ЛЕКЦИЯ № 12

Геодезические сети. Их назначение.. Понятие о государственных геодезических сетях. Методы построения и закрепления плановых и высотных сетей съемочного обоснования, требования к их точности.

У

Назначение геодезических сетей. Геодезические сети создают для получения

на земной поверхности системы опорных геодезических пунктов в определенных

системах плановых и

высотных координат. Такие пункты служат основой созда-

ния карт и планов земной поверхности. Опорные пункты, как и картографические

материалы,

Н

необходимы для проектирования и строительства любых инженерных

Б

сооружений, для получения численных данных о деформациях земнойТповерхно-

сти и решения многих других научных и практических задач.

й

12.1. Понятие о государственных геодезических сетях

назначению

Геодезические сети подразделяются:

по виду определяемых координат - пла-

р

новые и высотные; по виду построения –

триангуляция, полигонометрия, трилате-

рация, спутниковая и их сочетания; по

– государственные, сети сгуще-

о

ния и сети съемочного обоснования, сети специального назначения.

т

Государственная геодезическая сеть создается для распространения на всю

кими

территорию страны единой системы плановых координат и высот. Эта сеть пред-

ставлена геодезичес

пунктами, центры которых закреплены на местности (рис.

з

12.1, а). Носителем координат геодезического пункта служит метка в металличе-

под

ской пластине верхнего центра 4, которая заложена в пилоне – подземном центре

п

пункта. Верхний центр дублируют нижним центром 1, который заложен на дне

котлована

плитой 2. Глубина заложения нижнего центра – не менее 2-х м.

е

Р

Рис. 12.1. Геодезические пункты:

Н

У

а – подземный центр;

б – пирамида ; в –

сигнал; 1 – нижний центр;

2 – плита ;

3 – пилон верхнего центра;

4 – верхний центр; 5 – опознавательный столбик;

6 – визирный цилиндр; 7 – столик ; ГГ –

глубина промерзания грунта;

Т

ОО1

-- вертикальная ось

После закладки центр окапывают и устанавливают опознавательный столбик.

Над центром строят металлическую

пирамиду

(рис.Б1.10, б) или высокий сигнал

(рис. 1.10, в), если они необходимы для обеспечения взаимной оптической видимо-

триангуляции

сти между удаленными пунктами при измеренияхйуглов и расстояний.

новых

Плановые координаты пунктов государственных геодезических сетей в про-

шлом определялись методами

и полигонометрии, в некоторых случа-

т

ях методом трилатерации. В настоящее время координаты существующих геодези-

и

пунктов определяются при помощи геодезиче-

ческих пунктов уточняются, а

з

ских приборов,

основанных на спутниковых системах позиционирования.

Применяются также методы триангуляции и полигонометрии и их комбинаций.

Понятие

п

геометрических методах создания государственных геодезиче-

ских сетей. Метод триангуляции состоит в том, что в вершинах всех треугольных

фигур, образованных пунктами сети, измеряют горизонтальные углы, а длины сто-

Р

рон, называемых базисными, измеряют только в нескольких треугольниках, но не

двух (базисы b1

и b2 на рис 12.2, а). Длины других сторон вычисляют из

менеерешения треугольников по тригонометрическим формулам,

находят дирекционные

углы сторон и определяют координаты пунктов.

У

								геодезичес			ких сетей:
				Рис. 12.2. Схемы плановых
	а – триангуляция (Т ) и полигонометрия (П );									б – спутниковые сети; – пункты
	триангуляции; ◘ -- пункты						полигонометрии			○ – пункты теодолитных ходов;
									;
	◙☼ --		опорные пункты спутниковых							ких сетей; Б1 , Б2 -- базовые
						построения
	пункты спутникового позиционирования; ☼ -- определяемые спутниковые пункты.
ников.					метод				геодезических сетей в виде треугольных фи-
	Трилатерация –
гур, в которых измеряются только длины их сторон (расстояния между центрами
				и
геодезических пунктов),						а углы между сторонами вычисляют из решения треуголь-
	Метод			з			основан на построении геодезической сети, состоящей
			полигонометрии
из ломаных линий, называемых ходами, вершины которых закреплены центрами
пун							рис. 12.2, а). Измеряются длины d сторон хода и гори-
геодезических пунктов (см.
е
зонтальныеоуглы β между ними. Полигонометрические ходы прокладываются меж-
Р		ктами триангуляции,					относительно которых вычисляются плановые коорди-
ду

наты пунктов хода, а их высотные координаты определяются из нивелирования.

12.2. Понятие о современных методах создания государственная геодезической сети

Для модернизации государственной геодезической сети на территории бывшего

СССР, ранее созданной методами триангуляции и полигонометрии, координаты

части ее пунктов были заново определены спутниковыми методами в системе ПЗ-

90 (ПЗ -90-2). В результате были устранены деформации государственной геодези-

У

ческой сети, достигавшие в частности на территории Беларуси 2-х метров, причем

Т

погрешности взаимного положения пунктов на расстояниях между ними в 10–30 км

уменьшились с 10–15 см до 1–4 см .

Н

Спутниковые технологии заложены в основу работ по дальнейшему повыше-

нию точности и оперативности создания государственных и местных геодезических

Б

сетей. На территории России создана фундаментальная астрономо-геодезическая

сеть (ФАГС), расстояния между ее пунктами приняты в 800–1000 км, а погрешно-

й

см на 100 км

сти определения расстояний между ними соответствуют в среднем 1

и

(1 : 10 000 000). Внутри ФАГС размещаются пункты высокоточной геодезической

сети ВГС при расстояниях между ними 150–500 км, определяемых с погрешностью

1 см на 10 км (1 : 1 000 000). По

результатам

наблюдений за изменениями коорди-

ческой сети 1-го класса СГСопределяются-1 при расстояниях между ее пунктами 20 – 40 км и по-

нат пунктов ФАГС и ВГС

элементы общ00000000000их деформаций

земной коры.

Внутри ФАГС и ВГС

координаты пунктов спутниковой геодези-

кими

близ

т1см (1 : 2 000 000). Пункты СГС-1 предназначены для

грешностями,

опорных

обеспечения исходными координатами других видов геодезических работ по разви-

тию

съемочных сетей, проведению топографических съемок, инженер-

п

ных изысканий и др.

ветствии

Государственная геодезическая сеть Республики Беларусь создается в соот-

Р

с нормативными документами: государственными стандартами СТБ 1653-

и СТБ 1820-2007, а также техническими кодексами установившейся практи-

2006

ки: ТКП 120-2007 (03150) «Порядок создания фундаментальной астрономогеодезической сети» [9] и ТКП 119-2007(03150) «Порядок создания спутниковой геодезической сети 1 класса». Работы по сгущению сети опорных геодезических пунктов осуществляются спутниковыми методами. При этом отпала необходимость строить дорогостоящие высокие сигналы типов, показанных на рис. 12.1.

Главной геодезической основой на территории Беларуси является геодезическая сеть ВГС, созданная в 1998 году (рис. 12.4), координаты ее центрального пункта «Минск» определены также в системе фундаментальной астрономо-геодезической сети Российской федерации (ФАГС). Согласно СТБ 1653-2006 пространственное положение пунктов Государственной геодезической сети Беларуси определяется методами космической геодезии, обеспечивающими точность взаимного положения

	со средними квадратическими погрешностями, не превышающими:
	• в плане mD = ±3 мм + 5×10 -8× D;		Т
	• по высоте mН = ±5 мм + 7×10 -8× D,
		Н		У
	где D – расстояние между пунктами.
	Например, при D = 150 км mD = 10 мм	(или mD /D = 1 : 15 000 000), mН = 15
		Б
	мм; при D = 300 км находим mD = 20 мм (или 1 : 15 000 000), m = 26			мм.

	Рис. 12.4. Схема высокоточной геодезической сети (ВГС) Республики Беларусь:
Р	центральный пункт «Минск» является пунктом ФАГС Российской Федерации;
	ппериферийные пункты ВГС – «Брест», «Гродно», «Витебск», «Гомель»
еСпутниковая геодезическая сеть СГС-1 служит для сгущения пунктов ВГС.
	Расстояния между пунктами СГС-1 должны составлять 15–25	км. Погрешность вза-
	имного положения пунктов допускается: в плане mD = ±3 мм	+ 1×10	-7	× D; по высо-

те mН = ±5 мм + 2×10 -7× D;

Ранее созданные плановые сети триангуляции 1 – 4 классов модернизируются на основе спутниковых технологий, точность определения их координат не должна быть грубее ±10 см.

Пункты государственных геодезических сетей 1-го и 2-го классов являются исходными для развития геодезических сетей любого назначения на территории государства. Расстояния между ними составляют 7–25 км. Для увеличения плот-

ности исходных геодезических пунктов внутри сетей 1-го и 2-го классов выполня-

ется развитие сетей триангуляции и полигонометрии

3-го и 4-го классов (длины

сторон

Т

2-8 км). Погрешности расстояний между соседними пунктами

составляют

Н

У

5–15 см (в относительной мере от

1 : 300 000 до 1 : 25 000).

Точность измерения углов триангуляции 1, 2, 3 и 4-го классов характеризуется

средними квадратическими погрешностями 0,7"; 1"; 1,5" и 2", а средние квадрати-

ческие относительные погрешности определения длины сторон в слабом месте

(вдали от базисов) – относительными погрешностями 1/200 000; 1/150 000; 1/120

000; 1/25 000 соответственно.

ких

Б

В государственных полигонометричес

сетях 1, 2, 3 и 4-го классов горизон-

средними

тальные углы измеряются со

квадратическимий

погрешностями 0,4"; 1";

о

1,5" и 2", длина сторон с относительными средними квадратическими погрешно-

стями 1/300 000; 1/250 000; 1/150 000 и 1/25 000.

т

Государственные нивелирные сети I, II, III и IV классов на местности закре-

и

которые закладывают или в

плены постоянными знаками – реперами (рис.12.3),

з

грунт (грунтовые реперы), или в стены капитальных зданий и сооружений (стенные

обратном

реперы). Высотная координата (отметка) репера в прошлом определялась только

наземными способами нивелирования (измерения превышений), которые подразде-

п

ляются на нивелирование I, II, III и IV классов. Погрешности нивелирования в пря-

тимы(в мме):

направлениях, т.е.

нивелирования двойным ходом, соответственно

мом

Р

характеризуются величинами 0,5;

2; 4 и 8

мм на 1 км нивелирного хода, допус-

невязки в соответствии с классом нивелирования определяются величинами

3 L,

5

, 10

, 20

, где L – длина хода в км.

L

L

L

У

					й
		3 – труба диаметром 30-50 мм или отрезо рельсазаложения; 4 – якорь бетонный; 5 – скважина; Г– граница
				Рис. 12.3. Схемы реперов	знаков:
		а, д – репер грунтовый для зоны сезонного промерзания; б, в – охранная плита и опознава-
		тельный столб; г –		координаты
				стенной репер; е – репер свайный для закладки в скважине ниже зоны рыхлых
		грунтов; ж – репер плитный (цокольный) для				в конструкциях сооружений (1 – опозна-
		вательный столб;		2 – носитель высотной		(выступ для постановки нивелирной рейки);
		чества опорных пунктов натерриториигорода или крупного промышленного пред-
		глубины промерзания грунтов; Р – основание слоя рыхлого грунта)
		Плановые сети сгущения. Сети сгущения необходимы для увеличения коли-
				и
			геодезичес
		приятия при		тком обеспечении съемочных и строительных работ. Сети
		ляться методамигеодезических засечек.
		сгущения создаются относительно пунктов более высокого класса точности мето-
		дами триангуляции, или полигонометрии (см. рис. 12.2, б), или спутниковыми. От-
		п
		дельные пункты сетей сгущения (например, пункт Е на рис 12.2, б) могут опреде-
	чествекие погрешности измерения углов в разрядных сетях составляют 5" и 10" и харак-
	Р	По точности эти сети подразделяются на сети 1-го и 2-го разрядов. Для них в ка-
		исходных служат геодезические пункты 1-4 классов. Средние квадратиче-

теризуются относительной погрешностью сторон не более 1/20 000 и 1/10 000.