Методы создания геодезических сетей. До недавнего времени основными методами создания плановой опорной сети были: триангуляция, полигонометрия и трилатерация

 

До недавнего времени основными методами создания плановой опорной сети были: триангуляция, полигонометрия и трилатерация. В настоящее время плановое и высотное положение точек определяется все больше с использованием систем спутниковой навигации GPS-технологий, путем наблюдения искусственных спутников Земли систем ГЛОНАСС и НАВСТАР.

Триангуляция – система треугольников, связанных между собой общими сторонами. В триангуляции измеряются горизонтальные углы треугольников с помощью высокоточных теодолитов и длина одной или нескольких сторон в цепочке треугольников. Затем вычисляются длины всех сторон треугольников и координаты вершин путем решения прямой геодезической задачи.

По мере удаления от базиса, измеренного в начале сети триангуляции, точность определения сторон треугольников понижается, поэтому для повышения точности и контроля в конце ряда треугольников измеряют еще один базис.

Вершины треугольников закрепляются на местности специальными знаками, которые закладываются на глубину ниже уровня промерзания грунта. Над знаком устанавливается сигнал или пирамида для обеспечения видимости между точками при измерении углов. В городах пункты триангуляции устанавливают на крышах зданий.

Для связи сети триангуляции с существующими геодезическими сетями во вновь создаваемую триангуляцию должны быть включены некоторые пункты ранее созданных сетей.

Для того чтобы в триангуляции было принципиально возможным определение координат всех пунктов, минимальное число измерений сводится: к измерению двух углов в каждом треугольнике, одного базиса сети, дирекционного угла одного из направлений и к определению координат одного из пунктов. Однако при создании триангуляции измерений всегда производят больше минимально необходимого числа. Это нужно для контроля и повышения точности измерений. В ряду триангуляции в каждом треугольнике измерены все три угла, два базиса, их дирекционные углы, а также включены два пункта А и В с известными координатами.

Наличие избыточных измерений дает возможность производить их компьютерную обработку с использованием специального математического аппарата, называемого уравниванием измеренных величин.

Полигонометрия – это опорная сеть, создаваемая путем проложения ходов, в которых измеряются горизонтальные углы и расстояния между точками. По известным значениям координат начальной и конечной точек хода, а также дирекционных углов исходных направлений определяются координаты всех вершин хода. Пункты полигонометрии закрепляются на местности специальными знаками, которые закладываются в грунт или в цокольную часть зданий (в городах).

 

Трилатерация (линейная триангуляция) этот метод состоит в создании геодезических сетей из треугольников, в вершинах которых размещены геодезические пункты с измерением горизонтальных проекций длин всех сторон.

 

Государственная плановая геодезическая сеть

Государственные геодезические сети страны подразделяются на 1, 2, 3 и 4 классы.

Государственная сеть 1 класса проложена рядами триангуляции по параллелям и меридианам, которые образуют звенья длиной по 200-250 км.

Звенья, пересекаясь между собой образуют систему триангуляционных полигонов с периметрами порядка 800-1000 км. На пересечениях звеньев триангуляции измеряют базисные стороны с относительной погрешностью, не превышающей 1:400 000. В пунктах на концах базисных сторон триангуляции или крайних линий полигонометрических ходов выполняют астрономические измерения широты и долготы, а также азимута или дирекционного угла направления (так называемые пункты Лапласа).

Длины сторон полигонометрических ходов 1 класса измеряют с относительной ошибкой 1:300 000. Горизонтальные углы в сетях 1 класса измеряют высокоточными теодолитами типа Т-05 со среднеквадратическими ошибками угловых измерений на пунктах триангуляции

m_β= 0,5^´´и на пунктах полигонометрии - m_β= 0,7^´´ .

Геодезическая сеть 1 класса является геодезической основой для дальнейшего развития сетей в единой системе координат на всей территории страны.

Внутри полигонов 1 класса методами триангуляции и полигонометрии создается геодезическая сеть 2 класса. Базисные стороны в сетях триангуляции 2 класса измеряют не реже чем через 25 треугольников с относительной погрешностью не более 1:300 00, а стороны полигонометрии – не более 1: 250 000. Горизонтальные углы в триангуляции и полигонометрии 2 класса измеряют теодолитом Т-1 с погрешностью, не превышающей m_β= 1,0^´´

Сеть геодезических пунктов 2 класса сгущают пунктами геодезических сетей 3 и 4 классов. Относительную допустимую ошибку измерения длин базисных сторон в триангуляции 3 и 4 классов принимают1: 200 000, а в полигонометрии – 2:200 000 и 1:500 000 соответственно. Горизонтальные углы измеряют точными теодолитами типа Т-2 с допустимой среднеквадратической ошибкой m_β= 1,5^´´ для сетей 3 класса и m_β= 2,0^´´ - 4 класса.

 

Государственная высотная геодезическая сеть создается путем проложения ходов геометрического нивелирования и разделяются на сети I, II, III и IV классов. Точки высотной сети закрепляются реперами и марками. В городах репер часто устанавливают в цокольной части зданий (стенной репер).

Нивелирная сеть I класса создается нивелированием I класса (высокой точности) с применением высокоточных современных приборов и методик. Методика нивелирования I класса чрезвычайно сложна. Его выполняют в прямом и обратном направлениях по двум парам костылей или кольев, образующих два независимых хода нивелирования. Нивелирование ведут при равных плечах по 50 м, а неравенство расстояний от нивелира до реек на станции допускается не более 0,5 м. Нивелирные ходы I класса образуют полигоны периметром порядка 800 км и служат основой для высотных ходов II класса. Невязки в превышениях не должны превышать ±0,5 , мм (где L – длина двойного нивелирного хода, км).

Нивелирование I класса повторяют каждые 25 лет по тем же ходам с целью изучения динамики вертикальных смещений земной коры.

Нивелирную сеть II класса создают нивелированиемII класса. Нивелирные ходы II класса прокладываются внутри сети I класса, как правило, вдоль железных и автомобильных дорог, при этом они образуют полигоны периметром порядка 500-600 км.

Нивелирные ходы I и II классов обязательно привязывают к морским водомерным постам. Основное назначение нивелирных сетей I и II классов состоит в создании единой высотной основы на территории страны (Балтийская система высот).

Нивелирные ходы II класса сгущают нивелирными сетями III класса, которые в свою очередь сгущают нивелирными сетями IV класса.

Каждый нивелирный ход III и IV классов должен обязательно привязываться обоими концами к знакам нивелирных сетей более высоких классов или образовывать замкнутые полигоны.

Работы по построению и развитию Государственной геодезической сети осуществляются аэрогеодезическими предприятиями Роскартографии. В России насчитывается свыше 300 тыс. пунктов государственной геодезической сети.

В дополнение к государственной геодезической сети создается сеть съемочного геодезического обоснования, которая служит основой для съемки местности в крупных масштабах, а также для разбивочных работ на стройплощадке.