Геодезические сети: государственная геодезическая сеть России

                     Министерство образования и науки Российской Федерации           

                        Иркутский Государственный Технический Университет                             
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                    ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ                                       

    ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ СЕТЬ  РОССИИ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                     Выполнил: Плющев Анатолий

                                                                                                    ЭУН-06-2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                  Иркутск 2007

                              Виды геодезических сетей 

Геодезической называют сеть закрепленных точек земной поверхности—геодезических пунктов, положение которых определено в общей системе геодезических координат. Если такая сеть имеет координаты, распространенные на всю территорию  РОССИИ, и является исходной для построения других геодезических сетей, то такая сеть называется государственной геодезической сетью.

Геодезические сети разделяются на плановые и высотные. Плановые сети имеют геодезические  пункты с известными плановыми координатами Х и У, а высотные — реперы и  марки с известными высотами Н.

Государственная геодезическая сеть может быть сгущена  путем развития между ее геодезическими пунктами геодезической  сети  сгущения.

Точки сети сгущения связывают геодезические  пункты государственной сети со съемочной  геодезическойсетью.

Съемочная геодезическая сеть является геодезической  сетью сгущения, создаваемой для  производства топографических съемок или для выполнения различных  геодезических и инженерно-геодезических  работ.

                                                Плановые геодезические сети

Плановые  геодезические сети строятся методами триангуляции, трилатерации или  полигонометрии. 

Триангуляцией называют метод построения геодезической сети в виде треугольников, в которых измеряются все углы и некоторые из сторон. Если в геодезической сети измеряются только стороны треугольников, то такая сеть относится к трилатерации. Методом полигонометрии строят геодезические сети, в которых между геодезическими пунктами прокладывают ходы, в которых измеряют все расстояния в углы. Если для части пунктов геодезической сети определены астрономические координаты и азимуты, то такую сеть называют астрономо-геодезической сетью.

Государственная геодезическая сеть РОССИИ подразделяется на 1, 2, 3 и 4 классы. Геодезическая сеть 1 класса в прокладывается р я д а м и триангуляции по меридианам и параллелям. Ряды, пересекаясь  между собой, образуют систему  полигонов.

Часть ряда между пересечениями его с рядами перпендикулярного исправления называется звеном, длина которого  бывает 200— 250 км. На границах каждого звена, в местах пересечения рядов, располагаются выходные стороны. Периметр полигона примерно равен 800— 1000 км.

Остающиеся  внутри полигонов 1 класса площади заполняются  сплошной сетью треугольников 2 класса, сгущаемой затем сетями З и 4 классов.

При отсутствии геодезической сети 1 и 2 классов  строят самостоятельные сети З и 4 классов с обязательным измерением в них не менее двух базисных сторон или выходных сторон с последующей  привязкой такой сети к триангуляции высших классов. Геодезические пункты государственной геодезической сети выбирают по возможности так, чтобы они равномерно покрывали снимаемую территорию и чтобы из каждой точки было видно не менее трех соседних. Выбранные точки тщательно и надежно за крепляют геодезическими знаками - сооружениями,  обозначающими положение геодезического пункта на местности. Геодезический знак имеет центр, несущий координаты геодезического пункта. Такой знак является устройством установленной конструкции.

Сопоставляя исходные данные геодезических пунктов с полученными из измерений, исполнитель обнаруживает несогласия между ними, называемые невязками. По величине невязок можно контролировать правильность исполнения работ и судить об их качестве.

                                             Триангуляция и трилатерация

Триангуляционная  геодезическая сеть представлена опорными точками 1, 2, 3, ..., 10 , связанными между  собой в сеть треугольников. Чтобы  определить взаимное положение этих точек в горизонтальной проекции, в сети триангуляции достаточно знать горизонтальную проекцию только одной какой-нибудь стороны и измерить горизонтальные проекции углов всех треугольников сети. Тогда будут получены необходимые данные для вычисления треугольников и построения на бумаге в уменьшенном виде геодезической сети, подобной сети в натуре. Таким образом, действия на местности при построении триангуляции состоят почти исключительно из угловых измерений, выполняемых с геодезических знаков, построенных на геодезических пунктах для того, чтобы местные препятствия не мешали измерениям. Сторона 1—2, служащая исходной для вычисления координат геодезических пунктов, называется выходной стороной треугольника триангуляции. Выходные стороны треугольников триангуляции имеют длины, установленные из базисной  сети. Длину выходной стороны определяют через короткий базис ab связывают его длину с длиной выходной стороны при помощи вспомогательной триангуляции, называемой базисной сетью (2a1b) , в виде ромба с двумя диагоналями и углами против базиса не менее 36О. В этом четырехугольнике с большой точностью измеряют базис аb и все углы. По этим данным вычисляют длину исходной выходной стороны 1—2. Если некоторая сторона измеряется высокоточным светодальномером или определена из непосредственных  измерений другим прибором, то она называется базисной стороной. Пользуясь такими измерениями, находят по углам и вычисленным длинам сторон координаты всех вершин треугольников.

                                                            Трилатерация

Применение  радиодальномеров и светодальномеров для точного измерения расстояний дает возможность создавать «линейную триаюнгуляцию», состоящую из треугольников с измеренными сторонами, называемую трилатерацией. В    ней измеряют только стороны геодезической сети, а затем, решая треугольники по трем сторонам, находят значения углов каждого треугольника. Пункты указанных выше геодезических сетей являются исходными как для производства топографических съемок, так и для выполнения других геодезических измерений. Посредством геодезических измерений и математической обработки их результатов получают геодезические координаты всех исходных точек геодезических сетей и  съемочного обоснования, геодезические пункты которого   используются для обеспечения топографических съемок.

                                                   Полигонометрия

Для определения  взаимного положения этих точек  в горизонтальной проекции вообразим, что они связаны между собой  так, что образуют несколько многоугольников  или полигонов.

Измерив все стороны и углы основного  полигона и внутренних ходов, будем иметь данных больше, чем необходимо для определения взаимного положения опорных точек в горизонтальной проекции  ;  избыток измеренных углов и сторон служит для контроля измерений. Для ориентирования полигонов необходимо в одной из опорных точек измерить азимут или определить дирекционный угол какой-нибудь стороны, выходящей из этой точки.

На основе произведённых измерений вычисляют  координаты опорных точек. Совокупность ходов между точками A, B, C, D и E , в которых измерены все стороны ивсе углы , составляет полигонометрическую сеть. Полигонометрическую сеть прокладывают или самостоятельно там, где развитие триангуляции невыгодно или затруднительно, или в дополнение к триангуляции . Полигонометрические ходы стремятся прокладывать, избегая большого различия в длинах сторон и так, чтобы углы между сторонами были по возможности близки к 180. Вытянутые и близкие к  прямолинейным полигонометрические ходы с примерно равными сторонами обеспечивают наибольшую точность определения положения опорных пунктов и позволяют упростить математическую обработку результатов измерений.

При  построении  полигонометрической  сети соблюдается, как и в триангуляции, принцип перехода от общего к частному, т. е. полигонометрические ходы меньшей  точности опираются на ходы более высокой точности. Полигонометрические ходы невысокой точности, служащие непосредственно для обоснования съемок, называются просто теодолитными  ходами. В теодолитных ходах допускаются различные углы поворота, а не только близкие к 180°.

Стороны в полигонометрии определяются из измерений  свето- и  радиодальномерами, оптическими  дальномерами, лентами или проволоками (стальными или ирварными) или  находятся косвенным путем из вычислений на основе вспомогательных  измерений. Полигонометрия, в которой стороны измеряются с большой точностью непосредственно мерными приборами,  называется траверсной. Полигонометрию, основанную на косвенном определении сторон по короткому базису и острым (параллактическим) углам, измеренным с высокой точностью, называют параллактической, или базисной. Если базис Р перпендикулярен к стороне ВЕ полигонометрического хода АВСВЕ и делится ею пополам, то для определения длины стороны ВЕ достаточно измерить базис Р и острые параллактические углы Рi и Рс.

Теодолитные ходы, выполняемые теодолитом со светодальномером, оптическим дальномером или стальной 20-метровой лентой, привязывают к пунктам триангуляции, трилатерации или заменяющей их полигонометрии, а в случае отсутствия таких пунктов ходы делают замкнутыми, т. е. образуют примыкающие друг к другу многоугольники (полигоны).

Для обозначения  и закрепления точек  полигонометрической  сети применяются различные способы  в зависимости от назначения, вида и точности сети.

                               Геодезические сети сгущения. Съемочные сети

Геодезические сети сгущения подразделяются на триангуляционные сети 1 и 2 разрядов в полигонометрические  сети 1 и 2 разрядов.

Геодезические сети создаются методами триангуляции, трилатерации или засечек, когда  положение пунктов определяется пересечением направлений с пунктов геодезической сети всех классов подобно пунктам 11 и 12.Геодезические сети прокладывают между пунктами государственной геодезической сети. При отсутствии таких пунктов строят самостоятельные сети с последующей привязкой их к пунктам государственной геодезической сети. Съемочные сети. Съемочные сети служат для съемки подробностей и для других работ, как, например, перенесение проектов инженерных сооружений на местность.

Съемочные сети создают методом засечек  с пунктов геодезических сетей всех классов и разрядов, проложением теодолитных и мензульных ходов и построением геометрических сетей. Съемочные сети могут иметь погрешности измерения углов 30” — 1’ и стороны порядка 1 : 3000 и ниже в зависимости от назначения работ.

При небольших площадях съемок, не превышающих 20 км² при масштабе 1 5000 и б км² при масштабе 1 2000, разрешается производить съемку только на съемочном обосновании такой съемочной сети, например в виде теодолитных ходов.

                                           Прямая и обратная геодезические задачи

Прямая  геодезическая задача. В геодезии часто приходится передавать координаты с одной точки на другую. Зная исходные координаты данной точки А, горизонтальное расстояние ее до другой d и направление а линии, соединяющей обе точки ‚азимут, дирекционный угол или ромб), можно определять координаты второй точки В. В такой постановке передача координат называется прямой геодезической задачей. Эта задача представляет значительные Трудности при решении ее для точек, расположенных на сфероиде. Этим способом можно найти координаты любого числа точек по правилу, вытекающему из формулы: координата последующей точки равна координате предыдущей точки плюс соответствующее приращение.