Геодезические сети

Метод трилатерации состоит в построении сети треугольников с измерением всех сторон треугольников. В некоторых случаях создаются линейно-угловые сети, представляющие собою сети треугольников, в которых измерены стороны и углы (все или в необходимом их сочетании).

Плановые геодезические  сети делятся на государственную  геодезическую сеть; сети сгущения 1 и 2 разрядов; съемочное обоснование  — съемочную сеть и отдельные  пункты.

 

1.3 Сети специального  назначения (ОМС)

 

Опорная межевая  сеть (ОМС) – геодезическая сеть специального назначения (ГССН), которая создается для геодезического обеспечения государственного земельного кадастра, мониторинга земель, землеустройства и других мероприятий по управлению земельным фондом страны.

Межевые сети создают в  случаях, когда точность и плотность  существующих геодезических сетей  не соответствуют требованиям, предъявляемым  при их построении.

Опорная межевая сеть подразделяется на два класса: ОМС1 и ОМС2. Точность их построения характеризуется средними квадратическими погрешностями взаимного положения смежных пунктов соответственно не более 0,05 и 0,10 м. Расположение и плотность пунктов ОМС (опорных межевых знаков – ОМЗ) должны обеспечивать быстрое и надежное восстановление на местности всех межевых знаков. Плотность пунктов ОМС на 1 кв. км должна быть не менее 4 пунктов в черте города и 2 пунктов – в черте других поселений, в небольших поселениях – не менее 4 пунктов на один населенный пункт. На землях сельскохозяйственного назначения и других землях необходимая плотность пунктов ОМС обосновывается расчетами исходя из требований, предъявляемых к планово-картографическим материалам.

Пункты ОМС по возможности  размещают на землях, находящихся  в государственной или муниципальной  собственности, с учетом их доступности. Пункты ОМС могут не совпадать  с межевыми знаками границ земельного участка.

Опорная межевая сеть должна быть привязана не менее чем к  двум пунктам государственной геодезической  сети. Плановое и высотное положение  пунктов ОМС рекомендуется определять с использованием геодезических  спутниковых систем (GPS или ГЛОНАСС) в режиме статических наблюдений. При отсутствии такой возможности  плановое положение пунктов может  определяться методами триангуляции и  полигонометрии, геодезическими засечками, лучевыми системами, а также фотограмметрическим  методом (для ОМС2); высоты опорных межевых знаков определяются геометрическим или тригонометрическим нивелированием.

Плановое положение пунктов  ОМС определяют обычно в местных  системах координат. При этом должна быть обеспечена связь местных систем координат с общегосударственной  системой координат. Высоты пунктов  определяют в Балтийской системе  высот.

Для обозначения границ земельного участка на местности на поворотных точках границ закрепляют межевые знаки, положение которых определяют относительно ближайших пунктов исходной геодезической  основы. Границы участков, проходящие по «живым урочищам», закрепляют межевыми знаками только на стыках с суходольными границами.

 

1.4 Съёмочные сети

 

Съемочная сеть – это совокупность точек, определяемых на местности дополнительно к пунктам государственной геодезической сети для непосредственного обеспечения топографических съемом.

Точки съемочной сети определяются аналитическим способом – триангуляцией, теодолитными ходами, засечками и  графическим способом – при помощи мензулы и кипрегеля. Исходной основой  для развития съемочных сетей  служат пункты государственной геодезической  сети.

При составлении проекта  съемочной сети рекогностировки местности с целью определения мест установки ее пунктов нужно руководствоваться следующим:

1 между пунктами съемочной  сети должны быть обеспечены  взаимная видимость и благоприятные  условия для измерения линии;

2 в застроенной территории  ходы должны прокладываться так,  чтобы обеспечить благоприятные  условия для съемки зданий  и сооружений;

3 местоположение пунктов  съемочной сети должно обеспечивать  удобную установку геодезических  приборов при построении съемочного обоснованиям съемочных работ;

4 пункты съемочной сети  нужно помещать на непахотные  земли в таких местах, которые  обеспечивают их сохранность;

5 на застроенных территориях  пункты съемочной сети следует  помещать так, чтобы их местоположение  в случае утраты можно было  восстановить по линейным разметкам  от опорных контуров местности.

6 в проект съемочной  сети рекомендуется также включать  ориентированные местные предметы.

7 при положении теодолитных  ходов в застроенной территории  следует предусматривать установку  и определение створных точек.

Плановые съемочные сети создаются построением триангуляции, проложением теодолитных ходов, прямыми, обратными и комбинированными засечками, методами спутниковой геодезии и проложением электронных тахеометрических ходов. Съемочной сетью могут служить теодолитные, тахеометрические ходы с привязкой их к исходной сети.

При развитии съемочного обоснования  определяют, как правило, расположение точек в плане и по высоте. Высоты точек съемочного обоснования определяют геометрическим и тригонометрическим нивелированием.

Техническое нивелирование  применяется для высотного обоснования  съёмок с сечением рельефа в 1 метр и менее Предельно допустимые длины ходов при сечении рельефа: h = 0,25 м – L = 2 км

h = 0,25 м – L = 2 км

h = 0,25 м – L = 2 км

Чем меньше сечение, тем меньше ход.

Пункты съёмочной сети закрепляются на местности деревянными  кольями с окопкой вокруг них.

Межевые точки закрепляются столбами с окопкой их кургана.

В целях большей сохранности  геодезических знаков выбирают по возможности  такие места для геодезических  пунктов, которые обеспечивали бы сохранность  знаков: перекрёсток дорог, опушки леса и другие участки мало подверженные изменениям.

Средние ошибки положения  пунктов плановой съемочной сети относительно ближайших пунктов  геодезических сетей не должны превышать  в открытых районах 0,1мм в масштабе плана, и в лесных районах 0,15мм.

Средние ошибки высот пунктов  съемочной сети относительно ближайших  пунктов геодезической сети не должны превышать в равнинной местности 1/10, а в горной и предгорной 1/6 высоты сечения рельефа, принятой для  съемки данного масштаба.

Количество закрепляемых на местности точек, тип центров  и знаков съемочной основы на каждом плане определяются проектом в соответствии с требованием технических инструкций, и съемочная основа строится в  виде сетей теодолитных ходов  или геометрических сетей.

 

1.5 Системы координат  WGS-84 и СК-95

 

Система координат 1995 г. (СК-95) установлена Постановлением Правительства  РФ от 28.07.2002 г № 586 «Об установлении единых государственных систем координат». Используется при осуществлении  геодезических и картографических работ, начиная с 1 июля 2002 года.

До завершения перехода к  использованию СК правительство  РФ постановило использовать единую систему геодезических координат 1942 года, введённую Постановлением Совета министров СССР от 07.04.1996 г  № 760.

Целесообразность введения СК-95 состоит в повышении точности, оперативности и экономической  эффективности решения задач  геодезического обеспечения, отвечающего  современным требованиям экономики, науки и обороны страны. Полученные в результате совместного уравнивания координат пунктов космической государственной сети (КГС), доплеровской геодезической сети (ДГС) и астрономо-геодезической сети (АГС) на эпоху 1995 г, Система координат 1995 г закреплена пунктами государственной геодезической сети.

СК-95 строго согласована с  единой государственной геоцентрической  системой координат, которая называется «Параметры Земли 1990г.» (ПЗ-90). СК-95 установлена под условием параллельности её осей пространственным осям СК ПЗ-90.

За отсчётную поверхность  в СК-95 принят референц эллипсоид.

Точность СК-95 характеризуется  следующими средними квадратическими ошибками взаимного положения пунктов по каждой из плановых координат: 2-4 см. для смежных пунктов АГС, 30-80 см. при расстояниях от 1 до 9 тыс. км между пунктами.

Точность определения  нормальных высот в зависимости  от метода их определения характеризуется  следующими средними квадратическими ошибками:

6-10 см. в среднем по стране  из уровня нивелирных сетей  1 и 2 классов;

20-30 см из астрономо-геодезических  определений при создании АГС.

Точность определения  превышений высот квазигеоида астрономогравиметрическим методом характеризуется следующими средними квадратическими ошибками:

от 6 до 9 см. при расстоянии 10-20 км;

30-50 см при расстоянии 1000км.

СК-95 отличается от СК-42

1) повышением точности  передачи координат на расстояние  свыше 1000 км в 10-15 раз и точностью  взаимного положения смежных  пунктов в государственной геодезической  сети в среднем в 2-3 раза;

2) одинаковой точностью  расстояния системы координат  для всей территории РФ;

3) отсутствием региональных  деформаций государственной геодезической  сети, достигающих в СК-42 нескольких  метров;

4) возможностью создания  высокоэффективной системы геодезического  обеспечения на основе использования  глобальных навигационных спутниковых  систем: Глонасс, GPS, Навстар.

Развитие астрономо-геодезической  сети для всей территории СССР было завершено к началу 80х годов. К этому времени стала очевидность выполнения общего уравнивания АГС без разделения на ряды триангуляции 1 класса и сплошные сети 2 класса, т. к. отдельное уравнивание приводило к значительной деформациям АГС.

В мае 1991 года общее уравнивание  АГС было завершено. По результатам  уравнивания были установлены следующие  характеристики точности АГС:

1) средняя квадратическая ошибка направлений 0,7 секунды;

2) средняя квадратическая ошибка измеренного азимута 1,3 сек.;

3) относительная средняя  квадратическая ошибка измерения базисных сторон 1/200000;

4) средняя квадратическая ошибка смежных пунктов 2-4 см.;

5) средняя квадратическая ошибка передачи координат исходного пункта на пункты на краях сети по каждой координате 1 м.

Уравненная сеть включала в себя:

164306 пунктов 1 и 2 класса;

3,6 тысяч геодезических  азимутов, определенных из астромомических наблюдений;

2,8 тысяч базисных сторон  через 170-200км.

Совместному уравниванию  подвергались астрономо-геодезическая  сеть доплеровская и КГС.

Объём астрономо-геодезической  информации обработанной при совместном уравнивании для установления СК-95 превышает на порядок объём измерительной  информации.

В 1999 году Федеративная служба геодезии и картографии (ФСГиК) ГГС качественно нового уровня на основе спутниковых навигационных систем: Глонасс, GPS, Навстар. Новая ГГС включает в себя геодезические построения различных классов точности:

1) ФАГС (фундаментальные)

2) Высокоточные ВГС

3) Спутниковая геодезическая  сеть 1 класса (СГС 1)

4) Астрономогеодезическая сеть и геодезические сети сгущения.

WGS-84 сейчас стала международной  системой навигации. Все аэропорты  мира, согласно требованиям ICAO, определяют  свои аэронавигационные ориентиры в WGS-84. Россия не является исключением. С 1999 г. издаются распоряжения о ее использовании в системе нашей гражданской авиации (Последние распоряжения Минтранса № НА-165-р от 20.05.02 г. «О выполнении работ по геодезической съемке аэронавигационных ориентиров гражданских аэродромов и воздушных трасс России» и № НА-21-р от 04.02.03 г. «О введении в действие рекомендаций по подготовке … к полетам в системе точной зональной навигации …», см. www.szrcai), но до сих пор нет ясности в главном — станет ли эта информация открытой (иначе она теряет смысл), а это зависит от совсем других ведомств, к открытости не склонных. Для сравнения: координаты концов взлетно-посадочной полосы аэродрома с разрешением 0,01” (0,3 м) сегодня выдают Казахстан, Молдова и страны бывшей Прибалтики; 0,1” (3 м) — Украина и страны Закавказья; и только Россия, Белоруссия и вся Средняя Азия открывают эти важнейшие для навигации данные с точностью 0,1’ (180 м).

У нас есть и своя общеземная система координат, альтернатива WGS-84, которая используется в ГЛОНАСС. Она называется ПЗ-90, разработана нашими военными, и кроме них, по большому счету, никому не интересна, хотя и возведена в ранг государственной.

Наша государственная  система координат - «Система координат 1942 г.», или СК-42, (как и пришедшая  ей недавно на смену СК-95) отличается тем, что, во-первых, основана на эллипсоиде Красовского, несколько большем  по размерам, чем эллипсоид WGS-84, и во-вторых, «наш» эллипсоид сдвинут (примерно на 150 м) и слегка развернут относительно общеземного. Всё потому, что наша геодезическая сеть покрыла шестую часть суши еще до появления всяких спутников. Эти отличия приводят к погрешности GPS на наших картах порядка 0,2 км. После учета параметров перехода (они имеются в любом Garmin’e) эти погрешности устраняются для навигационной точности. Но, увы, не для геодезической: точных единых параметров связи координат не существует, и виной тому локальные рассогласования внутри государственной сети. Геодезистам приходится для каждого отдельного района самим искать параметры трансформирования в местную систему.

 

2. Измерения в  геодезических сетях

 

2.1 Устройство и  измерение углов теодолитом 3Т2КП, (3Т5КП)

 

Теодолит 3Т2КП предназначен для измерения горизонтальных и  вертикальных углов и относится  к классу точных приборов. Имеет микрометр с ценой деления 1 сек.

Области применения: