геодезичні мережі
Геодезичної мережею називають сукупність пунктів на земній поверхні, закріплених спеціальними центрами, положення яких определ ?? ено в загальній для них системі координат і висот.
Розрізняють планові, висотні і просторові мережі. Планові мережі - ϶ᴛᴏ такі, в яких определ ?? єни планові координати (плоскі - x. Y або геодезичні - широта B і довгота L) пунктів. У висотних мережах визначають висоти пунктів щодо відлікової поверхні, наприклад, поверхні геоїда (а точніше - квазігеоїда). В просторових мережах визначають просторові координати пунктів, наприклад, прямокутні геоцентричні X. Y. Z або геодезичні B, L, H.
6.1. Методи побудови планових мереж
При побудові планових мереж окремі пункти мережі служать вихідними - їх координати повинні бути відомі. Координати інших пунктів визначають за допомогою вимірювань, що пов'язують їх з вихідними. Планові геодезичні мережі створюють наступними методами.
Триангуляція - метод определ ?? ення планового положення геодезичних пунктів шляхом побудови на місцевості мережі трикутників, в яких вимірюють кути, а також довжини деяких сторін, які називаються базисними сторонами (рис. 6.1).
Покладемо, що в трикутнику АВP відомі координати пунктів А (.) І B (.). Це дозволяє шляхом розв'язання оберненої геодезичної задачі визначити довжину сторони і дирекційний кут напрямку з пункту A на пункт B. Довжини двох інших сторін трикутника АВP бувають обчислені по теоремі синусів
Мал. 6.1. Схема мережі тріангуляції
Продовжуючи подібним чином, обчислюють довжини нд ?? ех сторін мережі. У разі якщо, окрім базису b відомі інші базиси (на рис. 6.1 базиси показані подвійною лінією), то довжини сторін мережі можна обчислити з контролем.
Кути дирекцій сторін АP і ВP трикутника АВP рівні
Координати пункту P визначаться за формулами прямої геодезичної задачі
Аналогічно обчислюють координати нд ?? ех інших пунктів.
Трилатерація - метод определ ?? ення планового положення геодезичних пунктів шляхом побудови на місцевості мережі трикутників, в яких вимірюють довжини їх сторін.
У разі якщо в трикутнику АВP (рис. 6.1) відомий базис b і виміряні сторони і. то на базі теореми косинусів, можна обчислити кути трикутника;
Так само обчислюють кути нд ?? ех трикутників, а потім, як і в тріангуляції, - координати нд ?? ех пунктів.
Лін ?? ейно-кутова мережа будується, як правило, як мережу трикутників, в яких вимірюють кути і довжини сторін. Такі мережі мають велике число надлишкових вимірювань і в зв'язку з цим відрізняються високою надійністю.
Полігонометрія - метод определ ?? ення планового положення геодезичних пунктів шляхом прокладання ламаної лінії (полігонометричних ходу) або системи пов'язаних між собою ламаних ліній (мережі полігонометрії), в яких вимірюють кути повороту і довжини сторін.
Мал. 6.2. Полігонометрія: а - полігонометричних хід; б - система ходів
Схема полігонометричних ходу показана на рис. 6.2 a. де A і B - вихідні пункти; CA і BD - вихідні напрямки, дирекційні кути яких відомі; 1, 2, 3, 4, 5 точки (вершини) ходу; - виміряні горизонтальні кути; - виміряні довжини сторін (i = 1, 2, ...).
На рис. 6.2 б показана схема системи полігонометричних ходів. Точки 2, 4, 8, де з'єднуються різні ходи, називаються вузловими.
Супутниковий метод определ ?? ення координат геодезичних пунктів заснований на вимірах за сигналами супутників навігаційних систем ГЛОНАСС (Росія) і GPS (США), що виконуються двома (і більше) наземними приймачами. За результатами вимірювань з високою точністю визначають різниці. . геоцентричних координат між пунктами. У разі якщо координати одного з пунктів відомі, то, додавши до них виміряні різниці, знаходять координати інших пунктів. Далі координати перетворять в геодезичні або плоскі прямокутні.
6.2. Основні види планових геодезичних мереж
Геодезичні мережі за призначенням класифікують на державні геодезичні мережі, геодезичні мережі згущення, геодезичні мережі спеціального призначення і знімальні мережі.
Державна геодезична мережа. Державна геодезична мережа покриває всю територію Укаїни і служить її головною геодезичної основою.
Державна геодезична мережа (ГГС) призначена для вирішення наступних базових завдань, що мають господарське, наукове і оборонне значення: встановлення і поширення єдиної системи координат на всю територію країни і підтримання її на рівні сучасних і перспективних вимог; геодезичне забезпечення картографування території країни і акваторій оточуючих її морів; геодезичне забезпечення вивчення земельних ресурсів та землекористування, кадастру, будівництва, розвідки і освоєння природних ресурсів; забезпечення геодезичними даними засобів наземної, морської і аерокосмічної навігації, аерокосмічного моніторингу природного і техногенного середовища; вивчення поверхні і гравітаційного поля Землі та їх змін у часі; вивчення геодинамічних явищ; метрологічне забезпечення високоточних технічних засобів определ ?? ення розташування і орієнтування.
У міру вдосконалення засобів вимірювань і накопичення нових даних ГГС модернізується. Створювана в даний час мережа згідно "Основних положень про державну геодезичної мережі Укаїни" включає: фундаментальну астрономо-геодезичну мережу, високоточну геодезичну мережу, супутникову геодезичну мережу 1 класу, а також астрономо-геодезичну мережу і геодезичні мережі згущення.
Фундаментальна астрономо-геодезична мережа (ФАГС) - мережа пунктів, геоцентричні координати яких визначаються методами космічної геодезії щодо центру мас Землі з похибкою не більше 10-15 см. Відстані між пунктами 650 - 1000 км.
Високоточна геодезична мережа (ВГС) забезпечує поширення на всю територію країни геоцентричної системи координат і уточнення параметрів зв'язку геоцентричної системи з діючою системою координат СК-95. Пункти ВГС визначаються за спостереженнями супутників навігаційних систем ГЛОНАСС і GPS. Відстані між пунктами 150 - 300 км.
Супутникова геодезична мережа 1 класу (СГС-1) - мережа, що створюється за міру вкрай важливо сті за спостереженнями супутників систем ГЛОНАСС і GPS. Відстані між пунктами 25 - 35 км.
Характеристики точності розглянутих вище мереж представлені в табл. 6.1, де D - відстань між пунктами в км.
Відстань між суміжними пунктами, км
Астрономо-геодезична мережа включає раніше створені мережі 1 і 2 класів. Мережі 1 класу створювалися у вигляді ланок довжиною 200 - 250 км, розташованих переважно вздовж меридіанів і паралелей ?? їй і утворюють замкнуті полігони периметром 800 - 1000 км. Мережа 2 класу - суцільна мережа всередині полігонів. Мережі 3 і 4 класів спираються на пункти 1 і 2 класів і служать згущення мережі.
Мережі згущення. Там, де потрібне подальше згущення мережі (наприклад, в насел ?? енних пунктах), спираючись на державну геодезичну мережу, розвивають мережі згущення 1 і 2 розряду. чим досягається щільність на 1 не менше 4 пунктів на забудованій території і 1 пункт на незабудованій території.
Геодезичні мережі спеціального призначення створюють в тих випадках, коли потрібно особливо висока точність геодезичної мережі. Геодезичну мережу спеціального назначеніястроят в державній або в місцевій системі координат. Прикладами таких мереж є створювані на жел ?? езних дорогах реперні системи, які повинні служити основою для вс ?? ех знімальних і розбивочних геодезичних робіт, що виникають при проектуванні, будівництві і поточному утриманні жел ?? езних доріг, а також для моніторингу колії та споруд , межування земель та кадастрової зйомки в межах смуги відведення.
Знімальну мережу створюють при виконанні зйомки місцевості. Вона розвивається від пунктів державної геодезичної мережі та мереж згущення 1 і 2 розрядів. Але при зйомці окремих ділянок знімальна мережа повинна бути і самостійною, побудованої в місцевій системі координат. У знімальних мережах, як правило, одночасно визначають положення пунктів в плані і по висоті.
Граничні похибки планового положення пунктів знімальної мережі відносно вихідних пунктів не повинні перевищувати на відкритій місцевості і на забудованій території 0,2 мм в масштабі плану і 0,3 мм на місцевості, що закрита деревами та чагарниками.
Координати пунктів знімальної мережі визначають прокладанням теодолітних ходів, побудовою тріангуляції, зарубками, супутниковим методом і ін.
6.3. Закріплення пунктів планових геодезичних мереж
Пункти геодезичних мереж закріплюють на місцевості спеціальними знаками - центрами, покликаними забезпечити стійкість і тривале збереження пунктів.
Вид центру залежить від призначення мережі і характеру грунту. Офіційними нормативними документами [16, 17, 21] встановлено типові конструкції центрів, що залежать від класу пункту і місцевих умов. Οʜᴎ різні для районів сезонного промерзання грунтів, для районів багаторічної мерзлоти, для районів поширення рухливих пісків.
На рис. 6.3 показаний центр пункту державної геодезичної мережі 1 - 4 класів для районів сезонного промерзання грунту. Центр є жел ?? езобетонний пілон перетином см і скріплений з ним цементним розчином якір діаметром 50 см і висотою 20 см. Підстава центру розташовують на 50 см нижче межі найбільшого промерзання грунта͵ але у НД ?? ех випадках не менше 1,5 м від поверхні землі. На верху пілона кріпиться (цементним розчином або приварюється) чавунна марка, на верхній поверхні якої відзначена точка, до якої відносяться координати пункту.
В 1,5 м встановлюють сприяє відшукання центру розпізнавальний знак - жел ?? езобетонний стовп з укріпленої на ньому металевою охоронної плитою, зверненої в бік центру.
До впровадження в геодезичне виробництво супутникових технологій над центрами геодезичних пунктів встановлювалися зовнішні геодезичні знаки - дерев'яні або металеві споруди, службовці об'єктом візування на пункт і для підйому геодезичних приладів над землею. Основними типами зовнішніх знаків були піраміда і сигнал (рис. 6.4).
