1.1. Классификация геод-х сетей. Методы построения плановых сетей

Все геодезические сети по назначению и точности построения подразделяются на три большие группы: государственные геодезические сети (ГГС), геодезические сети сгущения (ГСС), геодезические съемочные сети.Государственная геодезическая сеть (ГГС) является главной геодезической основой топографических съемок всех масштабов. Плановая сеть создается методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации и их сочетаниями. Государственная геодезическая сеть подразделяется на сети 1, 2, 3 и 4 классов, различающиеся точностью измерений углов, расстояний и превышений, длиной сторон сети и порядком последовательного развития. Государственная геодезическая сеть 1 класса, называемая еще астрономо-геодезической сетью (АГС), строится в виде полигонов периметром около 800 - 1000 км, образуемых триангуляционными или полигонометрическими звеньями длиной не более 200 км и располагаемыми по возможности вдоль меридианов и параллелей. Государственная геодезическая сеть 2-го класса строится в виде триангуляционных сетей, сплошь покрывающих треугольниками полигоны, образованные звеньями триангуляции или полигонометрии. Геодезические сети сгущения (ГCС) являются планово-высотным обоснованием топографических съемок масштабов от 1:5000 до 1:500, а также служат основой для производства различных инженерно-геодезических работ. Они создаются методами триангуляции и полигонометрии. По точности измерения углов и расстояний полигонометрия ГСС бывает 4-го класса, 1-го и 2-го разрядов - таблица 3. Плотность пунктов ГСС должна быть доведена до 1 пункта на 1 км² на незастроенной территории и до 4 пунктов на 1 км² на территории населенных пунктов и на промплощадкахГеодезические съемочные сети служат непосредственной основой топографических съемок всех масштабов. Они создаются всеми возможными геодезическими построениями; плотность их пунктов должна обеспечивать высокое качество съемки. Согласно Инструкции основными методами построения государственной геодезической сети (далее ГГС) являются триангуляция, полигонометрия, трилатерация. Выбор того или иного метода в каждом конкретном случае определяется требуемой точностью построения сети и экономической эффективностью. Триангуляция – построение на местности примыкающих друг к другу треугольников с измерением всех углов в треугольнике и одной базисной стороны. Основными достоинствами метода триангуляции являются его оперативность и возможность использования в различных физико-географических условиях; большое число избыточных измерений в сети, позволяющих непосредственно в поле осуществлять контроль; высокая точность определения взаимного положения смежных пунктов в сети, особенно сплошной. Трилатерация – построение на местности примыкающих друг к другу треугольников с построением всех его сторон. При создании ГГС 1-2 классов метод трилатерации не применяется. Это объясняется следующими причинами: 1-Контроль измерения расстояний и построения сетей трилатерации слишком слаб, а иногда совсем отсутствует, что недопустимо в точных геодезических построениях. 2-В технико-экономическом отношении метод трилатерации также уступает методу триангуляции. 3-При соизмеримой точности угловых и линейных измерений точность передачи азимутов в рядах и сетях трилатерации существенно ниже, чем в сетях триангуляции. Полигонометрия – построение на местности замкнутых и разомкнутых линий с измерением всех углов и сторон. Метод пиолигонометрии применяют в закрытых районах когда создание сети методом триангуляции не выгодно.Контроль полевых измерений в полигонометрии несравненно хуже, чем в триангуляции.Спутниковое определение. принцип работы заключается в следующем. В околоземном пространстве развернута сеть искусственных спутников Земли (ИСЗ), равномерно “покрывающих” всю земную поверхность. Орбиты ИСЗ вычисляются с очень высокой точностью, поэтому в любой момент времени известны координаты каждого спутника. Радиопередатчики спутников непрерывно излучают сигналы в направлении Земли. Эти сигналы принимаются GPS-приемником, находящемся в некоторой точке земной поверхности, координаты которой нужно определить. В приемнике измеряется время распространения сигнала от ИСЗ и вычисляется дальность “спутник-приемник”. Поскольку для определения местоположения точки нужно знать три координаты (плоские координаты X, Y и высоту H), а также точное время, то в приемнике должны быть измерены, причем одновременно, расстояния как минимум до четырех различных ИСЗ.Точности: Триангуляция: длина стороны треугольника, км, не более: 4 класс, 1,2 разряд – для всех 5; СКП измерения углов, вычисленная по невязкам, сек: 4 класс 2; 1 разряд 5; 2 разряд 10; предельная невязка в треугольнике, сек: 4 кл – 8; 1 разр- 20; 2 разр- 40; Относит погрешность исходной (базисной) стороны, не более: 4 класс – 1:200000; 1 разр – 1:50000; 2 разр- 1:10000. Полигонометрия: предельный периметр полигона, км: 4 класс -30; 1 разр – 15, 2 разр – 9. Число сторон в холе не более: везде 15. СКП измерения угла (по невязкам в ходах и полигонах), сек: 4 кл – 2; 1 разр – 5; 2 разр – 10. Предельная относит невязка хода: 4 кл – 1:25000; 1 разр – 1:10000; 2 разр – 1:5000. Угловая невязка хода или полигона, не более, где n – число углов в ходе, сек: 4кл - 2√n; 1 разр - 10√n; 2 разр - 20√n.

1.2.Государственная нивелирная сеть. Требования к точности и характеристика нивелирования IV класса.Государственная нивелирная сеть СССР разделяется на нивелирные сети I, II, III и IV классов. Нивелирные сети I и II классов являются главной высотной основой, посредством которой устанавливается единая система высот на всей территории СССР. Нивелирные сети III и IV классов служат для обеспечения топографических съемок и решения инженерных задач.Нивелирование I класса выполняют с наивысшей точностью, достигаемой применением наиболее совершенных инструментов и методов наблюдений, и возможно полным исключением систематических ошибок.Невязки в полигонах нивелирования II класса допускают не более 5√L, мм , где L - периметр полигона или длина линии в км. Нивелирные сети III и IV классов прокладывают внутри полигонов высшего класса отдельными линиями или в виде систем линий с узловыми пунктами. Периметры полигонов нивелирования III класса, как правило, не должны превышать 150 км. Нивелирование III класса выполняют в прямом и обратном направлениях; невязки в полигонах и по линиям допускают не более 10√L мм.Нивелирование IV класса выполняют в одном направлении; невязки в полигонах и по линиям допускают не более 20√L ,мм. Длина линий нивелирования IV класса не должна превышать 50 км.Нивелирование IV класса производят для сгущения нивелир­ной сети III класса , для обоснования топографических съемок и для решения инженерных задач, встречающихся при крупном строительстве, при съемке населенных пунктов и пр.Ходы нивелирования IV класса прокладывают только между реперами или марками, высоты которых определены более точным нивелированием, или между узловыми точками нивелирования III класса и поэтому их нивелируют только в одном направлении. Расстояния от нивелира до реек (плечи) не должны быть более 100 м и только при благоприятных условиях (увеличение зри­тельной трубы не менее 30^х и при малых колебаниях изображений) они могут доходить до 150 м.Инструменты. Нивелирование IV класса производят ниве­лирами НЗ, НС4 и другими, соответствующими им по точности. Рейки применяют главным образом двусторонние шашечные.Полевые работы. На каждой станции нивелир устанавливают? между двумя рейками, причем так, чтобы визирный луч для каждой рейки проходил над землей на расстоянии не менее 20 см; нивелир перед отсчетами приводят в рабочее положение, а рейки ставят отвесно по уровню на костыли, башмаки или на прочно забитые в землю деревянные колышки с ровно спиленными головками Расхождение между двумя вычисленными превышениями (по отсчетам, сделанным по черным и красным сторонам реек) HP должно превышать ±5 мм.На каждой станции вычисляют расстояние * по дальномеру от нивелира до задней и передней реек, получая их как разности между отсчетами по средней и верхней нитям сетки. Неравенство расстояний от нивелира до передней и задней реек не должно быть более 5 м, а в каждой секции накопление этих неравенств не должно превышать 10 м.Убедившись в правильности вычислений и допустимости расхождения в превышениях, наблюдатель снимает нивелир с первой станции и переходит с ним на следующую. Одновременно задний реечник с рейкой и костылем переходит на следующую точку. Теперь задний реечник будет передним, передний станет задним. Свою рейку он не снимает, а аккуратно поворачивает ее черной стороной к установленному на второй станции нивелиру. На каждой следующей станции работу повторяют в том же порядке. Точки, на которых стояли рейки, называются связующими точками.

1.3. Сущность теодолитной съемки, порядок производства полевых работ, точность измерений. Способы съемки ситуации. Камеральные работы при теодолитной съемке. Уравнивание теодолитных ходов.Подземная теодолитная съемка, состоящая из угловых и ли­нейных измерений и последующих вычислений, имеет своей не­посредственной целью определение координат системы пунктов, обозначенных в горных выработках шахты специальными зна­ками. Она является основным видом горизонтальных съемок гор­ных выработок. Результаты теодолитной съемки используются для составления планов горных работ и другой графической доку­ментации, а также для аналитического решения различных горно-геометрических задач (задание направлений горным выра­боткам, сбойка выработок и др.).Прямые линии, соединяющие смежные пункты, заложенные в горных выработках, образуют замкнутые или разомкнутые мно­гоугольники, называемые теодолитными ходами или полигонами. Прокладывая в шахте теодолитные ходы, измеряют горизон­тальный угол между каждыми двумя смежными сторонами хода, вертикальный угол наклона и длину каждой стороны хода.Опорные сети прокладываются по главным подготовительным выработкам от ствола к границам шахтного поля. Полигонометрические ходы опорных сетей - замкнутые, прокладываются между пунктами с твердыми координатами и твердыми дирекционными углами при них или в прямом и обратном направлениях. Углы измеряются теодолитами с точностью отсчетных приспособлений не менее 30". Средняя квадратическая погрешность измерения углов не должна превышать 20". Длины сторон измеряют компарированными рулетками или светодальномерами типа МСД в прямом и обратном направлениях. При этом разность не должна превышать 1:3000 длины стороны.Съемочные сети 1 разряда предназначены для съемки подготовительных выработок и для аналитического решения различных маркшейдерских задач. Они состоят из замкнутых или разомкнутых теодолитных ходов, опирающихся в начале и конце на пункты опорной сети. Длина отдельного хода не должна превышать 2 км. Углы измеряются теодолитом с точностью отсчетных приспособлений не ниже 60". Средняя квадратическая погрешность измерения углов не должна превышать 45". Длины стороны измеряются компарированными стальными рулетками или оптическими дальномерами в прямом и обратном направлениях. Расхождение между двумя независимыми измерениями не должно превышать 1:1000 измеренной длины.Съемочные сети 2 разряда состоят из теодолитных или угломерных ходов длиной до 0,5 км, прокладываемых между пунктами высших разрядов по нарезным и очистным выработкам. Они предназначены для съемки нарезных и очистных выработок, а также для задания направлений второстепенным выработкам внутри нарезных блоков. Средняя квадратическая погрешность измерения углов не должна превышать 3'. Длины линий измеряются стальными или тесмяными рулетками с округлением отсчетов до 1 см.Теодолитная съемка состоит из следующих основных видов работ: закрепление пунктов теодолитного хода маркшейдерскими знаками; измерение горизонтальных и вертикальных углов; измерение длины сторон хода; съемка контуров выработок; вычисление координат вершин теодолитного хода.Съемка контуров горных выработок заключается в определении положения стенок выработки относительно сторон теодолитного хода и производится, как правило, способом ординат.По створу стороны хода растягивают рулетку и измеряют в характерных местах расстояния (ординаты) от стороны хода до левой и правой стенок выработки. Одновременно по растянутой рулетке фиксируют расстояния (абсциссы) от оснований ординат до младшей вершины теодолитного хода. Число измерений зависит от сложности конфигурации выработки и масштаба съемки. На прямолинейных участках можно ограничиться измерением ординат только в вершинах хода.Ординаты проставляют с округлением до 0,05 м, а расстояния до младшего пункта хода с округлением до 0,1 м. На абрисе проставляют также другие характерные параметры: размеры камер, ширину выработок на сопряжениях и т. п.Абрис составляют, как правило, для каждой стороны хода в отдельности. Все зарисовки выполняют от руки в журнале теодолитной съемки или в специальных абрисных книжках. Кроме контуров выработок, съемке подлежат геологические нарушения, места взятия проб, границы выклинивания залежи и прочие подробности, имеющие значение для правильной эксплуатации месторождения.При сочетании выработок разного сечения, в совокупности дающих в плане сложный контур, съемку ситуации выполняют полярным способом. В некоторых случаях в камерах значительной высоты и сложной формы определяют положение недоступных точек способом засечек.Вычисление прямоугольных координат пунктов в подземных теодолитных ходах ведут по формулам, известным из геодезии, а именно: для проверки вычислений приращений координат рекомендуется пользоваться контрольными формулами Перед вычислением приращений координат вычисляют фактическую угловую невязку. Она не должна превышать допустимую, определяемую приведенным ниже формулам.

1. Для свободных замкнутых полигонов и полигонов, проложенных между двумя есткими сторонами,

2. Для свободных висячих полигонов, пройденных дважды,

3. для полигонов, проложенных между двумя сторонами, дирекционные углы которых определены гирокомпасом,

где - погрешность измерения углов в соответствующем виде съемки; n - число углов теодолитного хода; n1+n2 - число углов в первом и втором ходах; - погрешность гироскопического ориентирования.Полученная невязка в углах теодолитного хода распределяется поровну на все его углы. В случае, если угловая невязка превышает установленный допуск, углы хода должны быть измерены вновь.В замкнутых ходах, в ходах, пройденных дважды, и в ходах, пройденных между двумя жесткими пунктами, после определения приращений координат вычисляют линейные невязки fx,fy по координатным осям и общую линейную невязку

Относительная невязка хода определяется по формуле

где Р - периметр хода.

1.4 Проект создания плановой опорной маркшейдерской сети в шахте.Построение и реконструкцию подземных опорных сетей осуществляют по проектам, составленным с учетом перспективных планов развития горных работ. При составлении проекта устанавливают принципиальную схему опорной сети, которая должна служить геометрической основой развития съемочной сети и съемок горных выработок. Средняя квадратическая погрешность положения наиболее удаленных пунктов опорной сети относительно исходных пунктов не должна превышать 0,4 мм на плане, что составляет 0,4 и 0,8 м для планов горных выработок масштабов соответственно 1:1000 и 1:2000.В проекте должны быть изложены основные вопросы построения сети:1. Характеристика пунктов и сторон маркшейдерской геодезической опорной сети, используемых для определения координат и высот подходных пунктов, определения поправки гирокомпаса. При необходимости сгущения опорной сети определяют объемы и сроки выполнения работ. 2. Сведения о существующей подземной опорной сети и возможности использования ранее проложенных полигонометрических ходов, которые по точности измерений и сохранности пунктов могут быть включены в проектируемую сеть.3. Схема построения проектируемой сети. 4. Места и способы дополнительного центрирования и ориентирования сети. 5. Расчет точности положения удаленных пунктов подземной опорной сети. 6. Приборы и оборудование для построения сети.7. Методика гироскопического ориентирования, измерений углов и линий. В случае, если сеть реконструируют с целью проведения выработок встречными забоями, в проекте приводят расчет точности угловых и линейных измерений, определяют методику выполнения работ и выбирают соответствующие инструменты. 8. Порядок уравнивания подземной опорной сети, применение ЭВМ для обработки измерений. 9. Календарный план выполнения работ с указанием объемов по видам и исполнителей (шахта, подрядная организация, специализированная группа и др.). 10. Меры безопасности при выполнении работ. В графическую часть проекта включают: 1. План опорной сети на земной поверхности (масштабы 1 : 2000—1 : 10000) с нанесенной схемой примыкания к точкам центрирования и указанием стороны для определения поправки гирокомпаса. 2. Планы горных выработок, на которые наносят: технические границы шахты; существующие и проектируемые капитальные и подготовительные горные выработки; существующие исходные пункты опорной сети, места дополнительного ориентирования и центрирования; схему существующей опорной сети и проектируемые ходы; сохранившиеся постоянные пункты (с указанием номера) и проектируемые группы постоянных пунктов; существующие и проектируемые гиростороны.ОМС прокладывается по капитальным и главным выработкам. Протяженность от ствола до границ шахтного поля.Пункты ОМС закрепляют постоянными и временными знаками как правило в кровле. Расстояния между пунктами ОМС 60-80 м. Постоянные знаки закладываются кустами по 3-4 штуки. Куст от куста располагается на рас-ии 300 м при 1:1000 и 500 м при 1:2000 масштабе плана. Гор углы измеряются 2 приемами и маркшейдерскими повторениями.До 30˚ 1 приемом и одним повторением более 30˚ только приемами. Средне квадратическая ошибка измерения гор угла 20 сек.