 |
Системы координат. Привязки. Простоновка размеров. Параметрический режим и параметризация
|
|
|
|
Пойдем прямым логическим путем, не отвлекаясь на многие современные международные и отечественные научные термины. Систему координат можно изобразить как некую систему отсчета ориентированную на плоскости двумя направлениями, а в пространстве тремя. Если вспомнить математическую систему, то она представлена двумя взаимно перпендикулярными направлениями, имеющими названия осей абсцисс (X) и ординат (Y). Ориентированы они в горизонтальном и вертикальном направлениях соответственно. Пересечение этих линий является началом координат с нулевыми значениями в абсолютной величине. А местоположение точек на плоскости определяется при помощи двух координат X и Y. В геодезии ориентирование осей на плоскости отличается от математики. Плоскостная прямоугольная система определена осью X в вертикальном положении (в направлении на север) и осью Y в горизонтальном (в направлении на восток).
Классификация систем координат
В геодезии все системы координат можно представить в виде двух групп:
· прямолинейная прямоугольная
· полярная
В обеих группах выделяют как плоские (двухмерные), так и пространственные (трехмерные) системы.
К прямолинейным прямоугольным системам относятся цилиндрическая проекция Гаусса-Крюгера, индивидуальные референцные и местные системы координат.
К полярным системам можно отнести географическую, астрономическую и геодезическую, геоцентрические и топоцентрические системы.
Географическая система координат можно объяснит так, замкнутая поверхность внешнего контура Земли представлена сфероидной геометрической формой. За основные направления ориентирования на ней можно принять дуги на поверхности шара. На упрощенно представленном уменьшенном макете нашей планеты в виде глобуса (фигура земли) можно зрительно увидеть принятые линии отсчета в виде Гринвичского меридиана и экваториальной линии.
|
|
|
В этом примере выражена общепринятая во всем мире именно пространственная система географических координат. В ней введены понятия долготы и широты. Имея градусные единицы измерения, они представляют угловую величину. Многим знакомы их определения. Следует напомнить, что географическая долгота конкретной точки представляет угол между двумя плоскостями, проходящими через нулевой (Гринвичский) меридиан и меридиан в определяемой точке расположения. Под географической широтой точки принят угол, образующийся между отвесной линией (или нормалью) к ней и плоскостью экватора.
Система плоских прямоугольных систем координат Гаусса-Крюгера
Каждая система координат имеет свое теоретическое научное и практическое экономическое применение, как в глобальном, так и региональном масштабах. В некоторых конкретных случаях возможно использование референцных, местных и условных систем координат, но которые через математические расчеты и вычисления все равно могут быть объединены между собой.
Геодезическая прямоугольная плоская система координат является проекцией отдельных шестиградусных зон эллипсоида. Вписав эту фигуру внутрь горизонтально расположенного цилиндра, каждая зона отдельно проецируется на внутреннюю цилиндрическую поверхность. Зоны такого сфероида ограничиваются меридианами с шагом в шесть градусов. При развертывании на плоскости получается проекция, которая имеет название в честь немецких ученых её разработавших Гаусса-Крюгера. В таком способе проецирования углы между любыми направлениями сохраняют свои величины. Поэтому иногда ее называют еще равноугольной. Ось абсцисс в зоне проходит по центру, через условный осевой меридиан (ось X), а ось ординат по линии экватора (ось Y). Длины линий вдоль осевого меридиана передается без искажений, а вдоль экваториальной линии с искажениями к краям зоны.
|
|
|
ПЕРЕМЕННЫЕ И ИХ ВИДЫ
Кроме выше описанной прямоугольной системы координат следует отметить наличие и использование в решении геодезических задач плоской полярной системы координат. За исходное отсчетное направление в ней применяется ось северного (полярного) направления, откуда и название. Для определения местоположения точек на плоскости используют полярный (дирекционный) угол и радиус-вектор (горизонтальное проложение) до точки. Напомним, что дирекционным углом считается угол, отсчитываемый от исходного (северного) направления до определяемого. Радиус-вектор выражается в определении горизонтального проложения. К пространственной полярной системе добавляется геодезические измерения вертикального угла и наклонного расстояния для определения 3D-положения точек. Этот способ практически ежедневно применяется втригонометрическом нивелировании, топографической съемке и для развития геодезических сетей.
СИСТЕМА КООРДИНАТ
По такому же полярному методу частично устроены и спутниковые геоцентрическая и топоцентрическая системы координат, с той лишь разницей, что основные оси трехмерного пространства (X, Y, Z) имеют отличные начала и направления. В геоцентрической системе началом координат является центр масс Земли. Ось X имеет направление по Гринвичскому меридиану к экватору. Ось Y располагают в прямоугольном положении на восток от X. Ось Z изначально имеет полярное направление по малой оси эллипсоида. Координатами в ней считаются:
· в экваториальной плоскости геоцентрическое прямое восхождение спутника
· в меридианной плоскости геоцентрическое склонение спутника
· геоцентрический радиус-вектор расстояние от центра тяжести Земли до спутника.
При наблюдении за движением спутников из точки стояния на земной поверхности используют топоцентрическую систему, оси координат которой расположены параллельно осям геоцентрической системы, а ее началом считается пункт наблюдения. Координаты в такой системе:
|
|
|
· топоцентрическое прямое восхождение спутника
· топоцентрическое склонение спутника
· топоцентрический радиус-вектор спутника
· геоцентрический радиус вектор в точке наблюдений.
В современные спутниковые глобальные системы отсчета WGS-84, ПЗ-90входят не только координаты, но и другие параметры и характеристики важные для геодезических измерений, наблюдений и навигации. К ним относятся геодезические и другие константы:
· исходные геодезические даты
· данные земного эллипсоида
· модель геоида
· модель гравитационного поля
· значения величины гравитационной постоянной
· значение скорости света и другие.
ПРИВЯЗКИ
Привязка - это механизм, позволяющий точно задать положение курсора, выбрав условие его позиционирования (например, в узлах сетки, или в ближайшей характерной точке, или на пересечении объектов и т.д.).
Виды привязок: 1) глобальная 2) локальная 3) с помощью клавиатуры
Глобальные привязки являются самым важным инструментом, позволяющим осуществлять быстрое и точное указание существующих точек в эскизах и на чертежах. Глобальная привязка (если она установлена) всегда действует по умолчанию при выполнении операций ввода и редактирования. Например, если выбран вариант глобальной привязки к пересечениям, то при вводе точки система автоматически будет выполнять поиск ближайшего пересечения в пределах ловушки курсора. В том случае, если пересечение будет найдено, точка будет зафиксирована именно в этом месте.
Можно включать несколько различных глобальных привязок к объектам, и все они будут работать одновременно.Для установки глобальных привязок щелкните на панели инструментов Текущее состояние по кнопке Установка глобальных привязок. Появится диалоговое окно.
Опишем кратко основные компоненты диалогового окнаУстановка глобальных привязок. В верхней части диалогового окна приводится список глобальных привязок. Щелчком мыши по названию привязки можно включить или выключить ту или иную привязку или даже несколько. При этом каждая из привязок имеет свой приоритет. Приоритетность определяется близостью к началу списка. Самая приоритетная привязка - это Ближайшая точка, затем Середина, Пересечение, Угловая привязка и т.д.
|
|
|
Диалоговое окно имеет ряд флажков:
• Все привязки включает или выключает все привязки. Если включены не все привязки, опция отображается на сером фоне. Щелчок по опции в таком состоянии выключит ее. Следующий - включит;
• Динамически отслеживать включает или выключает расчет привязок «на лету». В противном случае расчет будет выполняться только при фиксации точки;
• Отображать текст включает или выключает отображение названия сработавшей привязки рядом с курсором. Для угловой привязки дополнительно будет показано значение угла;
• С учетом фоновых слоев включает или выключает привязки с учетом объектов, лежащих в фоновых слоях;
• Только по видимым точкам сетки включает или выключает привязки, которые выполнялись лишь к видимым точкам сетки. Опция доступна только при включенной привязке
ПРОСТАНОВКА РАЗМЕРОВ
Компактная панель с активной кнопкой-переключателем Размеры:
Компактная панель Размеры - панель, на которой расположены кнопки вызова команд простановки размеров.
Для включения отображения ее на экране служит команда Вид - Панели инструментов - Размеры.
Для активизации этой панели на компактной инструментальной панели служит кнопка Размеры.
Компактная панель Размеры включает следующие команды:
Команда «Линейный размер» позволяет проставить простой линейный размер.
Укажите курсором точки привязки размера - т1 и т2 (точки выхода выносных линий).
Затем укажите точку, определяющую положение размерной линии т3.
Иногда бывает трудно указать точки привязки размера (например, если рядом с этими точками расположены другие примитивы). В таких случаях можно указать сам объект для автоматического определения точек привязки размера.
Для этого нажмите кнопку Выбор базового объекта на Панели специального управления и укажите курсором нужный объект (отрезок, дугу и т.п.).
По умолчанию размерная линия параллельна линии, проходящей через точки привязки размера. При этом активен переключатель Параллельно объекту в группе «Тип» на вкладке Размер. Чтобы построить горизонтальный или вертикальный размер, активизируйте соответствующий переключатель.
В поле Текст на вкладке Размер отображается автоматически сформированная размерная надпись. Чтобы вызвать диалог редактирования и настройки размерной надписи, щелкните мышью в этом поле.
Для настройки параметров размеров служат элементы вкладки Параметры Панели свойств
|
|
|
Команда Диаметральный размер позволяет построить диаметральный размер.
Укажите курсором окружность или дугу, которую требуется образмерить.
Если вы случайно ошиблись при выборе окружности, нажмите кнопку «Указать» заново на «Панели» специального управления и выберите новую окружность.
Размерная линия может быть полная или с обрывом. Для выбора нужного варианта воспользуйтесь группой переключателей Тип на вкладке «Размер» «Панели» свойств.
Замечание. Размерная линия с обрывом выходит за центр окружности на расстояние, равное 1/5 ее радиуса, но не менее, чем на расстояние, установленное в данном документе для выхода размерной линии за текст. Это значение задается в диалоге настройки отрисовки размеров.
Если выбрано автоматическое или ручное размещение размерной надписи, укажите точку т1, определяющую положение размерной линии и надписи.
Если выбрано размещение размерной надписи на полке, укажите точку начала полки т2.
В поле Текст на вкладке Размер отображается автоматически сформированная размерная надпись. Чтобы вызвать диалог редактирования и настройки размерной надписи, щелкните мышью в этом поле.
Для настройки параметров размеров (выбор вида стрелки, способа размещения текста и т.п). служат элементы вкладки Параметры Панели свойств
Команда Радиальный размер позволяет построить простой радиальный размер.
Укажите курсором окружность или дугу окружности, которую требуется образмерить.
Если вы случайно ошиблись при выборе объекта, нажмите кнопку Указать заново на Панели специального управления выберите новый объект.
В поле Текст на вкладке Размер отображается автоматически сформированная размерная надпись. Чтобы вызвать диалог редактирования и настройки размерной надписи, щелкните мышью в этом поле.
Если выбрано автоматическое или ручное размещение размерной надписи, укажите точку т1, определяющую положение размерной линии.
Если выбрано размещение размерной надписи на полке, укажите точку начала полки т2.
Группа переключателей Тип на вкладке Размер позволяет указать, требуется ли проставить радиальный размер от центра или не от Для настройки параметров размеров (выбор вида стрелки, способа размещения текста и т.п). служат элементы вкладки Параметры Панели свойств.
Команда Угловой размер позволяет проставить простой угловой размер.
Укажите курсором первый базовый объект. Одна из его конечных точек будет принята за первую точку привязки создаваемого размера т1.
Затем укажите второй базовый объект. Одна из его конечных точек будет второй точкой привязки размерат2.
Укажите точку т3, определяющую положение размерной линии и надписи. Те концы базовых отрезков, ближе к которым окажется размерная линия, будут приняты за точки привязки размера.
Управление ориентацией размера состоит в том, что по умолчанию ориентация размера определяется системой автоматически: образмеривается угол, который образован точкой на первом объекте, ближайшей к месту указания этого объекта, точкой пересечения объектов или их продолжений и точкой на втором объекте, ближайшей к месту указания этого объекта.
Если этот угол острый, в группе Тип на вкладке Размеры становится активным переключатель на острый угол, если тупой - переключатель на тупой угол. На рисунке 2 показаны возможные места указания базовых отрезков и соответствующие им автоматически определенные углы.
При необходимости с помощью указанных переключателей вы можете изменить предложенный системой способ простановки, в том числе включить простановку угла больше 180 градусов (автоматический выбор этого варианта невозможен).
Обратите внимание на то, что между двумя отрезками существуют два угла больше 180 градусов:
-угол, дополняющий до 360 градусов острый угол между отрезками
-угол, дополняющий до 360 градусов тупой угол между отрезками
Выбор нужного варианта осуществляется указанием точки т3, как это показано на рисунке.
В поле Текст на вкладке Размер отображается автоматически сформированная размерная надпись. Чтобы вызвать диалог редактирования и настройки размерной надписи, щелкните мышью в этом поле.
Для настройки параметров размеров (выбор вида стрелки, способа размещения текста и т.п). служат элементы вкладки Параметры Панели свойств
Команда Размер дуги окружности позволяет построить размер, характеризующий длину дуги окружности.
Укажите курсором дугу, которую требуется образмерить.
Если вы случайно ошиблись при выборе объекта, нажмите кнопку Указать заново на Панели специального управления и выберите другую дугу.
На вкладке Размер Панели свойств находится группа переключателей Тип, с помощью которой можно задать направление выносных линий - от центра или параллельно радиусу, проведенному в середину дуги. Если угол раствора дуги больше 180 градусов, возможно создание размера только с выносными линиями от центра. Затем укажите точку, определяющую положение размерной линии т3.
В поле «Текст» на вкладке «Размер» отображается автоматически сформированная размерная надпись. Чтобы вызвать диалог редактирования и настройки размерной надписи, щелкните мышью в этом поле.
На вкладке «Параметры» «Панели» свойств находится опция «Указатель» от текста к дуге. Включите ее, если требуется соединить указателем дугу и текст относящегося к ней размера. Это может потребоваться, например, при простановке размеров концентрических дуг с одинаковым раствором и начальным углом.
Для настройки параметров размеров (выбор вида стрелки, способа размещения текста и т.п). служат элементы вкладки Параметры Панели свойств
Команда «Размер высоты» позволяет построить размер высоты.
На «Панели» свойств находится список «Тип», с помощью которого можно выбрать размер нужного назначения.
Чтобы построить размер высоты для вида спереди или разреза, укажите точку т0, от которой нужно отсчитывать значения высот (то есть точку нулевого уровня).
Укажите точку привязки т1, определяющую положение образмериваемого уровня.
Система автоматически рассчитывает значение высоты указанной точки относительно точки т0 (расчет производится в метрах с точностью до одной десятой).
Вы можете отредактировать автоматически установленное значение, а также настроить параметры надписи. Для этого щелкните мышью в поле «Текст» на «Панели» свойств.
Затем укажите точку т2, определяющую положение надписи.
Укажите точки т1 и т2для других уровней, высота которых должна быть проставлена от этой же нулевой точки.
Для перехода к созданию группы размеров высоты от другого нулевого уровня необходимо расфиксировать точку, от которой производится отсчет (поле т0 на Панели свойств), и указать ее новое положение.
|
|
|
