Геодезические полигоны и базисы

Геодезические средства измерений в отличие от общетехнических СИ, применяемых в нормальных условиях, работают в широком спектре внешних воздействующих факторов (климатических, механических). Поэтому их поверка при нормальных (лабораторных) условиях не дает надежного представления о применимости прибора в реальных естественных условиях эксплуатации. По этой причине измерения, проводимые на геодезическом полигоне в естественных условиях, дают объективное представление о действительных метрологических свойствах геодезических СИ. В этой связи геодезические полигоны и базисы занимают важное место в геодезической поверочной практике.

Рассмотрим структуру и функциональные возможности полевых метрологических баз на примере геодезического полигона ЦНИИГАиК, расположенного в 40 км северо-западнее Москвы и построенного в 1958—1960 гг. по заданию директора института А.Ш.Татевяна, а в дальнейшем неоднократно обновлявшегося.

Геополигон ЦНИИГАиК включает:

линейный базис 1-го разряда длиной 1500 м, содержащий 5 пунктов, закрепленных бетонными столбами, в верхней части которых предусмотрены стальные плиты с системой принудительного механического центрирования;

линейный базис 2-го разряда длиной 1548 м, содержащий 6 пунктов, закрепленных стандартными центрами в виде монолитов;

линейно-угловую геодезическую сеть со сторонами 5-24 км, измеренными высокоточными светодальномерами и геодезической спутниковой аппаратурой, а углы — высокоточными теодолитами;

сеть микротриангуляции со сторонами 200—600 м, измеренными с погрешностями не более 1 см, и углами 30—120°, измеренными с погрешностями 1 — 1,5";

нивелирный полигон периметром 9 км, превышения в котором определены по программе нивелирования 1 класса, а пункты закреплены стандартными грунтовыми реперами;

высотный базис длиной 200 м с превышениями, близкими к нулю, полученными с погрешностями не более 0,3 мм;

высотный стенд прямоугольной формы периметром 120 м для определения СКП превышения на 1 км двойного хода из геометрического нивелирования; контрольные линии в диапазоне от 0,4 до 22 км, измеренные высокоточными светодальномерами;

астрономический азимут направления с погрешностью 1" для поверки гиротеодолитов.

На пунктах сети геополигона применяются два типы центров:

для линейно-угловой сети, сети микротриангуляции и базиса 2-го разряда.

Линейно-угловая сеть геополигона ЦНИИГАиК бази­рующаяся на пунктах триангуляции 1 и 2 классов, предназначена для испытаний, исследований, поверки и сертификации геодезических светодальномеров, высокоточных угломерных приборов и спутнико­вой геодезической аппаратуры.

 

 

Эталонный базис 2-го разряда в течение многих лет используется для поверки, испытаний, исследований и сертификации дальномеров всех групп и видов, а также электронных тахеометров. Длины линий базиса приведены к уровню моря, к горизонту и к центрам пунктов. Базис 1-го разряда используется для поверки и сертификации спутниковой аппаратуры, прикладных и топографических светодадьномеров, электронных тахеометров.

Сеть микротриангуляции предназначена для испытании, исследований, поверки и сертификации теодолитов, тахеометров и топографических светодальномеров. При уравнивании этой сети как свободного геодезического построения вычислены горизонтальные проложения и координаты пунктов.

 

 

 

 

Нивелирная сеть геополигона предназначена для испытаний нивелиров разных типов. Для контроля геодезических высотомеров, кроме того, созданы два высотных базиса и высотный стенд, имитирующий процедуры измерений, аналогичные технологии проложения нивелирного хода.

 

 

 

Геополигоны, подобные описанному или несколько меньшего размера, имеются в стране у ряда геодезических предприятий и учебных заведений геодезической специализации.

В ведении многих аэрогеодезических предприятий, прошедших аккредитацию на право поверки СИ, имеются базисы 2-го или 3-го разряда длиной 1,5—5 км, которые используются для целей метрологического обеспечения производства. Подобных базисов, поддерживаемых в состоянии технической готовности и регулярно проходящих периодическую поверку, к настоящему времени в стране насчитывается около 40.

 

 

Геодезические меры длины

Среди геодезических мер длины прежде всего следует указать на геодезические жезлы и штриховые меры IV типа, известные среди специалистов как контрольные (или женевские) линейки. Эти меры применяются как геодезические эталоны при поверке средств линейных измерений.

Характерной особенностью геодезических эталонных мер является то, что в целях повышения их стабильности при воздействии факторов внешней среды для их изготовления используются особые материалы — кварц, инвар, суперинвар, платинит. Как известно, инвар — сплав, состоящий на 36 % из никеля и на 64 % из стали: платинит — сплав, содержащий 42 % никеля и 58 % стали.

К эталонным мерам длины, следующим по точности за метрами-прототипами, относятся метровые и трехметровые инварные и платинитовые жезлы, обслуживающие оптико-механические компараторы. Особого внимания заслуживают 3-метровый платинитовый жезл № 15, находящийся во ВНИИМ им. Д.И.Менделеева, 3-метровый инварный жезл №14 Санкт-Петербургского компаратора Военно-топографического управления и 3-метровый инварный жезл №541 компаратора МИИГАиК. Все эти жезлы хорошо изучены в процессе многолетней измерительной практики и постоянно сравниваются с эталонным метром №28 ВНИИМ (через жезл №15).

Перечисленные жезлы имеют Н-образное сечение, вписанное в квадрат со стороной 36 мм. Вдоль рабочей грани жезла нанесены две параллельные линии в виде биссектора на отстоянии 0,2 мм друг от друга. На концах жезла перпендикулярно к оси нанесены по 11 штрихов через 0,2 мм. Расстояние вдоль оси биссектора между отметками «О» и «3» является фактической длиной жезла. Температура жезла определяется с помощью двух термометров с ценой деления 0,2 ºС, расположенных на нейтральной поверхности жезла на удалении 1/4 длины от его концов.

Приведем некоторые сведения об эталонных мерах, входящих в состав оптико-механического компаратора МИИГАиК

 

Эталонная мера	Фирма- изготовитель	Дата внедре-ния, г.	Длина, м	МПИ, лет
Инварный жезл № 541	Societe Genevaise, Швейцария			1-2
Инварный жезл № 615	То же
Инварный жезл № В	То же			По мере надобности
Платинитовый жезл № 585	SJH Geneva, Швейцария			То же
Платинитовый жезл № в/17	То же
Инварный жезл № 78093	Askania Werke, Германия