Раздел 5. Геодезические сети специального назначения (ГССН)

 

#5.1.1. Общие сведения о ГССН

 

ГССН – главная геодезическая основа для крупномасштабных (1:2000 и крупнее) съемок, а также для других работ, требующих соответствующей точности. ГССН создаются в тех случаях, когда дальнейшее сгущение пунктов ГГС экономически нецелесообразно или когда требуется особо высокая точность геодезической сети.

Плотность пунктов ГССН:

на незастроенных территориях: до 1п. на 1км²

на застроенных территориях: до 4п. на 1км²

на территориях крупных инженерных сооружений и на пром. площадках: до 8п. на 1км²

Точность определения пунктов ГССН зависит в основном от масштаба съемки и характеризуется СКО взаимного положения смежных пунктов:

ГССН классифицируется на сети 1 и 2 разрядов и в зависимости от полевых условий могут создаваться методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии или их сочетанием, с опорой на пункты ГГС.

Поскольку в соответствии с основным назначением ГССН строится как правило на застроенных и подлежащих застройке территориях основным методом ее создания является полигонометрия.

 

#5.1.2. Построение ГССН методом полигонометрии

 

Построение ГССН методом полигонометрии производится проложением отдельных ходов, систем ходов с угловыми точками или систем замкнутых полигонов с опорой на пункты ГГС. В отличие от других методов построения ГССН полигонометрия классифицируется на: а) 2 разряд, б) 1 разряд, в) 4 класс, который имеет пониженную по сравнению с ГГС точность и строится там где ГГС 4 класса отсутствует для связи разрядных сетей с ГГС 3 класса.

Если между параллельными ходами расстояние не превышает 2,5км в 4 классе и 1,5км в 1 разряде то они должны быть связаны между собой ходом перемычкой той же точности.

Проложение висячих ходов запрещено, а замкнутые разрешены в 1 и 2 разрядах только в виде исключения, при условии автономного определения с точностью 5’’ азимутов двух смежных сторон в самом слабом месте хода.

Определение высот пунктов в полигонометрии выполняется только геометрическим нивелированием т.е. горизонтальным лучом с учетом возможности их использования в качестве высотных при создании съемочного обоснования.

 

#5.1.3. Закрепление пунктов ГССН на местности

 

Закрепление пунктов ГССН производится везде, где это возможно, стенными знаками, которые закладываются в долговременные здания и сооружения на высоте не менее 0,3 м над землей, в местах, удобных для привязки и постановки нивелирной рейки.

Поскольку на стенной знак прибор не поставить в близи от него устанавливают временный рабочий центр, который является точкой прокладываемого хода.

На незастроенной территории устанавливают грунтовые знаки, в виде центров, состоящих из бетонного якоря и пилона. Глубина закладывания 1 м. Для области многолетней мерзлоты также как и в ГСС – с глубиной на 1 м. ниже границы отстаивания. при закладке грунтовых реперов на застроенной территории, их верхняя часть закрепляется предохранительным колпаком с крышкой.

В качестве наружных знаков могут быть установлены деревянные или металлические пирамиды 3^х или 4^х-гранные, высотой от 3 м.

 

 

#5.2.1 Угловые измерения на пунктах полигонометрии ГССН

 

Основным способом угловых измерений в ГССН является способ измерения отдельного угла. Основным прибором является точный оптический теодолит типа Т2 или другие высокоточные теодолиты. Кол-во приемов в программе измерений на пункте ГССН зависит от точности прибора и разряда сети и оставляет:

количество приемов в программе:

Теодолит	4 класс	1 разряд	2 разряд
Т1
Т2
Т5	-	-

 

Приборы, программы и методы должны обеспечивать угловые измерения с СКО не превышающей соответственно 2”, 5”, 10”. При этом допуски при измерениях составляют:

 

	Т2	Т5
незамыкание в полуприемах	8"	12"
Колебания 2С в приеме	12"	-
Расхождение направлений между приемами	12"	-
Расхождение угла между полуприемами	8"	12"
Расхождение угла между приемами	8"	12"

 

Особенностью угловых измерений в ГССН является необходимость визирования на небольшие и при этом различающиеся между собой расстояния, что ведет к изменению ошибки визирования, т.е. к ее неравноточности.

Для повышения точности визирования и достижения ее примерной равноточности в качестве ее визирных целей применяют специальные марки, которые обеспечивают одинаковую точность визирования независимо от расстояния.

 

#5.2.2 Линейные измерения в полигонометрии ГССН

 

Основным способом линейных измерений в ГССН являются измерения электронными приборами – светодальномерами группы Т или тахеометрами. Полученные дальномерные расстояния должны быть исправлены поправками:

1) за приведение к горизонту

2) за приведение к референц-эллипсоиду

3) за приведение на плоскость в проекции Гаусса.

В полигонометрии 2 разряда разрешается выполнить измерения компарированной стальной рулеткой на весу по кольям высотой ~0,5м выставленным по теодолиту в створе линии и разбивающим ее на пролеты чуть меньше длины рулетки. При измерениях натяжение динамометром должно быть не менее 5 кг и равно натяжению при компарировании.

Приведение к горизонту выполняется отдельно по каждому пролету по результатам нивелирования кольев. В измеренную длину вводят поправки за компарирование и температуру.

В результате линейных измерений должна быть обеспечена относительная ошибка хода не более в 4 классе, во 2 разряде и в 1 разряде.

Относительная разность в измерениях не должна превышать , , .

 

#5.2.3. Трехштативный метод

 

Из-за малой длины сторон очень большое влияние на невязки ходов и полигонов ГССН оказывают ошибки центрирования приборов и визирных целей.

При центрировании прибора и визирной цели каждый раз на всех точек хода возникает неоднозначность измерения углов, которая повлечет за собой угловую невязку хода, при условии, что другие ошибки отсутствуют.

Для уменьшения этого влияния применяют трехштативный метод – при котором, на каждой точке хода штатив со стандартной подставкой центрируется один раз и в эту подставку поочередно устанавливают переднюю визирную цель, прибор и заднюю визирную цель, между которыми и выполняют измерения.

 

 

В полученном при этом “воздушном” полигоне при условии отсутствия всех ошибок, кроме ошибки центрирования, невязка при уравнивании полигона будет равно 0 (нулю). Тогда координаты каждой точки хода будут получены с ошибкой полученной при центрировании именно в этой точке.

Кроме указанных преимуществ применение метода при наличии 4-го штатива дает значительное повышение производительности труда за счет экономии времени на центрирование.

 

#5.3.1. Передача координат на стенной знак. Линейная засечка

Применяется при небольших расстояниях до центра и является самым простым методом.

Дано: X_P, Y_P, a_1, a₂

Измерено: b, l₁,, l₂,, c₁, c₂

Из решения треугольника PCB по его сторонам вычисляем углы d (см. формулы трилатерации) и их невязку W=Σd-180º.

Считая невязку треугольника следствием ошибок линейных измерений выполняют уравнивание этого треугольника, в результате чего получают вероятнейшие значения его углов и сторон: l⁰₁, l⁰₂ , b⁰, δ⁰₁ , δ⁰₂, δ⁰₃.

Вычисляют для контроля дважды a_PC = a₁+γ₁, a_PC = a₂-γ₂-d.

Усредняют a_{PC (ср.)}. По вероятнейшим значениям l⁰₁ и a⁰_PC решают ПГЗ.

 

#5.3.2. Передача координат на стенной знак. Угловая засечка

 

Применяется при значительных расстояниях до центра или невозможности линейных измерений по другим причинам.

Дано: X_P, Y_P, a_1, a₂

Измерено: b₁, b₂, b, c₁, c₂

Вычисляют: d = 180⁰-(b₁+b₂), (по т. синусов)

Для повышения точности l измеряют из другого построенного базиса.

Сравнивают результаты и при допустимости усредняют (l_{ср .})

Вычисляют для контроля дважды a_PC = a₁+γ₁, a_PC = a₂-γ₂.

Усредняют a_{PC (ср.)}.

Далее по значениям l_ср и a_{PC (ср)} решают ПГЗ.

 

#5.3.3. Передача координат на стенной знак. Полярный способ

Применяется при передачи координат на ориентирную систему из 3-х, 2-х или 1-го стенных знаков.

Дано: X_P, Y_P, a_1, a₂

Измерено: l₁,, l₂,, d, b, c₁, c₂

Вычисляют: (по т. косинусов)

Имея измеренную величину d и считая ее правильной, можно выполнить уравнивание системы и получить поправки в l₁ , l₂ , b и их уравненное значение l⁰₁ , l⁰₂ , b⁰.

Вычисляют для контроля дважды a_PC1 =a₁+γ₁, a_PC2 =a₂-γ₂.

a_PC2-a_PC1 ≈ b⁰

Da = (a_PC2-a_PC1) - b⁰

Уравнивают a_PC2 и a_PC1, после чего (a⁰_PC2-a⁰_PC1) - b⁰ = 0

Решаем ПГЗ по a⁰_PC1 и a⁰_PC2.

По полученным координатам с₁ и с₂ находим для контроля d.

 

#5.3.4. Передача координат на стенной знак. Редуцирование

 

 

Высокоточное нивелирование

 

Основные сведения о ГНС

 

ГНС распределяется на всю территорию страны и является главной высотной основой всех геодезических работ и топосъемок всех масштабов. По точности ГНС делится на I, II, III, IV классы. III,IV – точные, а I, II – высокоточные.

На всю территорию страны устанавливают единую систему высот и связывают между собой основные водомерные посты.

Сети I и II классов создаются по специально разработанным программам и схемам, которые в целом отвечают следующим требованиям:

Сеть I класса состоит из ходов геометрического нивелирования проложенных с СКО m_{h км} ≤ 0,5 мм на 1 км хода по наиболее удобным трассам вдоль меридианов и параллелей, образующих в пересечении замкнутые полигоны периметром около 1200 км в обжитых районах и около 2000 км в необжитых и труднодоступных районах.

Кроме того сеть I класса используется в научных целях – для изучения земной коры.

Нивелирование I класса повторяется по тем же трассам примерно каждые 25 лет, а в сейсмоактивных 15 лет.

Сеть II класса состоит из отдельных ходов геометрического нивелирования опирающихся на пункты I класса и образующих в пересечении полигоны периметром 400 км в обжитых и до 1000 км в необжитых районах. СКО превышений на 1 км хода: m_{h км} ≤ 2 мм. Сеть II класса является основой для III, IV классов. Повторяется примерно через 35 лет.

После составления проекта линии высокоточного нивелирования должны быть рекогносцированы с целью уточнения на местности трассы хода вместо закладки и конструкций постоянных знаков.