2. Виды геодезических работ при инженерно-геодезических изысканиях выполненных для целей проектирования ремонта магистрального газопровода

1. Создание планово – высотной съемочной геодезической сети

Производству топографических съемок любого вида( тахеометрических, нивелирных, аэросъемок и космических съемок) предшествует обязательная и весьма ответственная работа по созданию геодезического(планово-высотного) обоснования.

Геодезические сети подразделяют на плановые и высотные: плановые сети служат для определения координат X и Y геодезических центров, а высотные сети - для определения их высот.

Съемочная геодезическая сеть (съемочное обоснование) создается с целью сгущения геодезической плановой и высотной основы до плотности, обеспечивающей выполнение топографической съемки. В дальнейшем - "съемочная сеть". Съемочная сеть представляет собой систему закрепленных на местности точек (временных геодезических пунктов) с известными планово-высотными координатами [16].

Пункты съемочной сети определяются построением съемочных

триангуляционных сетей, проложением теодолитных и мензульных

ходов, прямыми, обратными, комбинированными засечками, геодезической аппаратурой.

Плотность и расположение пунктов съемочного обоснования

устанавливается техническим проектом в зависимости от выбранной

технологии работ, определенной с соблюдением данной Инструкции.

Съемочная сеть развивается от пунктов государственных

геодезических сетей, геодезических сетей сгущения 1 и 2 разрядов и

технического нивелирования.

В связи с широким внедрением в геодезическую деятельность спутниковых технологии, в настоящее время наиболее рациональным методом определения планово-высотного положения пунктов сети сгущения, как и съемочных сетей, является применение спутниковых геодезических средств глобальной системы позиционирования ( GPS), что не исключает полностью и традиционные методы. Широкое применение GPS измерений обусловлено тем, что спутниковые технологии превосходят традиционные методы по точности и оперативности получения данных.

Преимущества спутниковых технологий на базе использования GPS-приемников по сравнению с традиционными методами топографических работ:

При применении устоявшихся наземных геодезических методов всегда возникала потребность в обеспечении прямого зрительного контакта между несколькими определяемыми пунктами, а это, как правило, приводилось к строительству весьма дорогостоящих наружных геодезических знаков и к необходимости поиска пунктов на немалых командных высотах, к которым не всегда можно подобрать удобный доступ. Даже при условии выполнения всех этих требований наибольшее расстояние между смежными пунктами не могло превышать нескольких десятков километров. На сегодняшний день современная спутниковая технология открывает возможность осуществления высокоточных геодезических измерений без прямого визуального контакта между исследуемыми пунктами, вследствие чего отпадает необходимость составления наружных знаков, а также выбора пунктов, находящихся на различных возвышениях. При этом нет ограничений по длинам базисных линий, они могут достигать нескольких тысяч километров.

При осуществлении большинства геодезических измерений обычными методами необходима оптическая видимость исследуемых пунктов, следствием чего всегда является необходимость в хороших условиях видимости, а также в соответствующих временах суток, что значительно уменьшает производительность полевых геодезических работ. В то же время спутниковые методы геодезического определения местоположения – всепогодные, а значит, все необходимые измерения можно производить в любое время года и суток при любой погоде. В таком случае производительность труда резко возрастает.

Разнообразные геодезические измерения, основанные на традиционных методах, производятся в неустойчивых высокодинамичных приземных атмосферных слоях. В результате этого очень часто внешние условия оказываются основными источниками ошибок, значительно ограничивающими предельную точность различных геодезических измерений и сокращающими круг задач, которые решаются геодезическими методами. Если использовать спутниковые геодезические технологии, то влияние атмосферы уменьшается многократно, что и позволяет увеличить предельную точность измерений на несколько порядков.

Традиционные геодезические методы ориентированы на отдельное создание высотных и плановых сетей, что обуславливается недостаточной универсальностью обычных геодезических методов, не позволяющих с необходимой точностью одновременно определять все три координаты пунктов.

Традиционные методы геодезических измерений обладают очень низким уровнем автоматизации, а это не только понижает производительность труда, но и в отдельных случаях приводит к появлению дополнительных измерительных ошибок, обусловленных человеческими факторами. При спутниковых измерениях процесс измерений и дальнейших вычислений полностью автоматизирован, а роль наблюдателя значительно уменьшается.

Топографические работы с применением GPS-технологий выполняются в два этапа. Первый этап – определение на местности координат точки, которая впоследствии будет играть роль базовой станции.

Второй этап – топографическая съемка местности GPS-приемниками

в любом удобном для топографа и приемлемом по точности режиме. Второй этап возможен только при наличии работающего приемника, установленного на базовой станции, координаты которой определены первом этапе. Первый этап работ по определению координат базовой станции иначе называют «координирование базовой станции». Площадь района производства работ ограничивается длиной базовой линии, которая может быть вычислена между базовым и роверным приемником. В случае, когда базовый приемник - одночастотный, длина базовой линии обычно не превышает 20-25 км. При использовании двухчастотного приемника – это расстояние в большинстве случаев не превышает 50 км. После определения границ участка работ, приблизительно в центре его отыскивается место для установки базовой станции. Это место должно удовлетворять следующим основным условиям:

- открытое небесное пространство для спутниковых наблюдений,

- защищенность от механических повреждений как самого приемники, так и его элементов,

- сохранность спутниковой аппаратуры в период проведения работ.

После этого вблизи участка работ отыскиваются пункты ГГС с известными координатами. Необходимо соблюдать по возможности следующие условия выбора пунктов ГГС:

- равномерное распределение пунктов ГГС вблизи границы объекта работ вокруг базовой станции,

- принадлежность пунктов ГГС к одной по точности (классности) сети, и выполненной одной организацией.

Пункты полигонометрии или триангуляции 4 класса, либо разрядных сетей по точности координат не всегда годятся для решения данной задачи. Для привязки базовой станции по высоте необходимо брать высоты пунктов ГГС из каталогов геометрического нивелирования. В каталогах пунктов плановых координат обычно даны высоты из тригонометрического нивелирования (это можно увидеть по отсутствию сантиметровых, а иногда и дециметровых единиц в написании их отметок). Поэтому, при выписывании данных по ГГС, необходимо выяснить наличие каталогов по нивелирным сетям и сделать

выписку данных по высотной геодезической сети на объекте работ. Если плановые пункты ГГС не имеют высот из геометрического нивелирования, то при определении пространственных координат базовой станции необходимо дополнительно включать в наблюдения пункты (реперы), имеющие отметки с точностью, необходимой и достаточной для данных топографических работ.

Пунктов ГГС, выбранных для первого этапа работ, должно быть не менее пяти [5]. Пункты должны находиться в удобных для спутниковых измерений местах. Над пунктами не должно быть высоких внешних геодезических знаков. Наличие металлических или деревянных сигналов (пирамид) высотой до 5 м обычно допускается, так как они практически не мешают прохождению радиоволн. После выбора базовой станции и полевого обследования пунктов

ГГС, производятся полевые работы по выполнению первого этапа работ. Для этого на точке, выбранной в качестве базовой станции, устанавливается ГНСС-приемник и приводится в рабочее состояние (включается). Затем производится выезд и установка остальных приемников на выбранные пункты ГГС. Необходимо, чтобы выездные (передвижные) приемники (роверы) и стационарный приемник (базовая станция) выполняли спутниковые наблюдения синхронно, то есть, что бы был общий для обоих приемников период работы. При этом роверы - приёмники, работающие на пунктах ГГС или на определяемых точках, могут и не иметь между собой общего временного периода наблюдений. Возможен также вариант, когда координирование точки базовой станции происходит в течение несколько дней. Продолжительность сеанса спутниковых наблюдений роверов на пунктах ГГС должно быть не менее необходимого, определяемого по формулам :

,

, (1)

где t1 – продолжительность сеанса одночастотных спутниковых на-

блюдений, мин;

t2– продолжительность сеанса двухчастотных спутниковых на-

блюдений, мин;

D – длина базовой линии, мм.

При создании съемочного обоснования с помощью спутниковых приемников следует руководствоваться «Инструкцией по развитию съемочного обоснования и съемки ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАС и GPS» [17] и другими нормативными документами [5, 7, 8, 9]. После того, как на всех пунктах ГГС были произведены спутниковые наблюдения роверами, производится камеральная обработка измерений [18].