9.2 Создание Государственной геодезической сети в ссср

Построение Государственной геодезической сети (ГГС) начиналось с разработки схемы и программы триангуляции 1кл. Первая схема и программа развития ГГС была разработана комиссией под руководством генерала И.И. Померанцева, начальника КВТ, в 1909г. В 1910г. была утверждена «Инструкция для производства триангуляции 1класса» и начато осуществление плана работ в Европейской части России. В 1924г. ВГУ совместно с КВТ приняли схему построения опорной геодезической сети (ОГС) триангуляции 1кл., а в 1925г. утверждена «Временная инструкция по триангуляции 1кл. Предусматривалось построение больших полигонов 1кл.в Европейской части СССР, внутри которых прокладывались ряды 2 кл. Профессор Ф.Н.Красовский в 1928г. предложил новую схему и программу построения ГГС триангуляции, в которой предусматривалось уменьшение периметров полигонов до 800км. Эта схема и программа была рассчитана на обеспечение съемки в масштабе 1:10000 и мельче. В этом же году была издана новая инструкция по триангуляции 1кл., в основу которой были положены предложения Красовского Ф.Н.

В 1939г. были разработаны «Основные положения о схеме и программе опорной государственной геодезической сети 1939г.», в основу которой положена схема, предложенная Красовским Ф.Н. в 1928г.

В 1948г. был разработан проект «Положения о государственной геодезической сети СССР» (ПП - ГГС-48), в котором сети разделяли уже на 1, 2 и 3 классы и предусматривалось повышение точности угловых измерений путем построения сплошных сетей триангуляции 1 кл.

В 1954г. были приняты новые «Основные положения» (ОП-ГГС - 54), в которых вводилась триангуляция 4 кл. В 1961г. были приняты «Основные положения» и «Инструкция о построении Государственной геодезической сети Союза ССР», изданной в 1961г. Второе и последнее издание этой инструкции было в 1966г.

9.3 Исходные геодезические даты

Одно из главных задач ВГУ было распространение на всю территорию страны единой системы координат. Эта задача неразрывно связана с выбором начального пункта системы. В 1928г. на 3-ем геодезическом совещании было принято решение о введении на всей территории СССР прямоугольной системы координат Гаусса-Крюгера. В 1930г. было издано «Руководство, формулы и таблицы по применению прямоугольных координат Гаусса-Крюгера», разработанное под руководством Ф.Н.Красовского и этот год считается началом применения в Советском Союзе системы прямоугольных координат Гаусса-Крюгера. В качестве поверхности относимости (математической поверхности Земли) был принят эллипсоид Бесселя. Ф.Н.Красовский провел исследования этого эллипсоида (изложены в «Руководстве по высшей геодезии» и в статьях) и доказал, что для территории СССР строгая математическая обработка астрономо-геодезической сети должна выполняться на другом эллипсоиде, имеющем наименьшие отступления от геоида, чем эллипсоид Бесселя. Было решено произвести расчеты такого эллипсоида. С этой целью в ЦНИИГАиК под руководством Ф.Н.Красовского были выполнены вычисления размеров эллипсоида из совместной обработки астрономо-геодезических сетей СССР, Западной Европы, США, Индии. Лабораторию высшей геодезии, производившую вычисления, с 1935г. возглавлял А.А.Изотов (1907-1988). В результате в 1940г. были получены размеры эллипсоида: большая полуось а = 6378245м, сжатие α =1:298,3.

Ориентирование эллипсоида относительно геоида первоначально предполагалось провести в середине территории СССР и был выбран пункт в районе города Кокчетава Казахской ССР, на котором были выполнены необходимые астрономические определения. Но после уравнивания триангуляции 1кл., проведенного в 1942-1944гг., была принята Пулковская ориентировка, с учетом традиций и преемственности. Исходным пунктом АГС СССР снова был принят центр круглого зала Пулковской обсерватории, не являющийся пунктом триангуляции. Высота геоида над поверхностью эллипсоида была принята равной нулю. Время показало, по мнению Л.А.Кашина, ошибочность принятого тогда решения (в книге «Построение классической астрономо-геодезической сети России и СССР (1816-1991гг)», изданной в 1999г.)). Новая система координат получила название: система координат 1942г. (год полного завершения вычислений) или Пулковской системы. Эта система была утверждена 7апреля 1946г. Постановлением Совета министров СССР, а референц-эллипсоиду присвоено имя Красовского.

По спутниковым измерениям установлено, что размеры эллипсоида Красовского получены с высокой точностью: ошибка в большой полуоси составила всего 108м (6378137м), а сжатие полностью совпало. Определение размеров и формы эллипсоида Ф.Н.Красовским и А.А.Изотовым оказалось последним и самым точным из всех, полученных классическим наземным методом.

Принятая система координат прослужила более 50 лет. Ее точность характеризуется средней квадратической ошибкой положения любого пункта: на Западе страны - величиной в несколько метров, на Востоке – до 15м и более. В 70-80-х годах началась модернизация ГГС и ошибки удаленных пунктов снизились до 4м, а в конце 20в. были снижены до величины менее 1м.

Во второй половине 20в. стали вводить общеземную систему координат – геоцентрическую, с началом в центре масс Земли. С помощью специальных искусственных спутников Земли (ИСЗ) ГЕОИК определяли параметры Земли, ее фундаментальные постоянные, в 1977,1985 и 1990гг. В геоцентрической системе координат 1990г. (ПЗ-90) точность определения взаимного положения пунктов на расстоянии 3-5 тыс.км характеризовалась величиной порядка 0.3м или относительной ошибкой 10^-7 . Носителями системы координат ПЗ-90 являются пункты космической геодезической сети (КГС) в количестве 30 пунктов. Связь пунктов КГС и системы 1942г. устанавливалась с ошибкой порядка 3м. С выходом в ближний космос потребовалась новая геоцентрическая система координат. Такая система - СК-95, введена с 1июля 2002г. Постановлением Правительства России от 28.07.2000г. вместо СК-42. Но для обеспечения орбитальных полетов и навигации используется геоцентрическая система СК ПЗ-90.

9.4. Уравнивание астрономо-геодезической сети

Уравнивание АГС началось в 1939г. Первоначально в уравнивание были включены ряды триангуляции 1кл, образовавшие 87 полигонов. Общая протяженность звеньев составила 75300км. АГС состояла из 4733 пунктов , образовавших 310 звеньев с 226 базисами, 723 пунктами Лапласа. Уравненная сеть обеспечивала координатами около одной третьей части территории страны. Распространение системы координат 1942г. на всю территорию страны в дальнейшем проводилось последовательно на все регионы по мере производства измерений и создания блоков АГС. При этом, при уравнивании очередного блока в качестве исходных принимались координаты пунктов предыдущего блока, т.е. был принят метод нанизывания на первые 87 полигонов. В 1968г. уравнен блок Север; в 1971 – Крайний Север; в 1972 – Дальний восток.

В период с 1975 по 1082гг. было выполнено уравнивание Единой астрономо-геодезической сети (ЕАГС) социалистических стран Восточной Европы и СССР (западная часть территории), включавшей 11737 пунктов. Ошибка взаимного положения смежных пунктов получилась порядка 4-5см.

В период с 1980 по 1991г. было выполнено общее уравнивание астрономо-геодезической сети, состоящей из 164306 пунктов, измерения на которых произведены с 1911 по 1980г. При средней длине стороны триангуляции 12,5км ср.кв.ошибка взаимного положения смежных пунктов составила в среднем 5см, а в рядах – 7см, что свидетельствует о равноточности астрономо-геодезической сети в целом. Во многих частях сплошной сети эти ошибки получились в пределах 2-4см. Координаты от Пулково до Берингова пролива переданы со ср.кв.ошибками: по оси Х – 1,02м, по оси У - 1,10м.

Высокая точность распространения Единой системы координат на всю территорию страны методами классической астрономо-геодезии была подтверждена данными, полученными из космической геодезической сети (КГС).