Общие сведения о государственных геодезических сетях и съемках

Государственная геодезическая сеть (ГГС) представляет совокупность закрепленных на местности пунктов, определенных в общегосударственной системе координат. При помощи ГГС распространяют координаты на всю территорию страны, создавая основу для ведения всех видов съемок местности. ГГС подразделяют на плановую и высотную (нивелирную). В плановой основе для каждого пункта определяются плоские прямоугольные координаты. В высотной основе пункты определяются по высоте относительно нуля Кронштадтского футштока.

Геодезический пункт плановой сети состоит из двух частей: наружного знака и подземного центра. В качестве наружных знаков используют деревянные или металлические пирамиды и сигналы, вверху заканчивающиеся визирным цилиндром, ось которого должна находиться на одной отвесной линии с центром чугунной марки подземного центра (рис. 48).

 

           

    Рис. 48. Наружные знаки геодезических пунктов:

а - сигнал; б - пирамида.

 

Подземный центр является носителем координат геодезического пункта (рис. 49). Он состоит из железобетонного пилона, устанавливаемого в нижней части на бетонный якорь. Якорь должен быть заложен ниже глубины промерзания грунта. В верхней части пилона укрепляют чугунную марку, к метке на которой относятся координаты пункта. Подземный центр сверху закапывается землей.

Рис. 49. Схема пункта ГГС:

а) простой сигнал и железобетонный монолит; б) пирамида и трубчатый центр с железобетонным якорем.

 

Государственная плановая геодезическая сеть создается методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии и их сочетаниями.

Триангуляция. Этот метод состоит в построении сети смежных треугольников, в которых измеряются все углы и хотя бы одна из сторон (рис. 50). Треугольники строятся на базисной основе, представляющей собой ромб А а В в, в котором измерены короткая диагональ-базис ав и все углы при вершинах.

                          В

                 а

                                  в

                      А

                     

             Рис. 50. Триангуляция

 

По данным ромба А а В в вычисляют большую ее диагональ АВ, называемую выходной стороной триангуляции. По этой стороне и углам треугольников определяем все стороны треугольников сети. Зная из астрономических определений географические координаты исходного пункта А и азимут выходной стороны АВ, вычисляют координаты всех пунктов сети.

Трилатерация. Этот метод состоит в построении смежных треугольников и четырехугольников, в которых измерены все стороны и диагонали. Из решения треугольников вычисляют горизонтальные углы, а через них – дирекционные углы сторон. Вычисление координат всех пунктов сети выполняют так же, как и в триангуляции.

Полигонометрия. Этот метод состоит в определении плановых координат пунктов сети проложением через них хода, в котором измеряют все углы и стороны (рис. 51).

 

                                                                    В  α₂    

                                                                      d ₅

А     d₂ 2   d₃    d₄                  β_В

   α ₁          d₁    β₂      3        4

     β_А         1                                        β₃              β₄

                β₁

 

Рис. 51. Полигонометрия

 

Ход полигонометрии опирается на исходные стороны геодезической сети и исходными пунктами являются А и В с известными координатами. Зная координаты пунктов А и В и дирекционные углы α₁ и α₂, можно вычислить координаты всех пунктов сети.

Построение геодезических сетей проводится по принципу «от общего к частному», от более полных и точных построений к более мелким и менее точным. Соответсвенно этому геодезические сети подразделяются на 4 класса. Пункты 1-го класса являются самыми точными и располагаются друг от друга на расстояниях от 20 км и более. На основе сети 1-го класса строят систему пунктов 2-го класса, более низкого по точности. Затем последовательно развивают сети 3-го и 4-го классов. Для выполнения съемок ситуации и рельефа местности государственные сети сгущают сетями 1-го и 2-го разрядов.

Государственная высотная геодезическая сеть строится методами геометрического и тригонометрического нивелирования.

Пункты высотной геодезической сети закрепляются грунтовыми реперами, а также стенными реперами и марками, закладываемыми в стенах и фундаментах зданий и сооружений (рис. 52).

 

             а                      б                      в

 

Рис. 52. Пункты высотной геодезической сети:

а) стенной репер; б) грунтовой репер; в) стенная марка.

 

Репер (фр. repère знак, исходная точка) в геодезии – знак, закрепляющий точку земной поверхности, высота которой относительно исходной уровенной поверхности определена путём нивелирования. Высоты реперов вычисляются относительно нуля Кронштадтского футштока (в Балтийской системе высот).

Реперы, размещённые на территории страны, образуют государственную нивелирную сеть. Они служат исходными (опорными) пунктами для определения высот промежуточных точек земной поверхности при топографических съёмках.

Геодезическая сеть, используемая при топографических съемках, называется съемочным обоснованием.

Создавая государственную геодезическую сеть, составляются каталоги. Координаты и высоты пунктов государственных геодезических сетей приводятся раздельно в каталогах координат или в каталогах высот геодезических пунктов. В каталогах указываются: название и местоположение пункта и класс, тип знаков (их высоты и год постройки) и центров, координаты с указанием системы координат, дирекционные углы сторон сети, длина и наименование осевого меридиана зоны, в которой находится пункт.

Каталоги координат и высот пунктов государственных геодезических сетей хранятся в Госгеокартофонде, в подразделениях ГУГКРФ, в Госгеонадзоре, а также районных администрациях. Данные о пунктах геодезических сетей можно получить по официальному запросу организации, производящей геодезические работы в данном районе.

Теодолитная съемка

Теодолитная съемка - это горизонтальная съемка местности, в результате которой получают план местности с изображением ситуации (контуров и предметов местности).

В качестве съемочной сети (планового съемочного обоснования) при теодолитной съемке обычно используются точки теодолитных ходов, прокладываемых между пунктами государственных геодезических сетей.

Теодолитный ход представляет собой систему ломаных линий на местности, в которых углы измеряют полным приемом теодолита, а стороны - мерной лентой или дальномером соответствующей точности.

Различают теодолитные ходы разомкнутые (рис. 53, а), замкнутые – полигоны (рис. 53, б). Как частный случай теодолитный ход может быть «висячим», т. е., опирающимся только на один пункт (рис. 53, в).

Разомкнутые теодолитные ходы чаще используют для обоснования съемок линейных инженерных сооружений. При съемках на больших площадях прокладывают замкнутые теодолитные ходы – полигоны. Висячие ходы используют при съемке подробностей или объектов местности, расположенных на некотором удалении от границ основной съемки.

а)

В                                                                                   С                                                                                                    

                 

                   А                                                                          D

 

  б)                                                            в)

                                                            А

    А                                                       

  

                                                                            В

В

                    Диагональный ход

                   

Рис. 53. Теодолитные ходы:

а - разомкнутый; б – замкнутый; в - висячий

 

Перед началом теодолитной съемки необходимо детально изучить местность, т. е. провести рекогносцировку и наметить точки теодолитных ходов. Длины сторон теодолитного хода не должны превышать 300 м при съемках масштаба 1:2000 и 200 м - масштаба 1:1000.

На местности точки ходов закрепляют знаками долговременного или временного закрепления, используя как при съемках, так и при последующих землеустроительных работах (рис 54).

 

 

Рис. 54. Знаки долговременного (а) и временного (б) закрепления пунктов съемочного обоснования:

1 – железобетонный пилон; 2, 3 – металлическая труба и деревянный столб с внутренними железобетонными центрами; 4 – обработанное основание ствола дерева; 5 – свайка; 6 – столб; 7 – валун; 8 – пни

 

Суть привязки состоит в передаче координат с опорного пункта на одну из точек теодолитного хода и дирекционного угла на одну из его сторон. Координаты опорных пунктов и дирекционные углы исходных направлений выбирают из каталогов геодезической опорной сети.

Рассмотрим некоторые случаи привязки теодолитных ходов (рис. 54).

1 .Опорный пункт геодезической сети является одной из вершин полигона (рис. 55, а).

а)                             λ

                               А(х,у)

                                                       1

                                      β  

                      В (х,у)                                2

                                                                         

б)

В (х,у)                                                               λ

         λ     1               3                                 С (х,у)

               А (х,у) 2                       4             β   

         β                                                                              D (х,у)

                                                              

  в)      В(х,у)                                       2          

                                            λ

                    λ  d          1

                    А(х,у)           β

                   β                   

 

Рис. 55. Случаи привязки теодолитного хода к пунктам геодезической сети

 

Измеряется примычный угол между исходной стороной и стороной полигона. Для контроля измеряют правый и левый (λ, β) углы; их сумма не должна отличаться от 360° более, чем на полуторную точность теодолита,   т. е.

(λ + β) - 360° ≤ 1,5 t.

Дирекционный угол стороны полигона А1 считается по формулам:

α _п = α _{п -1} + 180° - β; α _п = α _{п -1} + λ ± 180°.

2. Теодолитный ход проложен между двумя опорными пунктами геодезической сети (рис. 55, б).

Начальная и конечная точка разомкнутого теодолитного хода являются пунктами геодезической сети (А и С).

Измеряются правые и левые примычные углы (λ, β) между исходными направлениями АВ и СD и, соответственно, первой и последней сторонами хода. По вышеуказанным формулам определяются дирекционные углы сторон теодолитного хода.

3. Полигон не примыкает к пунктам геодезической сети (рис. 55, в).

На исходном пункте А и точке теодолитного хода 1 измеряются примычные углы - левый и правый. Также измеряется расстояние (d) между этими точками и определяются координаты точки 1, решая прямую геодезическую задачу. Дирекционный угол стороны теодолитного хода 1-2 высчитывается аналогично предыдущим случаям.