind auch Grundlage der Bauaufnahme. Sinn und Zweck dieses Buches ist es, den Studenten und den in der Praxis stehenden Ingenieuren der Fachrichtungen Architektur, Bauingenieurwesen und Vermessungswesen zu helfen, die in ihren Arbeitsbereichen anstehenden Vermessungsaufgaben zu lösen. Beim Nivellement und bei Winkelmessungen können die MeBwerte neben den herkömmlichen analogen (optischen) Methoden auch digital (elektronisch) ermittelt und erfabt werden. Der durchgehende DatenfluB von der Aufnahme bis zum jeweils gewünschten Endprodukt ist weitgehend realisiert. Die vorhandene Software bestimmt den Arbeitskomfort. Auf die herkömmlichen MeBmethoden, auf das Führen und Auswerten von Feldbüchern, auf Berechnungen mit Hilfe von Taschenrechnern und auf das Kartieren der Ergebnisse kann deshalb aber nicht verzichtet werden. Im vorliegenden Teill werden Anwendung und Prüfung der RollbandmaBe für die Längenmessung, der analogen (optischen) und digitalen (elektronischen) Nivellierinstrumente für die Höhenmessung sowie der analogen und digitalen Theodolite eingehelld besprochen. Geräte zur elektronischen Streckenmessung, digitale Tachymeter und Computertachymeter werden im Teil 2 behandelt. Die wichtigsten Verfahren der einfachen Lagemessungen, der Höhen- und Winkelmessungen sind in leicht verständlicher Form erläutert und werden durch eine Anzahl sorgfältig ausgewählter und vollkommen durchgerechneter Beispiele ergänzt. Die Berechnungen erfolgten mit technisch-wissenschaftlichen Taschenrechnern ohne Verwendung von Programmen. Somit können alle Beispiele mit einem handelsüblichen Taschenrechner nachvollzogen werden. Die praktischen Hinweise am Ende einzelner Abschnitte sollen dem Studenten und dem Praktiker in zusammengefabter Form Hinweis und Richtlinie für die auszuführende Tätigkeit sein.

5 IV Vorwort Im Anhang ist eine Auswahl der auf dem Markt befindlichen Nivellierinstrumente und Theodolite aufgeführt. Die Nivellierinstrumente sind nach dem möglichen Einsatz und der Art der Horizontierung (Libellen- oder automatische Horizontierung), die Theodolite nach dem Einsatz und dem technischen Aufbau der Instrumente (analog oder digital) geordnet. Mein Dank gilt den Benutzern des Buches, vornehmlich den Herren Professoren der Fachhochschulen und Universitäten für viele wertvolle Hinweise und den Herstellerfirmen geodätischer Instrumente für die Überlassung von Unterlagen und Bildern. Nürnberg, im Frühjahr 1996 Volker Matthews

6 Inhalt 1 Grundlagen der Vermessungen 1.1 Bezugsflächen Koordinatensysteme Rechtwinklige Koordinaten Polarkoordinaten Geographische Koordinaten Soldner Koordinaten GauB-Krüger-Koordinaten UTM-System MaBe Längen Flächen Volumen Winkel MaBstab Fehler, Standardabweichung, Vertrauensbereich Toleranzen im Bauwesen Lagemessungen (Horizontalmessungen) 2.1 Bezeichnen von Punkten in der Örtlichkeit Abstecken von Geraden Abstecken von rechten Winkeln Mechanische Rechtwinkelinstrumente (Diopterinstrumente) Optische Rechtwinkelinstrumente (Winkelprismen) Abstecken rechter Winkel ohne Rechtwinkelinstrument Einfache Längenmessung RollbandmaBe Indirekte Streckenmessung einfacher Art Zulässige Abweichungen bei Längenmessungen Praktische Hinweise zur Längenmessung mit BandmaBen Geländeaufnahme (Stückvermessung) 3.1 Rechtwinkelverfahren Einbindeverfahren Vereinigtes Rechtwinkel- und Einbindeverfahren Polarverfahren Verfahren der freien Standpunktwahl (freie Stationierung) Messungsproben Führen des Risses (Feldbuches)... 54

7 VI lnhalt 4 Fertigen von Lageplänen 4.1 Auftragen von Punkten nach Koordinaten Maflstabsänderung von Plänen Mechanische Verfahren Optische Verfahren Vervielfältigen von Plänen EinCache Koordinatenberechnung 5.1 Höhe und Höhenfuflpunkt Einrechnen von Kleinpunkten auf der Linie Einrechnen von seitwärts der Linie gelegenen Punkten Schnittpunkt zweier Geraden F1ächenberechnungen, F1ächenteilungen 6.1 F1ächenberechnung aus örtlich gemessenen Maflen (aus Dreiecken und Trapezen) Flächenberechnung aus rechtwinkligen Koordinaten Flächenberechnung aus Polarkoordinaten Halbgraphische Flächenberechnung Graphische Flächenbestimmung Zerlegen von Flächen, Planimeterharfe, Quadratglastafel Planimeter Fahrstabeinstellung Flächenbestimmung mit dem Polarplanimeter Digital-Planimeter Zulässige Abweichungen für Flächenberechnungen Praktische Hinweise zur Flächenberechnung Flächenteilungen, Flächenausgleich Hauptbestandteile der Vermessungsinstrumente 7.1 Das Fernrohr Linsen und deren Gesetze Blenden, Objektiv, Okular Das Strichkreuz Das einfache MeBfernrohr Fernrohr mit innerer Einstellinse (Innenfokussierung) Libellen Dosenlibelle Röhrenlibelle EinCache Geräte zur Höhenmessung 8.1 Schlauchwaage Setzlatte Pentagonprisma und Schnurlot

8 Inhalt VII 9 Das Nivellierinstrument 9.1 Stativ, Befestigung des Nivellierinstrumentes auf dem Stativ Der Aufbau des Nivellierinstrumentes Kompensatoren (Ziellinienregler zur automatischen Horizontierung) Planplattenmikrometer Der Horizontalkreis heim Nivellierinstrument Erweiterung des Einsatzbereiches der automatischen Nivelliere Digitale Nivellierinstrumente Nivellierinstrumente-Typen (analoge und digitale) Bau-Nivelliere Ingenieur-Nivelliere Fein-Nivelliere Prüfen und Berichtigen des Nivellierinstrumentes Beseitigen der Parallaxe Senkrechtstellen des Stehachse Waagerechtstellen der Ziellinie Ziellinien digitaier Nivelliere Nivellierlatten und Zubehör Höhenmessung (NiveUement) 10.1 Festlegen und Vermarken der Nivellementpunkte Die Ausführung des Nivellements Messen mit digitalen Nivellieren Streckennivellements Das einfache Nivellement Nivellement mit Wendelatten Nivellement mit doppelten Wechselpunkten Feinnivellement Standardabweichung für Nivellements, zulässige Abweichung Längs- und Querprofile Aufnahme von Längsprofilen Aufnahme von Querprofilen Auftragen von Längs- und Querprofilen Flächennivellement Aufnahmeverfahren Fertigen von Höhenplänen Praktische Hinweise zur Höhenmessung Der Theodolit 11.1 Horizontalwinkel, Vertikalwinkel, Richtungen Stativ, Befestigen des Theodolits auf dem Stativ Der Aufbau des Theodolits Vertikalachssysteme Fernrohr Klemmvorrichtungen Libellen Automatischer Höhenindex Ablotevorrichtungen

9 VIII Inhalt 11.5 Ableseeinrichtungen Ablesemikroskop Optisches Mikrometer Strichmikroskop Strichmikroskop mit optischem Mikrometer Skalenmikroskop Koinzidenzmikroskop mit optischem Mikrometer Digitale Anzeige bei digitalen Theodoliten Theodolit-Typen (analoge und digitale) Bautheodolite Ingenieurtheodolite FeinmeBtheodolite Sonderzubehör Prüfen und Berichtigen des Theodolits Beseitigen der Parallaxe und Vertikalstellen des Strichkreuzes Senkrechtstellen der Stehachse Beseitigen des Ziellinienfehlers Beseitigen des Kippachsenfehlers Justieren der Ablotevorrichtung Beseitigen des Indexfehlers Weitere, nicht justierbare Fehler des Theodolits Automatische Kompensation der Fehler bei digitalen Theodoliten Behandlung und Pflege des Theodolits Winkelmessung 12.1 Zentrieren und Horizontieren Einstellen des Fernrohrs auf das Ziel Horizontalwinkel Einfache Winkelmessung Repetitions-Winkelmessung Richtungsbeobachtungen Vertikalwinkel Praktische Hinweise zur Winkelmessung Anhang Tafel - Zusammenstellung von Nivellierinstrumenten und Theodoliten Schriftturn Sachverzeichnis