Понятие о геометрических методах создания государственных геодезиче-

ских сетей. Метод триангуляции состоит в том, что в вершинах всех треугольных

фигур, образованных пунктами сети, измеряют горизонтальные углы, а длины сто-

рон, называемых базисными, измеряют только в нескольких треугольниках, но не

менее двух (базисы b 1 и b 2 на рис 12.2, а). Длины других сторон вычисляют из

решения треугольников по тригонометрическим формулам, находят дирекционные

углы сторон и определяют координаты пунктов.

 

Рис. 12.2. Схемы плановых геодезических сетей:

а – триангуляция (Т) и полигонометрия (П); б – спутниковые сети; ∆ – пункты

триангуляции; ◘ -- пункты полигонометрии; ○ – пункты теодолитных ходов;

◙☼ -- опорные пункты спутниковых геодезических сетей; Б 1, Б 2 -- базовые

пункты спутникового позиционирования; ☼ -- определяемые спутниковые пункты.

 

Трилатерация – метод построения геодезических сетей в виде треугольных фи-

гур, в которых измеряются только длины их сторон (расстояния между центрами

геодезических пунктов), а углы между сторонами вычисляют из решения треуголь-

ников.

Метод полигонометрии основан на построении геодезической сети, состоящей

из ломаных линий, называемых ходами, вершины которых закреплены центрами

геодезических пунктов (см. рис. 12.2, а). Измеряются длины d сторон хода и гори-

зонтальные углы β между ними. Полигонометрические ходы прокладываются меж-

ду пунктами триангуляции, относительно которых вычисляются плановые коорди-

наты пунктов хода, а их высотные координаты определяются из нивелирования.

 

 

Понятие о современных методах создания государственная геоде-

Зической сети

Для модернизации государственной геодезической сети на территории бывшего

СССР, ранее созданной методами триангуляции и полигонометрии, координаты

части ее пунктов были заново определены спутниковыми методами в системе ПЗ-

90 (ПЗ -90-2). В результате были устранены деформации государственной геодези-

ческой сети, достигавшие в частности на территории Беларуси 2-х метров, причем

погрешности взаимного положения пунктов на расстояниях между ними в 10–30 км

уменьшились с 10–15 см до 1–4 см.

Спутниковые технологии заложены в основу работ по дальнейшему повыше-

нию точности и оперативности создания государственных и местных геодезических

сетей. На территории России создана фундаментальная астрономо-геодезическая

сеть (ФАГС), расстояния между ее пунктами приняты в 800–1000 км, а погрешно-

сти определения расстояний между ними соответствуют в среднем 1 см на 100 км

(1: 10 000 000). Внутри ФАГС размещаются пункты высокоточной геодезической

сети ВГС при расстояниях между ними 150–500 км, определяемых с погрешностью

1 см на 10 км (1: 1 000 000). По результатам наблюдений за изменениями коорди-

нат пунктов ФАГС и ВГС определяются элементы общ00000000000их деформаций

земной коры.

Внутри ФАГС и ВГС определяются координаты пунктов спутниковой геодези-

ческой сети 1-го класса СГС-1 при расстояниях между ее пунктами 20 – 40 км и по-

грешностями, близкими к 1см (1: 2 000 000). Пункты СГС-1 предназначены для

обеспечения исходными координатами других видов геодезических работ по разви-

тию опорных и съемочных сетей, проведению топографических съемок, инженер-

ных изысканий и др.

Государственная геодезическая сеть Республики Беларусь создается в соот-

ветствии с нормативными документами: государственными стандартами СТБ 1653-

2006 и СТБ 1820-2007, а также техническими кодексами установившейся практи-

ки: ТКП 120-2007 (03150) «Порядок создания фундаментальной астрономо-

геодезической сети» [9] и ТКП 119-2007(03150) «Порядок создания спутниковой

геодезической сети 1 класса». Работы по сгущению сети опорных геодезических

пунктов осуществляются спутниковыми методами. При этом отпала необходимость

строить дорогостоящие высокие сигналы типов, показанных на рис. 12.1.

 

 

Главной геодезической основой на территории Беларуси является геодезическая

сеть ВГС, созданная в 1998 году (рис. 12.4), координаты ее центрального пункта

«Минск» определены также в системе фундаментальной астрономо-геодезической

сети Российской федерации (ФАГС). Согласно СТБ 1653-2006 пространственное

положение пунктов Государственной геодезической сети Беларуси определяется

методами космической геодезии, обеспечивающими точность взаимного положения

со средними квадратическими погрешностями, не превышающими:

· в плане mD = ±3 мм + 5×10-8×D;

· по высоте mН = ±5 мм + 7×10-8×D,

где D – расстояние между пунктами.

Например, при D = 150 км mD = 10 мм (или mD /D = 1: 15 000 000), mН = 15

мм; при D = 300 км находим mD = 20 мм (или 1: 15 000 000), mН = 26 мм.

 

Рис. 12.4. Схема высокоточной геодезической сети (ВГС) Республики Беларусь:

центральный пункт «Минск» является пунктом ФАГС Российской Федерации;

периферийные пункты ВГС – «Брест», «Гродно», «Витебск», «Гомель»

 

Спутниковая геодезическая сеть СГС-1 служит для сгущения пунктов ВГС.

Расстояния между пунктами СГС-1 должны составлять 15–25 км. Погрешность вза-

имного положения пунктов допускается: в плане mD = ±3 мм + 1×10-7×D; по высо-

те mН = ±5 мм + 2×10-7×D;

 

 

Ранее созданные плановые сети триангуляции 1 – 4 классов модернизируются

на основе спутниковых технологий, точность определения их координат не должна

быть грубее ±10 см.

Пункты государственных геодезических сетей 1-го и 2-го классов являются

исходными для развития геодезических сетей любого назначения на территории го-

сударства. Расстояния между ними составляют 7–25 км. Для увеличения плот-

ности исходных геодезических пунктов внутри сетей 1-го и 2-го классов выполня-

ется развитие сетей триангуляции и полигонометрии

3-го и 4-го классов (длины

сторон 2-8 км). Погрешности расстояний между соседними пунктами составляют

5–15 см (в относительной мере от

1: 300 000 до 1: 25 000).

Точность измерения углов триангуляции 1, 2, 3 и 4-го классов характеризуется

средними квадратическими погрешностями 0,7"; 1"; 1,5" и 2", а средние квадрати-

ческие относительные погрешности определения длины сторон в слабом месте

(вдали от базисов) – относительными погрешностями 1/200 000; 1/150 000; 1/120

000; 1/25 000 соответственно.

В государственных полигонометрических сетях 1, 2, 3 и 4-го классов горизон-

тальные углы измеряются со средними квадратическими погрешностями 0,4"; 1";

1,5" и 2", длина сторон с относительными средними квадратическими погрешно-

стями 1/300 000; 1/250 000; 1/150 000 и 1/25 000.

Государственные нивелирные сети I, II, III и IV классов на местности закре-

плены постоянными знаками – реперами (рис.12.3), которые закладывают или в

грунт (грунтовые реперы), или в стены капитальных зданий и сооружений (стенные

реперы). Высотная координата (отметка) репера в прошлом определялась только

наземными способами нивелирования (измерения превышений), которые подразде-

ляются на нивелирование I, II, III и IV классов. Погрешности нивелирования в пря-

мом и обратном направлениях, т.е. нивелирования двойным ходом, соответственно

характеризуются величинами 0,5; 2; 4 и 8 мм на 1 км нивелирного хода, допус-

тимые невязки в соответствии с классом нивелирования определяются величинами

(в мм):

3 L, 5 L, 10 L, 20 L, где L – длина хода в км.

 

Рис. 12.3. Схемы реперов и знаков:

а, д – репер грунтовый для зоны сезонного промерзания; б, в – охранная плита и опознава-

тельный столб; г – стенной репер; е – репер свайный для закладки в скважине ниже зоны рыхлых

грунтов; ж – репер плитный (цокольный) для заложения в конструкциях сооружений (1 – опозна-

вательный столб; 2 – носитель высотной координаты (выступ для постановки нивелирной рейки);

3 – труба диаметром 30-50 мм или отрезок рельса; 4 – якорь бетонный; 5 – скважина; Г– граница

глубины промерзания грунтов; Р – основание слоя рыхлого грунта)

 

Плановые сети сгущения. Сети сгущения необходимы для увеличения коли-

чества опорных пунктов на территории города или крупного промышленного пред-

приятия при геодезическом обеспечении съемочных и строительных работ. Сети

сгущения создаются относительно пунктов более высокого класса точности мето-

дами триангуляции, или полигонометрии (см. рис. 12.2, б), или спутниковыми. От-

дельные пункты сетей сгущения (например, пункт Е на рис 12.2, б) могут опреде-

ляться методами геодезических засечек.

По точности эти сети подразделяются на сети 1-го и 2-го разрядов. Для них в ка-

честве исходных служат геодезические пункты 1-4 классов. Средние квадратиче-

ские погрешности измерения углов в разрядных сетях составляют 5" и 10" и харак-

теризуются относительной погрешностью сторон не более 1/20 000 и 1/10 000.

 

 

Съемочное обоснование

Назначение съемочного обоснования. Топографическую съемку местности

выполняют для получения топографического плана или карты участка местности,

при этом изображения объектов местности должны быть нанесены на карту по их

координатам. Последнее требование достигается путем создания на местности

системы опорных точек ‒ пунктов съемочного обоснования ‒ в заданной системе

 

координат. Относительно пунктов съемочного обоснования в процессе съемки оп-

ределяется

координатное положение предметов местности, в результате мест-

ность изображается на карте (плане) посредством условных знаков в уменьшен-

ном и подобном виде.

Одновременно развиваются высотные съемочные сети в основном ходами IV

классов и технического нивелирования. Высотные координаты передаются на

грунтовые и стенные реперы, а также на плановые пункты съемочного обоснова-

ния.

Съемочное геодезическое обоснование развиваются внутри сетей сгущения.

Пункты съемочного обоснования выбирают с учетом технологии предстоящих съе-

мочных и изыскательских работ и их центры закрепляют на местности постоянны-

ми или временными знаками (металлическими или деревянными).

Координаты пунктов съемочного обоснования определяют полигонометрией

(см. рис. 12.2, б), микротриангуляцией и различными засечками технической точ-

ности, при этом углы в треугольных фигурах не должны быть меньше 30 и не

больше 150°, а длина их сторон не больше 150–250 м. Полигонометрический ход

технической точности называют теодолитным ходом, в нем углы измеряются со

средней квадратической погрешностью 0,5', стороны длиной от 20 до 350 м – с до-

пустимой относительной погрешностью 1/1000 – 1/3000.

Сети специального назначения создаются для геодезического обеспечения

строительства, как правило, уникальных: энергетических, гидротехнических, ме-

лиоративных и др. Методы создания таких сетей могут быть любыми из рассмот-

ренных, но при этом точность определения взаимного положения пунктов может

существенно превосходить любые из ранее рассмотренных. Этого добиваются при-

менением специальных методик и приборов для производства измерений. Для за-

крепления координированных точек применяют специальные типы центров, обес-

 

 

печивающие их стабильное пространственное положение на период строительства

и эксплуатации объекта.

Каталоги координат и высот геодезических пунктов. Плановые и высотные

координаты пунктов геодезических сетей приводятся в отдельных каталогах коор-

динат или высот пунктов, которые хранятся в организациях, ведущие геодезические

работы, в районных, областных и республиканских органах геодезического надзора

Государственного комитета по имуществу Республики Беларусь.

 

ЛЕКЦИЯ № 13

 

Плановое обоснование топографических съемок. Линейно-угловые ходы.

Их привязка к пунктам геодезичской сети. Понятие о системе линейно-

угловых ходов. Геодезические засечки.

Понятие о спутниковом автономном определении координат

съемочных пунктов

 

Назначение съемочного обоснования. Топографическую съемку местности вы-

полняют для получения топографического плана или карты участка местности,

при этом изображения объктов местности должны быть нанесены на карту по их

координатам. Последнее требование достигается путем

создания на местности

системы опорных точек ‒ пунктов съемочного обоснования ‒ в заданной системе

 

координат. Относительно пунктов съемочного обоснования в процессе съемки оп-

ределяется координатное положение предметов местности, в результате местность

изображается на карте (плане) в принятой координатной среде посредством ус-

ловных знаков в уменьшенном и подобном виде.

Геодезические съемочные сети создаются всеми возможными геодезически-

ми построениями;

плотность их пунктов должна обеспечивать высокое качество

съемки. Отметки пунктов съемочных сетей разрешается получать из технического

нивелирования (при высоте сечения рельефа h с = 1 м) или из тригонометриче-

ского нивелирование при h с = 2,5 м и больше.