Геодезические сети

Разомкнутые теодолитные  ходы начинаются и заканчиваются на разных пунктах опорных геодезических сетей, а висячий ход одним концом опирается на пункт опорной геодезической сети, другой его конец – свободный. Длина висячего хода не может быть более 1/10 допустимой длины полигона и не должна иметь более трех углов поворота.

Съемочную сеть, развиваемую  методом триангуляции, называют микротриангуляцией. Микротриангуляцию применяют только на открытой местности.

Пункты съемочной сети закрепляют на местности в основном временными знаками: металлическими костылями, штырями и трубами, деревянными столбами и кольями. Установленный знак должен иметь фиксированную точку (гвоздь в коле или столбе, насечку на металлических знаках) и, кроме того, должен быть окружен канавкой.

Высотные съемочные  сети

Высотную съемочную  сеть создают для производства топографических  съемок, привязки отдельных объектов и перенесения на местность проектов зданий и сооружений. Обычно ее совмещают  с пунктами планового обоснования, определяя их высоты методом геометрического или тригонометрического нивелирования.

При геометрическом нивелировании  прокладывают ходы между реперами и  марками нивелирования II, III и IV классов  с допусками технического нивелирования.

Длины ходов между  исходными пунктами должны быть не более: при высоте сечения рельефа 0,25 м - 2 км; при высоте сечения рельефа 0,5 м - 8 км; при высоте сечения рельефа 1 м и более - 16 км.

Точность технического нивелирования характеризуется  невязкой хода, которая не должна быть больше

  мм,                                                  (5)

а когда число станций  более 25 на 1 км, то

  мм,                                                   (6)

где n - число станций.

На сильно пересеченной и горной местности высоты пунктов съемочных сетей, развиваемых для съемок с высотой сечения рельефа 2 и 5 м, а в особых случаях и 1 м, определяют тригонометрическим нивелированием. При этом длины ходов должны быть не более:  при  высоте  сечения  рельефа  2  и  5 м - 2 км; при высоте сечения рельефа меньше 1 м - 1 км.

Съемочную сеть закрепляют на местности временными знаками: деревянными  столбами, металлическими трубами (рис. 16), гвоздями и кольями (рис. 17).

Выбор метода создания съемочных  сетей определяется из технико-экономических  соображений с учетом района работ и условий поставленного задания.

Обычно в открытых холмистых малозастроенных районах  выгоднее развивать сети микротриангуляции  и применять метод тригонометрического  нивелирования; в равнинных заселенных застроенных районах выгоднее прокладывать теодолитные ходы и выполнять геометрическое нивелирование. Целесообразно использовать оба метода как для плановых, так и для высотных съемочных сетей.

Рис. 16. Конструкция временного репера:

а -из дерева; б - из трубы

 

Рис. 17. Закрепление точек линии гвоздями и кольями

Временный характер закрепления  большинства пунктов съемочных  сетей соответствует их назначению - быть геодезической основой для единовременного решения поставленных конкретных задач. Пункты съемочных сетей закрепляются постоянными знаками, когда планируется долговременное их использование. Если съемочная сеть является самостоятельной геодезической основой, что допускается при выполнении топографических съемок на территории площадью до 1 км², то не менее 1/5 всех пунктов закрепляется постоянными знаками.

При создании съемочных  сетей рекомендуется использовать предметы местности: углы капитальных  зданий и центры смотровых колодцев подземных коммуникаций.

Системы координат WGS-84 и СК-95

Система координат 1995 г. (СК-95) установлена Постановлением Правительства РФ от 28.07.2002 г № 586 «Об установлении единых государственных систем координат». Используется при осуществлении геодезических и картографических работ, начиная с 1 июля 2002 года.

До завершения перехода к использованию СК правительство РФ постановило использовать единую систему геодезических координат 1942 года, введённую Постановлением Совета министров СССР от 07.04.1996 г № 760.

Целесообразность введения СК-95 состоит в повышении точности, оперативности и экономической эффективности решения задач геодезического обеспечения, отвечающего современным требованиям экономики, науки и обороны страны. Полученные в результате совместного уравнивания координат пунктов космической государственной сети (КГС), доплеровской геодезической сети (ДГС) и астрономо-геодезической сети (АГС) на эпоху 1995 г, Система координат 1995 г закреплена пунктами государственной геодезической сети.

СК-95 строго согласована  с единой государственной геоцентрической  системой координат, которая называется «Параметры Земли 1990г.» (ПЗ-90). СК-95 установлена  под условием параллельности её осей пространственным осям СК ПЗ-90. За отсчётную поверхность в СК-95 принят референц эллипсоид.

Точность СК-95 характеризуется  следующими средними квадратическими  ошибками взаимного положения пунктов  по каждой из плановых координат: 2-4 см для смежных пунктов АГС, 30-80 см при расстояниях от 1 до 9 тыс. км между пунктами.

Точность определения  нормальных высот в зависимости  от метода их определения характеризуется  следующими средними квадратическими  ошибками: 6-10 см в среднем по стране из уровня нивелирных сетей 1 и 2 классов; 20-30 см из астрономо-геодезических определений при создании АГС.

Точность определения  превышений высот квазигеоида астрономогравиметрическим  методом характеризуется следующими средними квадратическими ошибками: от 6 до 9 см. при расстоянии 10-20 км; 30-50 см при расстоянии 1000км.

СК-95 отличается от СК-42 следующим:

1) повышением точности  передачи координат на расстояние  свыше 1000 км в 10-15 раз и точностью  взаимного положения смежных  пунктов в государственной геодезической  сети в среднем в 2-3 раза;

2) одинаковой точностью  расстояния системы координат для всей территории РФ;

3) отсутствием региональных  деформаций государственной геодезической  сети, достигающих в СК-42 нескольких  метров;

4) возможностью создания  высокоэффективной системы геодезического  обеспечения на основе использования  глобальных навигационных спутниковых систем: Глонасс, GPS, Навстар.

Развитие астрономо-геодезической  сети для всей территории СССР было завершено к началу 80-х годов. К этому времени настала очевидность выполнения общего уравнивания АГС без разделения на ряды триангуляции 1 класса и сплошные сети 2 класса, т. к. отдельное уравнивание приводило к значительной деформациям АГС.

В мае 1991 года общее уравнивание  АГС было завершено. По результатам  уравнивания были установлены следующие  характеристики точности АГС:

1) средняя квадратическая ошибка направлений 0,7 секунды;

2) средняя квадратическая  ошибка измеренного азимута 1,3 сек.;

3) относительная средняя  квадратическая ошибка измерения  базисных сторон 1/200000;

4) средняя квадратическая  ошибка смежных пунктов 2-4 см.;

5) средняя квадратическая ошибка передачи координат исходного пункта на пункты на краях сети по каждой координате 1 м.

Уравненная сеть включала в себя: 164306 пунктов 1 и 2 класса; 3,6 тысяч геодезических азимутов, определенных из астромомических наблюдений; 2,8 тысяч базисных сторон через 170-200км.

Совместному уравниванию  подвергались астрономо-геодезическая  сеть, доплеровская сеть и КГС.

Объём астрономо-геодезической  информации обработанной при совместном уравнивании для установления СК-95 превышает на порядок объём измерительной информации.

В 1999 году Федеративная служба геодезии и картографии (ФСГиК) создала ГГС качественно нового уровня на основе спутниковых навигационных систем: Глонасс, GPS, Навстар. Новая ГГС включает в себя геодезические построения различных классов точности:

1) ФАГС (фундаментальные)

2) Высокоточные ВГС

3) Спутниковая геодезическая  сеть 1 класса (СГС 1)

4) Астрономогеодезическая  сеть и геодезические сети  сгущения.

WGS-84 сейчас стала международной  системой навигации. Все аэропорты  мира, согласно требованиям ICAO, определяют свои аэронавигационные ориентиры в WGS-84. Россия не является исключением. С 1999 г. издаются распоряжения о ее использовании в системе нашей гражданской авиации (Последние распоряжения Минтранса № НА-165-р от 20.05.02 г. «О выполнении работ по геодезической съемке аэронавигационных ориентиров гражданских аэродромов и воздушных трасс России» и № НА-21-р от 04.02.03 г. «О введении в действие рекомендаций по подготовке … к полетам в системе точной зональной навигации …»), но до сих пор нет ясности в главном — станет ли эта информация открытой (иначе она теряет смысл), а это зависит от совсем других ведомств, к открытости не склонных. Для сравнения: координаты концов взлетно-посадочной полосы аэродрома с разрешением 0,01” (0,3 м) сегодня выдают Казахстан, Молдова и страны бывшей Прибалтики; 0,1” (3 м) — Украина и страны Закавказья; и только Россия, Белоруссия и вся Средняя Азия открывают эти важнейшие для навигации данные с точностью 0,1’ (180 м).

У нас есть и своя общеземная система координат, альтернатива WGS-84, которая используется в ГЛОНАСС. Она называется ПЗ-90, разработана нашими военными, и кроме них, по большому счету, никому не интересна, хотя и возведена в ранг государственной.

Наша государственная  система координат - «Система координат 1942 г.», или СК-42, (как и пришедшая ей недавно на смену СК-95) отличается тем, что, во-первых, основана на эллипсоиде Красовского, несколько большем по размерам, чем эллипсоид WGS-84, и во-вторых, «наш» эллипсоид сдвинут (примерно на 150 м) и слегка развернут относительно общеземного. Всё потому, что наша геодезическая сеть покрыла шестую часть суши еще до появления спутников. Эти отличия приводят к погрешности GPS на наших картах порядка 0,2 км. После учета параметров перехода (они имеются в любом Garmin’e) эти погрешности устраняются для навигационной точности. Но, увы, не для геодезической: точных единых параметров связи координат не существует, и виной тому локальные рассогласования внутри государственной сети. Геодезистам приходится для каждого отдельного района самим искать параметры трансформирования в местную систему.

Измерения в  геодезических сетях

Устройство  и измерение углов теодолитом 3Т2КП, (3Т5КП)

Теодолит 3Т2КП предназначен для измерения  горизонтальных и вертикальных углов и относится к классу точных приборов. Имеет микрометр с ценой деления 1 сек.

Области применения:

• построение геодезических сетей сгущения (триангуляция 4 класса, полигонометрия IV класса);
• в прикладной геодезии (строительство, изыскания и т.д.), астрономо- геодезических измерениях (определение азимута по Солнцу и по Полярной Звезде).

Модель 3Т5КП предназначена для  измерения горизонтальных и вертикальных углов и не имеет микрометра.

Области применения: создание планово - высотного обоснования при проведении топографических съёмок, выполнение тахеометрических съёмок, при проведении изыскательских работ, маркшейдерских работах.

Теодолиты серии 3Т удобны и надежны  в работе. Наличие компенсатора при  вертикальном круге позволяет производить  измерения вертикальных углов быстро и точно. Прибор можно использовать для геометрического нивелирования (горизонтальным лучом).

Теодолиты могут быть использованы для измерения расстояний нитяным  дальномером и для определения  магнитных азимутов с помощью  буссоли. В отличие от зарубежных аналогов эти теодолиты позволяют выполнить работы при более низких температурах.

Приборы могут комплектоваться геодезическим штативом типа ШР-160.

Технические характеристики теодолитов 3Т2КП; 3T5КП

Средняя квадратическая погрешность измерения одним приемом:

• горизонтального угла: 2"; 2";
• вертикального угла: 2,4"; 2,4";

Увеличение, крат: 30х; 30x;

Световой диаметр объектива, мм: 40; 40;

Поле зрения: 1°35´; 1°35´;

Наименьшее расстояние визирования, м: 0,9; 0,9;

Диапазон работы компенсатора при вертикальном круге: ±3; ±4;

Цена деления шкалы  отсчетного микроскопа: 1"; 1";

Погрешность отсчитывания: 0,1"; 0,1";

Масса теодолита с  подставкой, кг: 4,7; 4,4;

Масса штатива, кг: 5,6; 5,5;

Диапазон рабочих температур: -40°С…+50°С.

 Устройство теодолита 3Т5КП (Рис.18):

1) ручка;

2) клиновое кольцо;

3) боковая крышка;

4) пробка;

5) зеркало;

6) установочный винт;

7) рукоятка;

8) подъемный винт;

          Рис.18                  9) закрепительный винт;

                                      10) подставка;

11) винт;