Геодезическая сеть - это, с точки зрения геометрии, совокупность точек, которые зафиксированы на местности с определёнными координатами в некоторой принятой системе. Называются такие точки геодезическими пунктами. При условии надобности, геодезические пункты закрепляют и обозначают на местности, пользуясь специальными знаками.

Чтобы определять координаты пунктов сети, проводят измерения расстояний и углов между ними. Отрезки линий между геодезическими пунктами с измеренными длиной или направлением называются сторонами сети.
Начиная со второго, каждый последующий геодезический пункт в сети должен быть связан с предшествующими как минимум двумя измеренными элементами (длина стороны, угол или дирекционный угол).

С целью сделать удобным определение координат любого пункта, всякую геодезическую сеть строят таким образом, чтобы линии, соединяя эти точки, образовывали простые геометрические фигуры.

В зависимости от назначения, а также от точности построения, выделяют несколько крупных групп геодезических сетей. Для каждой из этих групп определяются классы и разряды, которые указывают на точность измерений, проводившихся при постройке сети. Нередко геодезические сети также классифицируют по типу используемой системы координат, разделяя на плановые (две координаты на плане местности), высотные (координата в системе высот) и пространственные (три координаты).
Строить любую геодезическую сеть принято от общего к частному. Наиболее крупными являются сети глобальные, а продолжают и развивают их сети государственные.
Государственная геодезическая сеть используется, прежде всего, для решения задач большого масштаба, как научных или оборонных, так и имеющих хозяйственное значение. Эта сеть является основной геодезической базой для топографических съемок всего набора масштабов, а значит, и для организации кадастрового учёта.
На основе государственной сети строят геодезические сети сгущения, уплотняя её и позволяя производить крупномасштабные съёмки. При планировании строительства больших объектов нередко требуется также постройка специальных геодезических сетей, которые позволяют получить особо высокую точность измерений. Оба этих вида сетей применяются уже в решении различных отдельных задач.

Никакое серьёзное строительство, перед началом которого топографическая съёмка необходима, не сможет обойтись без построения опорных геодезических сетей. Эти сети состоят из специальных и съёмочных геодезических сетей. Последние применяются для того, чтобы снять рельеф и контур конкретного участка местности, а также для геодезической съёмки разнообразных объектов любого масштаба и привязки их к местности.

Построение или развитие любой геодезической сети - сложная и трудоёмкая задача. Поэтому весьма важно для этого дела выбрать хороших специалистов, которые не только профессионально выполнят весь необходимый комплекс работ, но и подберут такой метод построения, который для данного случая будет наиболее экономен и по трудозатратам, и по финансам.

В чем состоят основные принципы построения и развития геодезических сетей?
Геодезическая сеть – это совокупность точек, закрепленных на местности, положение которых определено в общей для них системе координат.
Пункты геодезической сети – закрепленные на местности точки геодезической сети. Относительно геодезических пунктов определяют положение любой точки местности при съемке.
Принципы построения и развития геодезических сетей:
— от общего к частному, т.е. от более крупных по размерам построений к менее крупным по размерам построений к менее крупным;
— от более точных к менее точным.
Соответственно данным принципам, геодезические сети подразделяются на:
Государственная геодезическая сеть – различают 4 класса сети. Сеть 1-2 классов — опорная астрономо-геодезическая сеть России. Имеет наивысшую точность. Сеть 3-4 классов – создается с целью сгущения опорной сети до необходимой при проведении картографирования страны.
Пункты государственной геодезической сети определены на всей территории страны в единой системе координат и закреплены таким образом, чтобы на долгие годы была обеспечена их сохранность, постоянство положения и быстрое нахождение на местности. Они закрепляются специальными подземными знаками (центрами).
Геодезические сети сгущения, развиваемые в отдельных районах при недостаточном числе пунктов государственной геодезической сети.
Съемочные геодезические сети (съемочное, или рабочее обоснование), на основе которых производятся съемки контуров и рельефа местности, инженерно-геодезические работы при строительстве сооружений.
Специальные геодезические сети, развиваемые при строительстве сооружений, предъявляющих к геодезическим работам специальные требования.

В чем сущность метода трилатерации?

Трилатерация – это метод построения плановой геодезической сети в виде примыкающих друг к другу треугольников, в которых измеряют длины всех сторон, иначе, выбирают известную базовую линию, от концов которой измеряются расстояния до объектов. Из решения треугольников находят их углы, а затем вычисляют координаты всех вершин треугольников. Таким образом определяют все элементы системы треугольников (рис. 5.1.)

Рис.5.1. Трилатерация.
Углы в треугольнике трилатерации можно вычислять по формулам тангенсов половинных углов:
tg A/2 =?(((p-b)(p-c))/(p(p-a))), (5.1)
где 2p=a+b+c, или по теореме косинусов:
? cos???A=((c^2+b^2-a^2))/2bc? (5.2)
Недостаток метода трилатерации – отсутствие надежного полевого контроля измерений.

В какой последовательности уравнивают углы и приращения координат при обработке теодолитных ходов?
В зависимости от сложности системы теодолитных ходов их уравнивают как одиночный ход или как систему с одной узловой точкой, либо как систему ходов.
При уравнивании теодолитных ходов применяют способ эквивалентной замены (проф. А. С. Чеботарева); способ узлов или способ полигонов (проф. В. В. Попова) или метод наименьших квадратов.
Перед уравниванием теодолитных ходов необходимо проверить журналы измерения углов и сторон теодолитного хода и нанести их значение схему.
1) Одиночный теодолитный ход. Полученную угловую невязку в теодолитном ходе сопоставляют с допустимой, и если она допустима, распределяют с обратным знаком на все его углы поровну, после чего вычисляют дирекционные углы по формуле:
— при левых углах хода
— при правых углах хода.
Контролем является получение дирекционного угла линии, к которой привязан ход. В противном случае допущена ошибка, и тогда сначала следует проверить вычисление дирекционных углов, а затем правильность найденной невязки и поправок в углы.
После определения углов вычисляют приращения координат. При вычислении приращения координат на счетах пользуются таблицами, а при вычислении на счетах, счетных машинах, арифмометрах и калькуляторах пользуются таблицами. Приращения вычисляют до сантиметров, а знаки определяют в зависимости от дирекционных углов.
После получения приращений подсчитывают отдельно сумму приращений по оси х и по оси у, а также длину хода.
Невязки в приращениях координат определяют по каждой оси по формулам:
fx= ? ?x – (xкон-хнач)
fy= ? ?y – (yкон-yнач)
и вычисляют абсолютную fs и относительную Fs невязки по формулам:
fs=?(?(f_x?^2+?f_y?^2) (5.3)
Fs= f^x/([s]) (5.4)
Относительная невязка Fs не должна быть более 5- L, а абсолютная - не более 0,25 м; длина хода L не должна превышать 800 м. Координатные невязки fx и fy распределяют с обратным знаком соответственно на все приращения и пропорционально длинам сторон (линий) с округлением до 0,01 м, т.е.
а) поправка в будет;
б) поправка в будет.
Контроль вычислений:
и.
Алгебраическая сумма соответствующих приращений и поправок дает уравненные (исправленные) приращения:
и.
Контроль в разомкнутом полигоне:
и.
После исправления приращений вычисляют координаты всех вершин теодолитного хода. Для этого пользуются правилом: координата последующей точки равна координате предыдущей точки плюс соответствующее приращение.
Для вычисления координат надо иметь исходные координаты, которые получают путем привязки теодолитного хода к опорной геодезической сети либо выбирают произвольно. Контролем вычисления координат является получение исходных координат конечного пункта.

2) Уравнивание системы теодолитных ходов с одной узловой точкой. При уравнивании системы теодолитных ходов часто применяют способ эквивалентной замены. Идея способа заключается в том, что ряд ходов системы с несколькими узловыми точками заменяется одним эквивалентным ходом, в результате чего получается один одиночный ход, эквивалентный всей системе. После того как составлена и проверена схема теодолитных ходов, ходы нумеруют по порядку и выписывают в ведомость. Так, для системы теодолитных ходов с одной узловой точкой ходы нумеруют с таким расчетом, чтобы последний ход имел наибольшую длину.

Рис.5.2. Схема системы теодолитных ходов с одной узловой точкой

В какой последовательности уравнивают превышения при обработке нивелирного хода в качестве высотного съемочного обоснования?

Отдельный нивелирный ход, проложенный между двумя реперами (опорными пунктами хода) и имеющий допустимую невязку f, уравнивается введением поправки? в каждое превышение хода:
?= -f / n, (5.5)
где n – число превышений хода.
Теоретически, сумма средних превышений высотного хода должна равняться разности высот исходных точек хода — конечной и начальной. Но из-за погрешностей измерений, это равенство не соблюдается, и возникает высотная невязка. Величину допустимой невязки вычисляют по формуле:
fh (доп) = (0,04 L_c)/?n (5.6)
где Lс — длина хода (в сотнях метров) и n — число сторон хода.
Совместное уравнивание сети нивелирных ходов выполняют в два этапа:
Определяют высоты узловых точек (исходные высоты);
Уравнивают высоты по каждому ходу отдельно.
Пусть сеть нивелирных ходов имеет одну узловую точку, в которой заканчиваются k ходов, проложенных от исходных пунктов с отметками Hi, i= A, B,…K. За вес хода длиною L км принимают число p = 1/L или полагают p = 1/n, где n- число станций в ходе.
Если hA, hB,…hK –превышения по указанным ходам, а pA, pB,…pK – их вес, то высота H узловой точки определяется по формуле:
H = ()/(p_(A+) p_(B+?+) p_K), (5.7)
где pi = µ 2/ m2
µ — средняя квадратическая погрешность единицы веса), как среднее взвешенное из высот, вычисленных по всем ходам.

Геодезические сети.

Геодезической сетью называют совокупность пунктов на земной поверхности, закрепленных специальными центрами, положение которых определено в общей для них системе координат и высот.

Различают плановые, высотные и пространственные сети. Плановые сети – это такие, в которых определены плановые координаты (плоские - x , y или геодезические - широта B и долгота L ) пунктов. В высотных сетях определяют высоты пунктов относительно отсчетной поверхности, например, поверхности геоида (а точнее - квазигеоида). В пространственных сетях определяют пространственные координаты пунктов, например, прямоугольные геоцентрические X , Y , Z или геодезические B, L, H .

6.1. Методы построения плановых сетей

При построении плановых сетей отдельные пункты сети служат исходными – их координаты должны быть известны. Координаты остальных пунктов определяют с помощью измерений, связывающих их с исходными. Плановые геодезические сети создают следующими методами.

Триангуляция – метод определения планового положения геодезических пунктов путем построения на местности сети треугольников, в которых измеряют углы, а также длины некоторых сторон, называемых базисными сторонами (рис. 6.1).

Положим, что в треугольнике АВP известны координаты пунктов А ( , ) и B ( , ). Это позволяет путем решения обратной геодезической задачи определить длину стороны и дирекционный угол направления с пункта A на пункт B . Длины двух других сторон треугольника АВP могут быть вычислены по теореме синусов

; .

Рис. 6.1. Схема сети триангуляции

Продолжая подобным образом, вычисляют длины всех сторон сети. Если, кроме базиса b известны другие базисы (на рис. 6.1 базисы показаны двойной линией), то длины сторон сети можно вычислить с контролем.

Дирекционные углы сторон АP и ВP треугольника АВP равны

; .

Координаты пункта P определятся по формулам прямой геодезической задачи

; .

Аналогично вычисляют координаты всех остальных пунктов.

Трилатерация – метод определения планового положения геодезических пунктов путем построения на местности сети треугольников, в которых измеряют длины их сторон.

Если в треугольнике АВP (рис. 6.1) известен базис b и измерены стороны и , то на основе теоремы косинусов, можно вычислить углы треугольника;

Так же вычисляют углы всех треугольников, а затем, как и в триангуляции, - координаты всех пунктов.

Линейно-угловая сеть строится, как правило, как сеть треугольников, в которых измеряют углы и длины сторон. Такие сети имеют большое число избыточных измерений и поэтому отличаются высокой надежностью.

Полигонометрия – метод определения планового положения геодезических пунктов путем проложения ломаной линии (полигонометрического хода) или системы связанных между собой ломаных линий (сети полигонометрии), в которых измеряют углы поворота и длины сторон.

Рис. 6.2. Полигонометрия: а - полигонометрический ход; б – система ходов

Схема полигонометрического хода показана на рис. 6.2 a , где A и B – исходные пункты; CA и BD - исходные направления, дирекционные углы которых известны; 1, 2, 3, 4, 5- точки (вершины) хода; - измеренные горизонтальные углы; - измеренные длины сторон (i = 1, 2, …).

На рис. 6.2 б показана схема системы полигонометрических ходов. Точки 2, 4, 8, где соединяются разные ходы, называются узловыми.

Спутниковый метод определения координат геодезических пунктов основан на измерениях по сигналам спутников навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США), выполняемых двумя (и более) наземными приемниками. По результатам измерений с высокой точностью определяют разности , , геоцентрических координат между пунктами. Если координаты одного из пунктов известны, то, прибавив к ним измеренные разности, находят координаты остальных пунктов. Затем координаты преобразуют в геодезические или плоские прямоугольные.

Последние материалы

• Основные закономерности татического деформирования грунтов

  За последние 15...20 лет в результате многочисленных экспериментальных исследований с применением рассмотренных выше схем испытаний получены обширные данные о поведении грунтов при сложном напряженном состоянии. Поскольку в настоящее время в…

• Упругопластическое деформирование среды и поверхности нагружения

  Деформации упругопластических материалов, в том числе и грунтов, состоят из упругих (обратимых) и остаточных (пластических). Для составления наиболее общих представлений о поведении грунтов при произвольном нагружении необходимо изучить отдельно закономерности…

• Описание схем и результатов испытаний грунтов с использованием инвариантов напряженного и деформированного состояний

  При исследовании грунтов, как и конструкционных материалов, в теории пластичности принято различать нагружение и разгрузку. Нагружением называют процесс, при котором происходит нарастание пластических (остаточных) деформаций, а процесс, сопровождающийся изменением (уменьшением)…

• Инварианты напряженного и деформированного состояний грунтовой среды

  Применение инвариантов напряженного и деформированного состояний в механике грунтов началось с появления и развития исследований грунтов в приборах, позволяющих осуществлять двух- и трехосное деформирование образцов в условиях сложного напряженного состояния…

• О коэффициентах устойчивости и сопоставление с результатами опытов

  Так как во всех рассмотренных в этой главе задачах грунт считается находящимся в предельном напряженном состоянии, то все результаты расчетов соответствуют случаю, когда коэффициент запаса устойчивости к3 = 1. Для…

• Давление грунта на сооружения

  Особенно эффективны методы теории предельного равновесия в задачах определения давления грунта на сооружения, в частности подпорные стенки. При этом обычно принимается заданной нагрузка на поверхности грунта, например, нормальное давление р(х), и…

• Несущая способность оснований

  Наиболее типичной задачей о предельном равновесии грунтовой среды является определение несущей способности основания под действием нормальной или наклонной нагрузок. Например, в случае вертикальных нагрузок на основании задача сводится к тому…

• Процесс отрыва сооружений от оснований

  Задача оценки условий отрыва и определения требуемого для этого усилия возникает при подъеме судов, расчете держащей силы «мертвых» якорей, снятии с грунта морских гравитационных буровых опор при их перестановке, а…

• Решения плоской и пространственной задач консолидации и их приложения

  Решений плоской и тем более пространственных задач консолидации в виде простейших зависимостей, таблиц или графиков очень ограниченное число. Имеются решения для случая приложения к поверхности двухфазного грунта сосредоточенной силы (В…

Еще материалы

Особенности производства работ

На производство земляных работ при реконструкции промышленных предприятий оказывают влияние следующие особенности: стесненные условия их выполнения в цехах с действующим производством и на территории...

Агрегати для механiзацiї ремонтних i промислових робiт Підземні роботи супроводжуються виконанням ряду підготовчих і транспортних операцій, а також пов’язані з необхідністю ремонту та обслуговування обладнання, яке використовується безпосередньо для підземного ремонту…

• Уравнения движения фаз

  Зависимости между объемной и поверхностной пористостями, средней скоростью движения воды и скоростью фильтрации. При описании движения потока воды в грунтах рассматриваются отдельные сечения - плоскости, в которых только часть площади…

• Конструкции оснований и фундаментов

  Основанием называется часть грунтов, а также конструкций, выполненных с целью повышения несущей способности грунтов, на которые передаются масса здания, давление от ветра и снега. Подземная часть здания, воспринимающая вышележащие нагрузки…

• Электрические приборы

  Наиболее точными, многоканальными и быстродействующими приборами для записи виброграмм являются осциллографы, магнитографы и самопишущие приборы, получающие сигнал от вибродатчиков или тензорезисторов. Датчики-преобразователи во время колебаний вырабатывают сигналы, передаваемые по проводам…

Где находится геодезический центр Москвы?

Е. Константинов

Где находится центр Москвы? Не торопитесь сразу называть Красную площадь: с исторической точки зрения это скорее Соборная площадь Кремля. Можно подойти к делу и по-другому - отыскать центральную точку на карте города с помощью циркуля и линейки. Автомобилисты должны считать центром столицы марку “нулевой километр”, заложенную перед Иверской часовней. Расстояние “до Москвы” на всех трассах страны означает путь именно до нее.

Геодезическая сеть Москвы и Подмосковья содержит свыше двухсот точек, соединенных опорной сетью. Около двадцати из них находятся в центре Москвы. Расстояния между всеми точками и от них до нулевого пункта на здании МИИГАиК измерены с очень высокой точностью.

А для геодезических измерений в городе существует четвертая, совершенно иная система отсчета - центральный пункт опорной городской геодезической сети. Находится он на крыше Московского государственного Университета геодезии и картографии (МИИГАиК), который вообще расположен за пределами Садового кольца. Центральный пункт переместили сюда с Пушкинской площади после завершения работ по реконструкции опорной геодезической сети, проведенной специалистами этого университета.

В 1996 году с помощью спутниковой аппаратуры от этого пункта измерили расстояния до 222 точек в пределах городской черты и в ближнем Подмосковье и рассчитали расстояние между этими пунктами. Москва покрылась невидимой сетью точно измеренных отрезков, составляющих опорную геодезическую сеть столицы.

Здание МИИГАиК - Московского государственного университета геодезии и картографии (Гороховский переулок, д. 1), на крыше которого находится геодезический центр столицы.

Строительство, прокладка дорог и коммуникаций, выделение земли, составление карт и планов невозможно без геодезических измерений. Геодезическая опорная сеть создает на местности систему координат и тем самым связывает все объекты города в единое целое.

История создания Московской городской геодезической сети начинается с двадцатых годов прошлого столетия, когда генералом Г. Л. Шубертом была создана первая триангуляционная сеть, охватывающая целиком Москву и ее окрестности. В последующие годы сеть города развивалась, неоднократно перестраивалась, становилась плотнее, утраченные пункты заменялись на новые. Менялись приборы, технологии, люди, изменялись требование к точности и густоте пунктов - сеть совершенствовалась, решая задачи, которые вставали перед развивающимся городом. Но, несмотря на это, качество сети постоянно отставало от растущих потребностей города.

Это привело к тому, что различные ведомства, не сумев объединиться, начали создавать собственные локальные геодезические сети, менее точные и, в ряде случаев, с иной системой координат. Какое-то время эта ситуация устраивала многих, позволяя независимо друг от друга делать одну и ту же работу. Но когда экономика страны стала переходить к рыночным отношениям, все недостатки такого подхода проявились в полной мере.

В условиях современной Москвы особую актуальность приобрела проблема совершенствования системы управления и рационального использования городских ресурсов - промышленности, транспорта и, самое главное, - земли, каждый сантиметр которой вдруг оказался золотым. Для успешного решения этой задачи стали абсолютно необходимы более полные и достоверные сведения о состоянии земель, природных объектов, построек, коммуникаций и других элементов городской инфраструктуры. А чтобы эта информация отвечала требованиям не только сегодняшнего дня, но и перспективным задачам, ей необходимо иметь хорошую метрологическую основу. Основа эта должна состоять из высокоточных, оперативно обновляемых, представленных в цифровом виде топографо-геоде-зических и картографических данных, объединенных в единую геоинформационную систему (ГИС), и быть совместимой с экономическими, правовыми, социальными, техническими и другими данными. Ее опорная сеть при расстоянии между точками в 3-5 километров должна обеспечивать возможность измерений с погрешностью не более сантиметра. Все традиционные методы геодезической съемки не только трудоемки, но и не позволяют добиться такой точности.

Разрозненная и разнородная геодезическая сеть города решить эту задачу не могла, а на проведение ее реконструкции старыми методами потребовалось бы не одно десятилетие, и эта работа легла бы тяжелым грузом на городской бюджет. Поэтому для создания новой сети геодезисты пошли “иным путем”, применив систему спутниковой навигации, которую давно используют во флоте.

Работает эта система следующим образом. На высоте около 20 тысяч километров вокруг Земли по разным орбитам вращаются 24 спутника системы глобального позиционирования (GPS). Они посылают на Землю радиосигналы с информационными сообщениями. Сигналы каждого спутника содержат сведения о его координатах, времени отправки сигнала и ряд других необходимых данных. Их принимает аппаратура, стоящая в точке измерения, обрабатывает с учетом поправки на время и скорость прохождения сигнала через атмосферу и вычисляет свои координаты. Для этого ей необходимо получать сигналы одновременно от четырех спутников: от трех, чтобы определить положение, и от четвертого, чтобы рассчитать, насколько ушли или отстали часы в приемнике, так как сверить показания земного и космического хронометров иным способом невозможно. На всех же спутниках время едино: их атомные часы регулярно сверяются с эталоном Центра управления полетом и при необходимости корректируются. Чем больше спутников “видит” приемник, чем равномернее они разнесены в пространстве, тем точнее получаются искомые координаты пунктов на земной поверхности.

Точность простого определения абсолютных координат приемника (положения точки на поверхности земного шара) - несколько метров - вполне достаточна для навигации, но для задач геодезии ее не хватает. Геодезистов больше интересует максимально точное определение взаимного положения пунктов - расстояний и азимутов между ними. Для этого в разных точках одновременно работают несколько приборов. После сеанса таких совместных наблюдений компьютер может рассчитывать многокилометровые расстояния на земле с точностью до нескольких миллиметров. Разумеется, получить такую точность при одном измерении невозможно, сеанс наблюдений должен быть достаточно продолжительным. Если, например, приемники разнесены на 10-15 километров и требуется получить точность 2 - 3 миллиметра, на сеанс уйдет целых 3 - 4 часа. Чем больше расстояние между пунктами и выше необходимая точность, тем длительнее сеанс измерений.

Новая опорная геодезическая сеть объединила пункты старых городских сетей, уточнив их координаты. Существовавшая геодезическая информация была максимально сохранена, и на ее базе возникла новая метрика столицы.

Одновременно специалисты МИИГАиК совместно с Институтом физики Земли проделали еще одну, не менее важную работу. В 36 точках города были проведены измерения еще более высокой точности. Эти пункты образовали каркас опорной городской геодезической сети, одновременно создав основу геодинамической сети города, необходимой для непрерывного слежения за деформациями земной поверхности. Москва, как и многие другие города, расположена на нескольких тектонических плитах, которые медленно, но постоянно смещаются. В городе существует несколько тектонических разломов, которые в основном проходят через его центр и вдоль Москвы-реки. На активность плит существенно влияет деятельность человека: плотная многоэтажная застройка, например, вызывает прогиб плиты и ее опускание. И все деформационные процессы в черте города нужно обязательно учитывать при планировке, проектировании и строительстве. Хотя геодинамические явления разрушительными землетрясениями Москве не угрожают, некоторые сюрпризы, вроде трещин в стенах и фундаментах, они вполне могут преподнести. Поэтому за всеми подвижками плит необходимо следить, контролируя их смещение как минимум два раза в год, а на самых опасных участках - еще чаще. Но сегодня изучение геодинамики города только началось, и о каких-то конкретных результатах можно будет говорить только после цикла повторных измерений.

Наша столица - не единственный город, где геодезическая сеть оказалась весьма запутанной, требующей уточнения и стандартизации. Подобная ситуация сложилась и в большинстве крупных городов России. Поэтому реконструкция опорных сетей с помощью новой спутниковой технологии, а попутно и геодинамические исследования сегодня ведутся во многих регионах страны.

Геодезическую сеть Москвы начали создавать в 20-х годах прошлого века при помощи оптических приборов - теодолитов и буссолей. Сегодня для этих целей используют новейшие электронные приборы, принимающие данные со спутников.

Инженер Московского государственного университета геодезии и картографии Марина Коврова работает с приемной аппаратурой спутникового “теодолита” на крыше МИИГАиК. В бетонную подушку, на которой стоит прибор, вделана марка нулевого пункта геодезической сети Москвы. Эта точка - своего рода центр столицы.

Во время измерений приемники измерительной аппаратуры принимают сигналы одновременно с четырех спутников глобального позиционирования. Аппаратура обрабатывает эти сигналы с учетом различных поправок и вычисляет свои координаты и расстояние до другого пункта, где установлен аналогичный прибор.

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ

Геодезической сетью называют совокупность пунктов на земной поверхности, закрепленных специальными центрами, положение которых определœено в общей для них системе координат и высот.

Различают плановые, высотные и пространственные сети. Плановые сети - ϶ᴛᴏ такие, в которых определœены плановые координаты (плоские - x , y или геодезические - широта B и долгота L ) пунктов. В высотных сетях определяют высоты пунктов относительно отсчетной поверхности, к примеру, поверхности геоида (а точнее - квазигеоида). В пространственных сетях определяют пространственные координаты пунктов, к примеру, прямоугольные геоцентрические X , Y , Z или геодезические B, L, H .

6.1. Методы построения плановых сетей

При построении плановых сетей отдельные пункты сети служат исходными – их координаты должны быть известны. Координаты остальных пунктов определяют с помощью измерений, связывающих их с исходными. Плановые геодезические сети создают следующими методами.

Триангуляция – метод определœения планового положения геодезических пунктов путем построения на местности сети треугольников, в которых измеряют углы, а также длины некоторых сторон, называемых базисными сторонами (рис. 6.1).

Положим, что в треугольнике АВP известны координаты пунктов А ( , ) и B ( , ). Это позволяет путем решения обратной геодезической задачи определить длину стороны и дирекционный угол направления с пункта A на пункт B . Длины двух других сторон треугольника АВP бывают вычислены по теореме синусов

; .

Рис. 6.1. Схема сети триангуляции

Продолжая подобным образом, вычисляют длины всœех сторон сети. В случае если, кроме базиса b известны другие базисы (на рис. 6.1 базисы показаны двойной линией), то длины сторон сети можно вычислить с контролем.

Дирекционные углы сторон АP и ВP треугольника АВP равны

; .

Координаты пункта P определятся по формулам прямой геодезической задачи

; .

Аналогично вычисляют координаты всœех остальных пунктов.

Трилатерация – метод определœения планового положения геодезических пунктов путем построения на местности сети треугольников, в которых измеряют длины их сторон.

В случае если в треугольнике АВP (рис. 6.1) известен базис b и измерены стороны и , то на базе теоремы косинусов, можно вычислить углы треугольника;

Так же вычисляют углы всœех треугольников, а затем, как и в триангуляции, - координаты всœех пунктов.

Линœейно-угловая сеть строится, как правило, как сеть треугольников, в которых измеряют углы и длины сторон. Такие сети имеют большое число избыточных измерений и в связи с этим отличаются высокой надежностью.

Полигонометрия – метод определœения планового положения геодезических пунктов путем проложения ломаной линии (полигонометрического хода) или системы связанных между собой ломаных линий (сети полигонометрии), в которых измеряют углы поворота и длины сторон.

Рис. 6.2. Полигонометрия: а - полигонометрический ход; б – система ходов

Схема полигонометрического хода показана на рис. 6.2 a , где A и B – исходные пункты; CA и BD - исходные направления, дирекционные углы которых известны; 1, 2, 3, 4, 5- точки (вершины) хода; - измеренные горизонтальные углы; - измеренные длины сторон (i = 1, 2, …).

На рис. 6.2 б показана схема системы полигонометрических ходов. Точки 2, 4, 8, где соединяются разные ходы, называются узловыми.

Спутниковый метод определœения координат геодезических пунктов основан на измерениях по сигналам спутников навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США), выполняемых двумя (и более) наземными приемниками. По результатам измерений с высокой точностью определяют разности , , геоцентрических координат между пунктами. В случае если координаты одного из пунктов известны, то, прибавив к ним измеренные разности, находят координаты остальных пунктов. Далее координаты преобразуют в геодезические или плоские прямоугольные.

6.2. Основные виды плановых геодезических сетей

Геодезические сети по назначению классифицируют на государственные геодезические сети, геодезические сети сгущения, геодезические сети специального назначения и съемочные сети.

Государственная геодезическая сеть. Государственная геодезическая сеть покрывает всю территорию Российской Федерации и служит ее главной геодезической основой.

Государственная геодезическая сеть (ГГС) предназначена для решения следующих базовых задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение: установление и распространение единой системы координат на всю территорию страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований; геодезическое обеспечение картографирования территории страны и акваторий окружающих ее морей; геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра, строительства, разведки и освоения природных ресурсов; обеспечение геодезическими данными средств наземной, морской и аэрокосмической навигации, аэрокосмического мониторинга природной и техногенной среды; изучение поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени; изучение геодинамических явлений; метрологическое обеспечение высокоточных технических средств определœения местоположения и ориентирования.

Положение пунктов ГГС определœено сочетанием методов триангуляции, полигонометрии, астрономических и спутниковых измерений. Каталоги координат пунктов в системе СК-95 (координатная система 1995 года) хранятся в территориальных аэрогеодезических предприятиях Федерального Агентства ʼʼРоскартографияʼʼ.

По мере совершенствования средств измерений и накопления новых данных ГГС модернизируется. Создаваемая в настоящее время сеть согласно “Основным положениям о государственной геодезической сети Российской Федерации” включает: фундаментальную астрономо-геодезическую сеть, высокоточную геодезическую сеть, спутниковую геодезическую сеть 1 класса, а также астрономо-геодезическую сеть и геодезические сети сгущения.

Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС) - сеть пунктов, геоцентрические координаты которых определяются методами космической геодезии относительно центра масс Земли с погрешностью не более 10-15 см. Расстояния между пунктами 650 - 1000 км.

Высокоточная геодезическая сеть (ВГС) обеспечивает распространение на всю территорию страны геоцентрической системы координат и уточнение параметров связи геоцентрической системы с действующей системой координат СК-95. Пункты ВГС определяются по наблюдениям спутников навигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Расстояния между пунктами 150 - 300 км.

Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1) - сеть, создаваемая по мере крайне важно сти по наблюдениям спутников систем ГЛОНАСС и GPS. Расстояния между пунктами 25 - 35 км.

Характеристики точности рассмотренных выше сетей представлены в табл. 6.1, где D – расстояние между пунктами в км.

Таблица 6.1

Астрономо-геодезическая сеть включает ранее созданные сети 1 и 2 классов. Сети 1 класса создавались в виде звеньев длиной 200 - 250 км, расположенных главным образом вдоль меридианов и параллелœей и образующих замкнутые полигоны периметром 800 - 1000 км. Сеть 2 класса - сплошная сеть внутри полигонов. Сети 3 и 4 классов опираются на пункты 1 и 2 классов и служат сгущению сети.

Сети сгущения . Там, где требуется дальнейшее сгущение сети (к примеру, в населœенных пунктах), опираясь на государственную геодезическую сеть, развивают сети сгущения 1 и 2 разряда , чем достигается плотность на 1 не менее 4 пунктов на застроенной территории и 1 пункт на незастроенной территории.

Геодезические сети специального назначения создают в тех случаях, когда требуется особо высокая точность геодезической сети. Геодезическую сеть специального назначениястроят в государственной или в местной системе координат. Примерами таких сетей являются создаваемые на желœезных дорогах реперные системы, которые должны служить основой для всœех съемочных и разбивочных геодезических работ, возникающих при проектировании, строительстве и текущем содержании желœезных дорог, а также для мониторинга пути и сооружений, межевания земель и кадастровой съемки в пределах полосы отвода.

Съемочную сеть создают при выполнении съемки местности. Она развивается от пунктов государственной геодезической сети и сетей сгущения 1 и 2 разрядов. Но при съемке отдельных участков съемочная сеть должна быть и самостоятельной, построенной в местной системе координат. В съемочных сетях, как правило, одновременно определяют положение пунктов в плане и по высоте.

Предельные погрешности планового положения пунктов съемочной сети относительно исходных пунктов не должны превышать на открытой местности и на застроенной территории 0,2 мм в масштабе плана и 0,3 мм на местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью.

Координаты пунктов съемочных сетей определяют проложением теодолитных ходов, построением триангуляции, засечками, спутниковым методом и др.
Размещено на реф.рф
Наиболее распространены теодолитные ходы.

6.3. Закрепление пунктов плановых геодезических сетей

Пункты геодезических сетей закрепляют на местности специальными знаками - центрами, призванными обеспечить устойчивость и длительную сохранность пунктов.

Вид центра зависит от назначения сети и характера грунта. Официальными нормативными документами установлены типовые конструкции центров, зависящие от класса пункта и местных условий. Οʜᴎ различны для районов сезонного промерзания грунтов, для районов многолетней мерзлоты, для районов распространения подвижных песков.

На рис. 6.3 показан центр пункта государственной геодезической сети 1 - 4 классов для районов сезонного промерзания грунта. Центр представляет собой желœезобетонный пилон сечением см и скрепленный с ним цементным раствором якорь диаметром 50 см и высотой 20 см. Основание центра располагают на 50 см ниже границы наибольшего промерзания грунта͵ но во всœех случаях не менее 1,5 м от поверхности земли. На верху пилона крепится (цементным раствором или приваривается) чугунная марка, на верхней поверхности которой отмечена точка, к которой относятся координаты пункта.

В 1,5 м устанавливают способствующий отысканию центра опознавательный знак – желœезобетонный столб с укрепленной на нем металлической охранной плитой, обращенной в сторону центра.

До внедрения в геодезическое производство спутниковых технологий над центрами геодезических пунктов устанавливались наружные геодезические знаки - деревянные или металлические сооружения, служащие объектом визирования на пункт и для подъема геодезических приборов над землей. Основными типами наружных знаков являлись пирамида и сигнал (рис. 6.4).

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ - понятие и виды. Классификация и особенности категории "ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ" 2014, 2015.