Раздел второй ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

ГЛАВА VI

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯХ

ИРАЗВИТИИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

§28. ВВОДНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Измерения — процесс сравнения какой-либо величины с другой одноименной величиной, принимаемой за единицу.

Геодезические измерения позволяют определять относительное, взаимное расположение отдельных точек земной поверхности. Геодезические

измерения бывают: 1) л и н е й н ы м и ,	в результате которых	на мест-
ности определяются расстояния между	заданными точками, 2)	у г л о -

в ы м и , определяющими значения горизонтальных и вертикальных углов на земной поверхности в данных вершинах между направлениями на некоторые заданные точки; 3) в ы с о т н ы м п (нивелирование), в результате которых определяются разности высот отдельных точек, т. е. разности расстояний по нормалп от принятой отсчетной поверхности до данных точек

В СССР для перечисленных видов геодезических измерений используются следующие единицы;

а) в л и н е й н ы х и з м е р е н и я х (горизонтальных и вертикальных) — метр. Эталон длины метра физически реализован в виде од-

нометрового платино-ирридиевого		жезла № 28, хранящегося во Всесо-
юзном	научно-исследовательском	институте	метрологии **;
б)	в у г л о в ы х и з м е р е н и я х		— окружность и ее доли —

градус, равный 1/360 окружности; минута, равна 1/60 градуса; секунда, равная 1/60 минуты. В некоторых странах, например в ГДР, применяется градовая (метрическая) система: 1 град, равный 1/400 окружности; 1 ми-

нута,	равная 1/100 града; 1 секунда, равная 1/100 минуты.
	§ 29. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
В	простейших случаях значение измеряемой величины получается

в результате непосредственного ее измерения. Однако обычно искомые величины (например, координаты точек) не могут быть получены непо-

*Об астрономических и гравиметрических измерениях кратко будет сказано далее; эти виды измерений в практике инженерно-геодезических работ редко применяются.

**Подробнее см. главу XXIII.

средственным их измерением. Общий принцип определения взаимного положения точек на земной поверхности заключается в следующем.

На местности осуществляется построение связанных между собой геометрических фигур. Выбор вершин этих фигур производится таким образом, чтобы некоторые элементы их были удобны для непосредственных измерений. Намеченных для непосредственных измерений элементов фигур должно быть достаточно, чтобы определить все другие элементы, пользуясь существующими между ними зависимостями. Тем самым определяются все элементы фигур, в том числе и не измеряемые непосредственно.

Однако совокупность образованных фигур еще не определяет их ори-

ентирование и географическое по-
ложение (расположение на земном
шаре).	Для	этого	необходимо
дополнительно		знать	азимут (или
дирекционный		угол) одной пз сто-
рон фигур и координаты				(геогра-
фические или		Гаусса — Крюгера)
одной	вершины системы			фигур.
Эти данные получаются в общем
случае: кооординаты			и азимут —
из астрономических			наблюдений		Рыс* У 1 Л - М е т 0 *
светил; азимуты, кроме того, могут							тршшгуляцил
быть получены при помощи спе-						или	приближенно при
циального прибора — г и р о т е о д о л п т а
помощи	б у с с о л и .

Для получения абсолютных высот вершин фпгур, если определялись и разности их высот, необходимо знать абсолютную высоту вершины одной •фигуры.

После этого возможно путем вычислений определить положение каждой вершины фигуры и их высоты относительно отсчетной поверхности, т. е. координаты в пространстве.

Таков общий путь определения координат отдельных точек поверх-

ности Земли,- совокупность которых и образует				с и с т е м у г е о д е з и -
ч е с к и х		п у н к т о в ,	пли о п о р н у ю	г е о д е з и ч е с к у ю
с е т ь .	Относительно этих пунктов далее определяется положение любой
точки	местности.

В зависпмостп от формы фигур, образуемых на местности, и непосредственно измеряемых их элементов различают следующие осповные методы построения геодезических сетей.

1. Т р и а н г у л я ц и я — построение на местности примыкающих друг к другу треугольников, в которых измеряются горизонтальные углы и длина стороны одного треугольника. Решая последовательно треуголь-

ники	от начальной, непосредственно		измеренной стороны			I — II
(рис. VI.1), находим все стороны системы треугольников. Если для точки I
даны	координаты х и у и дирекционный угол			а 0	направления	I—//,
то из вычислений получаем дирекционные углы направлений всех сторон
треугольников и координаты их вершин II, III,				IV, V . . ., называемых
г е о д е з и ч е с к и м и п у н к т а м и			или более конкретно п у н к -
т а м и	т р и а н г у л я ц и и .	Формулы		и	порядок вычислений

приведены в § 32. Непосредственно измеряемая сторона 1—11 называется

б а з и с н о й стороной, а точка	для которой задаются координаты и ази-
мут стороны, — и с х о д н ы м	п у н к т о м	т р и а н г у л я ц и и .

2.Т р и л а т е р а ц и я — построение на местности примыкающих друг к другу треугольников и измерение длин всех их сторон. Решая треугольники по формулам тригонометрии, находим углы треугольников,

т.е. опять определяем все элементы изображенной на рис. VI.1 системы треугольников.

3.П о л и г о н о м е т р и я — построение на местности системы ломаных разомкнутых и замкнутых линий и измерение длин й отдельных отрезков, образующих ломаную линию, и горизонтальных углов поворота

|3 между смежными сторонами (рис. VI.2). В методе полигонометрии все элементы построения измеряются непосредственно, а дирекционные углы а и координаты вершин углов поворота определяются на тех же основаниях, что и в методе триангуляции (см. § 32).

4.	Н и в е л и р о в а н и е ,				основанное на использовании двух прин-
ципов — геометрического и физического.								путем нивелиро-
Г е о м е т р и ч е с к и й					метод	осуществляется
вания горизонтальным и наклонным лучом.
При нивелировании горизонтальным лучом используется следующая
схема. Пусть на рис. VI.3 еег — горизонтальный луч, параллельный от-
счетной поверхности 00			Измерив расстояния				от горизонтального луча
до точек Земли I и / / , т. е. 1М = т и 1Ш =							п, найдем
				Ни	— Н1 = т — п
где Нг	Нп	— абсолютные высоты пунктов I и					II;
	00!	— отсчетная	поверхность			(уровень	моря);
	I	— исходный пункт с заданной высотой Н г
Этот метод нивелирования				называется		г е о м е т р и ч е с к и м .
Если на геодезических				пунктах /,		I I , / / / , /У, V		. . . (см. рис. У1.1

и VI.2) полигонометрии или триангуляции измерить на смежные пункты

у г л ы н а к л о н а — вертикальные углы между направлением на эти пункты и горизонтальной линией, то, зная расстояние до пункта, по формуле тригонометрии получаем разность высот двух данных пунктов. Этот

метод называется	т р и г о н о м е т р и ч е с к и м	(геодезическим). Со-
гласно рпс. VI.3	разность высот точек II и / определится по формуле
ИЛЕ	Н п - Н г = й Ъ ъ	(VI.1)
	Н ^ Н ^ Н к - Щ ,
где V — угол наклона,

Л — проекция на плоскость измеренного расстояния между пунктами

I и II.

N /V

Ф и з и ч е с к и е методы нивелирования основаны на использовании зависимости, существующей между изменением высоты и напряжения внешнего гравитационного поля Земли, которое проявляется в различных физических явлениях, поддающихся наблюдению и измерению.

Подробнее о методах нивелирования и применяемых инструментах будет изложено в главе IX.

Описанные основные схемы развития геодезических сетей предусматривают п о с л е д о в а т е л ь н о е определение положения последующих пунктов относительно предыдущих.

При производстве топографической съемки и решении инженерно-гео- дезических задач применяются и иные геометрические построения с производством соответствующих измерений. Эти схемы определения точек местности описаны в главе XII.

§ 30. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ПРИНЦИПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

1. Развитие геодезических сетей осуществляется по принципу «от общего к частному», от более крупных и точных построений к более мелким и менее точным. Соответственно этому геодезические сети подразделяются на четыре вида:

а) г о с у д а р с т в е н н а я г е о д е з и ч е с к а я с е т ь , представляющая главную геодезическую основу для топографических съемок и выполнения других геодезических работ меньшей точности;

б) г е о д е з и ч е с к и е с е т и м е с т н о г о з н а ч е н и я ,		раз-
виваемые в	отдельных районах при недостаточности числа пунктов госу-
дарственной	геодезической сети;	кото-
в) с ъ е м о ч н ы е г е о д е з и ч е с к и е с е т и , на основе

рых непосредственно производятся съемки контуров и рельефа местности п различные геодезические измерения при строительстве;

г) с п е ц и а л ь н ы е г е о д е з и ч е с к и е с е т и , развиваемые при строительстве сооружений, предъявляющих к геодезическим работам дополнительные, специальные требования.

Каждый из указанных впдов сетей подразделяется на классы и разряды. Государственная геодезическая сеть 1 класса имеет наивысшую точность, и ее построение охватывает всю территорию страны как единое целое. Геодезические сети последующих классов развиваются на основе сетей высших классов. Геодезические сети местного значения строятся на основе государственных сетей; съемочные сетп — на основе обоих видов сетей высшего класса.

Геодезические сети разделяются на плановые и высотные. Первые служат для определения плановых координат геодезических пунктов х п у в системе координат Гаусса — Крюгера, а вторые — для определения высот пунктов Н.

Развитие геодезических сетей производится одним из описанных выше

методов — триангуляции, полигонометрии, трилатерации,	нивелирова-
ния.
2. Координаты пунктов государственной геодезической сети должны
быть определены на всей территории страны в е д и н о й	с и с т е м е .
Это значит:

а) геодезическая сеть на территории страны должна составлять единое целое п не иметь изолированных частей;

б) при вычислениях должно быть выбрано единое начало координат для пунктов плановых сетей и единое начало счета (нуль высот) для нивелирных сетей;

в) математическая обработка должна быть произведена с учетом требований получения координат в единой системе с принятием единого ре- ференц-эллипсоида.

В этом случае результаты съемочных работ будут получены также в единой системе, независимо от последовательности их выполнения в отдельных районах страны; это обеспечивает соединение разрозненных съемочных материалов в единую топографическую карту государства.

В отдельных случаях допускается использование произвольных — «частпых» начал координат при работах на незначительных территориях.

3. Работы по созданию государственной геодезической сети являются капитальными; сети должны быть рассчитаны для использования на длительное время, чтобы в будущем при возросших к нпм требованиях не возникала необходимость их переделки. Это значит:

а) по точности государственные геодезические сети должны отвечать запросам, которые могут быть к ним предъявлены в будущем на территории всей страны пли отдельных крупных ее частей, чтобы при необходимости увеличения чпсла геодезических пунктов (например, прп производстве съемки более крупного масштаба) можно было путем дополни-