Опорные геодезические сети

Геодезической сетью называют совокупность пунктов на земной поверхности, закрепленных специальными центрами, положение которых определено в общей для них системе координат и высот. Основным принципом построения сетей является – от общего к частному. То есть сначала определяют координаты небольшого количества точек с высокой точностью, а затем от них определяют координаты большого количества точек с меньшей точностью.

Геодезические сети: Плановые (Х и Y; и ) Высотные (Н)

Плановые геодезические сети (ПГС) Методы построения плановых сетей: 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 Известно: А (х а, у а ); B (х в,у в ); a ав Длины двух других сторон d 1 и d 2 треугольника АВP могут быть вычислены по теореме синусов

Методы построения плановых сетей: Трилатерация – метод определения планового положения геодезических пунктов путем построения на местности сети треугольников, в которых измеряют длины их сторон. Если в треугольнике АВP 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.

Методы построения плановых сетей: 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. Полигонометрия: а полигонометрический ход; б – система ходов

Виды сетей: Государственные - имеют пункты равномерно распределенные по всей территории страны и являются исходными для построения других сетей. Сети сгущения – прокладываются между государственными сетями. Съемочные сети – прокладываются в виде теодолитных ходов и служат основой для съемки местности.

Государственные сети Государственная геодезическая сеть покрывает всю территорию Российской Федерации и служит ее главной геодезической основой. По точности государственные сети подразделяются на классы – 1, 2, 3, 4 класс Сети 1 класса прокладываются вдоль параллелей и меридианов полигонами периметром около 800 км. Основной способ – триангуляция. Территория внутри полигона заполняется пунктами 2 класса Пункты 3 и 4 классов прокладываются между пунктами 2 класса (сгущение) Сторона треугольника 3 класс – 3-5 км: 4 класс – 2-3 км.

Государственные сети 8 – 20 км (сторона треугольника 1 класса 5 – 8 км (сторона треугольника 2 класса)

Государственная сеть включает: ФАГС – фундаментальная астрономо-геодезическая сеть. Сеть пунктов, геоцентрические координаты которых определяются методами космической геодезии относительно центра масс Земли. ВГС – высокоточная геодезическая сеть. 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. СГС-1 – спутниковая геодезическая сеть 1-го класса. Сеть, создаваемая по мере необходимости по наблюдениям спутников систем ГЛОНАСС и GPS.

Характеристики точности Сеть Расстояние между смежными пунктами, км Погрешность взаимного положения пунктов По плановым координатам По высоте ФАГС см 3 см ВГС мм +0,05 мм · D 5 мм +0,07 мм · D СГС мм +0,1 мм · D 5 мм +0,2 мм · D

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

Закрепление пунктов плановой сети Геодезические пункты надежно закрепляются центрами изготовленными из бетона или металла.

Закрепление пунктов плановой сети Над центром устанавливается знак в виде пирамиды или сигнала, которые заканчиваются визирным цилиндром.

Съемочные сети 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 может быть и самостоятельной, построенной в местной системе координат. В съемочных сетях, как правило, одновременно определяют положение пунктов в плане и по высоте.

Съемочные сети Виды теодолитных ходов: замкнутый, разомкнутый, свободный

Теодолитный ход (по точности) 1 разряд Точность 1/ разряд Точность 1/1000

Полевые работы при прокладке теодолитных ходов: Рекогносцировка. Намечают направление хода, его форму, определяют пункты к которым будет выполнена привязка. Закрепляют вершины колышком и сторожком. Измерят магнитный азимут начальной стороны. Измеряют расстояние между вершинами. Измеряют все правые по ходу горизонтальные углы. По результатам составляют схему хода.

Камеральные работы 1. Через магнитный азимут вычисляют дирекционный угол начальной стороны 2. Вычисляют горизонтальные проложения 3. Вычисляют координаты вершин теодолитного хода

3.1 Уравнивание измеренных углов Уравнивание – т.е. вычисление ошибки и избавление от нее. Ошибка - невязка изм = теор = 180 (n – 2) Для замкнутого хода Σβ теор = Ду нач - Ду кон +180˚ n Для разомкнутого хода Угловая невязка f βвыч = Σβ изм – Σβ теор

f βдоп = ± 1, f βвыч f βдоп Если то угловая невязка распределяется с обратным знаком в измеренные углы поровну поправки δ β = - f βвыч /n

Вычисляем исправленные углы: β испр = β изм + δ β Контроль: Σβ испр = Σβ теор

3.2 Вычисление дирекционных углов Ду посл = Ду пред + 180˚ – β испр 3.3 Вычисление приращения координат Δх i = d cos ДуΔу i = d sin Ду 3.4 Уравнивание Δх и Δу ΣΔх выч =ΣΔу выч = ΣΔх теор = х кон – х нач ; ΣΔу теор = y кон – y нач,

3.5 Вычисляем линейные невязки f х = ΣΔх выч - ΣΔх теор f у = ΣΔу выч - ΣΔх теор Абсолютная невязка f абс = f отн = f абс / Р Относительная невязка f отн f доп 1/N 1/2000 – 1 разряд 1/1000 – 2 разряд

Линейные невязки f х и f у распределяют в вычисленные приращения координат с обратным знаком пропорционально горизонтальным проложениям. δ хi = (- f х /Р) d i δ уi = (- f у /Р) d i Исправленные приращения координат определяются как алгебраическая сумма вычисленных приращений и поправок Δх испр i = Δх i + δ хi Δу испрi = Δу i + δ уi Суммы исправленных приращений координат должны быть равны теоретическим суммам приращений координат, что является контролем уравнивания

3.6. Вычисление координат вершин теодолитного хода х посл = х пред + Δх испр у посл = у пред + Δу испр

Высотные геодезические сети Государственные Сети сгущения Съемочные сети Государственные сети создаются методом геометрического нивелирования. В зависимости от точности государственные сети делятся на классы: I, II, III, IV.

Сети I класса прокладываются равномерно по всей территории страны вдоль крупных железных и автомобильных дорог, вдоль крупных рек замкнутыми полигонами периметром км. Сети II класса прокладываются полигонами периметром км между пунктами I класса и являются основой для развития сетей III, IV класса.

Класс нивелирован ия Периметры нивелирных полигонов, км Обжитые районы России Малообжитые районы России Локальные и площадные геодинами- ческие полигоны Города застроенная территория Незастроен- ная территория I II III IV

Класс нивелирова- ния Предельная средняя квадратическая ошибка мм/км Допустимая невязка в полигонах и ходах Расхождение значений превышения на станции, мм I0.83L3L 0.5 II2.05L 0.7 III5.010L 3 IV10.020L 5

Закрепление пунктов высотной сети РЕПЕРА: Вековые Фундаментальные Грунтовые Стенные Закрепление пунктов высотной сети : 1. репера 2.марки

Вековые репера

Фундаментальные репера

Грунтовые репера

Стенные репера

Марки

Съемочные сети Теодолитно-высотный ход Теодолитно-нивелирный ход Тахеометрический ход Теодолитно - высотный ход – это теодолитный ход, в котором расстояния между вершинами измеряют лентами или рулетками, а превышение между вершинами измеряют тригонометрическим нивелированием В теодолитно-нивелирных ходах превышение измеряют геометрическим нивелированием. В тахеометрических ходах расстояние измеряют нитяными дальномером, а превышение тригонометрическим нивелированием.

Полевые работы: Намечают направление хода, его форму, определяют пункты к которым будет выполнена привязка. Закрепляют вершины хода колышком и сторожком. Измерят магнитный азимут начальной стороны. Измеряют расстояние между вершинами. Измеряют все правые по ходу горизонтальные углы. Измеряют превышения тригонометрическим или геометрическим нивелированием По результатам составляют схему хода и схему нивелирования.

Камеральные работы Вычисляют координаты вершин теодолитного хода Вычисляют высоты вершин теодолитного хода

Вычисление высот вершин теодолитно - высотного хода Превышения между вершинами теодолитного хода h вычисляются через горизонтальное проложение d и вертикальный угол прямого ν прям и обратного ν обр : h прям = d tgν прям h обр = d tgν обр Знак превышения зависит от знака вертикального угла.

Среднее превышение h сред = (|h прям | + |h обр | ) / 2 Знак среднего превышения принимают по знаку прямого вертикального угла. Для уравнивания превышений вычисляют высотную невязку f h = Σ h сред - (Н кон – Н нач ) Допустимая невязка f h доп = ±0,0 4 Р с / Р с периметр хода в сотнях метров

Если высотная невязка f h меньше (или равна) допустимой невязки f h доп, то ее распределяют в средние превышения с обратным знаком пропорционально длинам сторон: δ h = (- f / Р) d Исправленные превышения h испр = h сред + δ h Высоты вершин теодолитного хода Н посл = Н пред + h испр

Вычисление высот вершин теодолитно- нивелирного хода Превышения между связующими точками: h ч = а ч – в ч h кр = а кр – в кр Если разность между h ч и h кр не более 5 мм, вычисляют h сред f h = Σ h ср – (Н кон – Н нач )