Построение геодезических опорных сетей с использованием спутниковых измерений

Использование в геодезических целях спутниковых навигационных систем позволяет по-новому подходить к вопросам построения геодезических опорных сетей. Спутниковыми методами можно строить любые опорные сети: государственные, сети сгущения, съемочные - и производить саму съемку.

Спутниковые методы по сравнению с традиционными обладают рядом преимуществ. Это возможность оперативной и точной передачи координат на любые расстояния; необязательная взаимная видимость между пунктами, что позволяет располагать пункты в местах, наиболее благоприятных для их со­хранности и последующего использования, без сооружения геодезических зна­ков; снижение требований к плотности геодезической основы, позволяющее в десятки раз сократить число опорных пунктов; простота организации работ, особенно в труднодоступных и климатически сложных районах; высокий уро­вень автоматизации, отсутствие технической зависимости от времени суток, года, погодных условий; большие возможности для объединения плановой и высотной геодезической основы на базе использования единой технологии.

Спутниковая технология успешно используется при объединении суще­ствующих местных условных систем координат, при создании метрологиче­ской основы геоинформационных систем, при построении каркаса высокоточ­ных специальных сетей с погрешностями взаимного положения пунктов 1-2 см на расстояниях 3-5 км.

Однако использование американской системы GPS, работающей во все­мирной системе координат WGS-84, требует знания координат пунктов россий­ских ГОС в системе WGS-84. До решения проблемы установления связи между российской референцной системой и системой WGS-84 можно пользоваться способом, показанным в п. 6.5, или вычислять координаты пунктов в местной системе по измеренным приращениям координат.

При использовании спутниковой технологии определяются широта, дол­гота и геодезическая высота, т.е. высота над поверхностью отсчетного эллип­соида. Определение геодезических высот точек по результатам спутниковых измерений называется спутниковым нивелированием. Нормальная высота точ­ки равна разности геодезической высоты и высоты квазигеоида над отсчётным эллипсоидом. Для использования спутникового нивелирования необходима точная карта высот квазигеоида. Для построения такой карты на территории страны наряду с ГГС и ГНС создана государственная гравиметрическая сеть. Спутниковые измерения, данные высокоточного нивелирования и грави­метрические высоты квазигеоида дают возможность создания и распростране­ния более точной единой системы высот.

 

 

26. Горизонтальная съемка. Плановая привязка теодолитного хода к пунктам геодезических опорных сетей: назначение и схемы привязки, полевые и камеральные работы.

Горизонтальной съёмкой называется комплекс геодезических работ, вы­полняемых для получения контурного (ситуационного) плана местности. Такая съемка выполняется, например, для составления плана железнодорожной стан­ции. Съёмку выполняют с пунктов планового съёмочного обоснования - съё­мочных сетей.

Плановой привязкой называются геодезические работы, в результате ко­торых определяют координаты начального пункта и дирекционный угол начальной стороны теодолитного хода.

Назначение привязки - выполнение вычислений в единой системе координат и контроль измерений.

Схем привязки известно много, однако практически применяется только самая простая и надёжная - теодолитный ход начинают на пункте А с извест­ными координатами, а дирекционный угол на начальную сторону А-1 передают от исходной стороны А-В. Для этого на исходном пункте А измеря­ют привычный угол в по правилу: от исходной до начальной стороны по ча­совой стрелке.

К полевым работам относят технологические процессы геодезического производства, осуществляемые на местности. А камеральные работы подразумевают собой технологические процессы геодезического производства, осуществляемые в производственных помещениях, т.е. вне местности.

Камеральные работы при горизонтальной съемке включают обработку журналов съемки и составление ситуационного (контурного) плана.

Если обработка съемки производится вручную, то сначала разбивают координатную сетку, затем наносят точки съемочной сети по их координатам, наносят контурные точки, рисуют ситуацию в соответствии с абрисами. Спо­собы построения контурных точек соответствуют способам съемки. После проверки вычерчивают план с применением действующих таблиц условных знаков.

 

Методы топографической съемки, тахеометрическая съемка. Приборы для тахеометрической съемки. Планово-высотная основа тахеометрической съемки.

Топографическая съемка - это комплексная съемка ситуации и рельефа. Подход к выбору масштаба съемки и высоты сечения рельефа показан в п. 9.1. В зависимости от применяемых приборов и размера снимаемой территории используют разные методы съемки: фототопографический, тахеометриче­ский, мензульный.

Основным (государственным) методом съемки является фототопографи­ческий. Он используется для составления карт и планов больших территорий по материалам аэрофотосъемки и наземной фотосъемки местности.

Тахеометрический и мензульный методы используются при съемке не­больших участков, где применение фототопографического метода экономиче­ски нецелесообразно.

Тахеометрическая съемка – один из методов топографический съемки. Съемку выполняют с точек планово-высотного съемочного обоснования, координаты которых известны. Основной способ – полярный, при котором положение каждой снимаемой точки местности определяется в пространственной полярной системе координат.

Приборы: Тахеометр - это теодолит, снабженный дальномером какого-либо типа: оптическим или электронным. Основным современным прибором для выполнения тахеометрической съемки является электронный тахеометр. Тахеометрическая съемка выполняется с пунктов съемочной сети - съе­мочных станций, координаты и отметки которых известны. Обычно положе­ние пунктов съемочных сетей определяют прокладкой теодолитно- нивелирных или теодолитно-высотных ходов.

Отметки точек теодолитно-нивелирных ходов определяют из геомет­рического нивелирования, точек теодолитно-высотных ходов - из тригономет­рического нивелирования. Выбор вида ходов зависит от масштаба и назначе­ния съемки, принятой высоты сечения рельефа.

28.Тахеометрическая съемка: ориентирование лимба, порядок работы на станции при съемке ситуации и рельефа, обработка материалов съемки.

Тахеометрическаясъемка - один из методов топографической съемки ме­стности. Съемку выполняют с точек планово-высотного съемочного обоснова­ния (станций), координаты которых известны. Основным способом съемки яв­ляется полярный, при котором положение каждой снимаемой точки местности определяется в пространственной полярной системе координат. Для этого из­меряют расстояния от станции до определяемых точек (съёмочных пикетов), горизонтальные и вертикальные углы.

Порядок производства съемки:

1.Устанавливают теодолит над точкой съемочной сети (станция № 1) и приводят его в рабочее положение (центрируют, горизонтируют).

2.Определяют место нуля вертикального круга. Для этого записывают в журнал (табл. 3.1) отсчеты по вертикальному кругу на любую точку при левом и правом его положении. Место нуля вычисляют по формуле (2.1).

3.Измеряют рейкой высоту прибора с точностью 0,01 м и записывают в журнал. Высота прибораi- это расстояние от точки, над которой установлен теодолит, до оси вращения трубы прибора.

4.Устанавливают теодолит в положение "круг лево" и ориентируют лимб по линии 1-2 съемочной сети. Это направление считают начальным в полярной системе координат, где полюсом является станция № 1. В качестве точки № 2 съемочного обоснования выбирают любую закрепленную на стене лаборатории марку или макет вехи.

Ориентировать лимб по заданному направлению - означает установить на горизонтальном круге теодолита отсчет 0° 00' по этому направлению. Для этого открепляют алидаду и, наблюдая в микроскоп, поворачивают ее до тех пор, пока отсчет по горизонтальному кругу не станет близким к нулю. Закрепляют алидаду и, действуя ее наводящим винтом, устанавливают отсчет точно 0° 00'. После этого открепляют закрепительные винты лимба и трубы и наводят тру­бу на марку. При этом отсчет по лимбу не изменяется. Закрепляют лимб и тру­бу. Точно совмещают крест сетки с маркой с помощью наводящих винтов лим­ба и трубы. Убеждаются, что отсчет по горизонтальному кругу в этом положе­нии равен 0° 00'. Если отсчет изменился, ориентирование лимба повторяют.

После ориентирования лимба до окончания съемки на станции пользо­ваться закрепительным и наводящим винтами лимба нельзя.

5.Открепив алидаду и трубу, визируют на рейку, установленную на пер­вом съёмочном пикете. Вертикальную нить сетки наводят на середину рейки, а среднюю горизонтальную - на отсчет V, равный высоте прибора i. Высоту ви­зирования V записывают в журнал. Затем берут и записывают отсчеты по гори­зонтальному и вертикальному кругам. После этого наводящим винтом трубы совмещают верхний дальномерный штрих с ближайшим дециметровым деле­нием рейки, отсчитывают и записывают дальномерное расстояние.

6.Аналогично выполняют съемку следующих точек. При этом высоту визирования принимают равной 2,00 м или любому другому круглому числу.

7.После окончания съемки точек на станции проверяют неизменность ориентирования лимба. Для этого снова визируют на начальное направление и повторно записывают в журнал отсчет по горизонтальному кругу. Этот

отсчет не должен отличаться от 0° более чем на 3'. Если это условие выпол­нено, то работу на станции считают законченной. В противном случае уточ­няют ориентирование лимба и повторяют измерение горизонтальных углов на точки.

В журнале съемки вычисляют углы наклона V, горизон­тальные проложения d и превышения h по формулам:

V = Л - МО,

d=D-cos2v,

h'= 0,5D- sin2 v

h = h' + i- V.)

 

Отметки съёмочных пикетов вычисляют по формуле

Н = Нст + h, где Нст - отметка станции № 1.

 

29. Разбивка трассы на местности: привязка начала трассы, створные знаки, пикет, пикетаж, плюсовые точки, разбивка поперечников, угловые измерения в ВУ, вычисление углов поворота, ведение пикетажного журнала.

Трассой называется ось проектируемого линейного сооруженияна

уровне бровки земляного полотна, обозначенная на местности, нанесенная на карту или заданная координатами основных точек в цифровой модели местно­сти. Основные точки трассы - это начало, конец, вершины углов поворота.

В плане трасса состоит из прямых, сочлененных кривы­ми постоянного и переменного радиусов, а в продольном профиле - из линий разной крутизны, сочлененных вертикальными кривыми.

Разбивку трассы начинают с выбора начала трассы - точки ПК 0. Так как трасса уже нанесена на карту, то выбор ПК 0 состоит в отыскании на местно­сти обозначенной на карте точки. Это делают промерами от местных предме­тов или прокладкой теодолитных ходов от пунктов геодезических опорных се­тей, т.е. выполняют плановую геодезическую привязку. Начало трассы за­крепляют столбом.

Аналогично находят и закрепляют главные точки трассы - вершины углов поворота ВУ.

После выбора ВУ 1 готовят трассу к измерениям: расчищают створ ли­нии ПК 0 - ВУ 1, под теодолит через 300...500 м (но не реже чем через 1 км) столбами закрепляют створные знаки, а между ними выставляют вехи.

Затем приступают к разбивке пикетажа. Пикетаж - это система обо­значения и закрепления точек трассы на местности. Пикет - это 100- метровый отрезок, считаемый по горизонтальному проложению. Начало и ко­нец пикета закрепляют колом и сторожком. Для разбивки пикетажа по трассе производят измерение расстояний с помощью 20-метровой стальной ленты или светодальномера. В наклонные расстояния вводят поправки, всегда при­бавляя их к измеренным расстояниям. Точность измерений 1:2000. Нумера­цию пикетов ведут от нуля, поэтому номер пикета - это расстояние в сотнях метров от начала трассы до кола, закрепляющего начало пикета.

Кроме пикетов по трассе кольями и сторожками отмечают все места пе­регибов ската, пересечения трассы с естественными и искусственными препят­ствиями: реками, угодьями, подземными, наземными и надземными коммуни­кациями. Такие точки называют плюсовыми (плюсами). Их положение опре­деляют промером от начала пикета и обозначают, например, ПК12 + 67. Такую запись называют пикетажным положением или пикетажным обозначением точки. Пикетажное положение с точностью до целого метра показывают на сторожке, устанавливаемом возле точки.

Если пикетаж разбивают с двух сторон, то в месте стыка возникает пикет меньше 100 метров, называемый резаным или неправильным.

Если местность поперек трассы имеет уклон больше 0.20, то поперек трассы закрепляют точки на расстоянии 50...100 м в обе стороны - разбивают поперечники. Назначение поперечников - уточнение поперечного профиля поверхности для проектирования земляного полотна и всех сооружений, иду­щих параллельно трассе. При необходимости поперечники разбивают на каж­дом пикете..

Углом поворота называется угол между продолжением предыдущего и последующим направлением трассы.

Не реже чем через 30 км для контроля измерений выполняют плановую привязку основных точек трассы к пунктам геодезических опорных сетей.

В процессе разбивки пикетажа производят глазомерную и полуинстру­ментальную съемку местности вдоль трассы. При этом используют экер, ру­летку, ленту. Результаты съемки в виде абриса в масштабе 1:5000, 1:2000 или 1:1000 заносят в пикетажный журнал. Трассу в пикетажном журнале показы­вают спрямленной, пикеты на странице нумеруют снизу вверх, углы поворота показывают стрелками. Около вершины угла выписывают ее пикетажное по­ложение, например, ВУ 1 ПК 13 + 52,05, величину и направление угла пово­рота. В пикетажном журнале выполняют все пикетажные расчеты, связанные с разбивкой кривых.

Вывод: при закреплении трассы на местности измеряют линии и углы, т.е. по трассе прокладывают теодолитный ход, точками которого являются вершины углов поворота. Это дает возможность вычислить координаты вер­шин углов, если в начале и конце трассы выполнена геодезическая привязка.