Вопрос 12. Построение геодезических опорных сетей с использованием спутниковых измерений, спутниковое нивелирование

В гл. 6 показано, что использование в геодезических целях спутниковых навигационных систем позволяет по-новому подходить к вопросам построения геодезических опорных сетей. Спутниковыми методами можно строить любые опорные сети: государственные, сети сгущения, съемочные – и производить саму съемку.

Спутниковые методы по сравнению с традиционными обладают рядом преимуществ. Это возможность оперативной и точной передачи координат на любые расстояния; необязательная взаимная видимость между пунктами, что позволяет располагать пункты в местах, наиболее благоприятных для их сохранности и последующего использования, без сооружения геодезических знаков; снижение требований к плотности геодезической основы, позволяющее в десятки раз сократить число опорных пунктов; простота организации работ, особенно в труднодоступных и климатически сложных районах; высокий уровень автоматизации, отсутствие технической зависимости от времени суток, года, погодных условий; большие возможности для объединения плановой и высотной геодезической основы на базе использования единой технологии.

Спутниковая технология успешно используется при объединении существующих местных условных систем координат, при создании метрологической основы геоинформационных систем, при построении каркаса высокоточных специальных сетей с погрешностями взаимного положения пунктов 1–2 см на расстояниях 3–5 км.

Однако использование американской системы GPS, работающей во всемирной системе координат WGS–84, требует знания координат пунктов российских ГОС в системе WGS–84. До решения проблемы установления связи между российской референцной системой и системой WGS–84 можно пользоваться способом, показанным в п. 6.5, или вычислять координаты пунктов в местной системе по измеренным приращениям координат.

При использовании спутниковой технологии определяются широта, долгота и геодезическая высота, т.е. высота над поверхностью отсчетного эллипсоида. Определение геодезических высот точек по результатам спутниковых измерений называется спутниковым нивелированием. Нормальная высота точки равна разности геодезической высоты и высоты квазигеоида над отсчётным эллипсоидом. Для использования спутникового нивелирования необходима точная карта высот квазигеоида. Для построения такой карты на территории страны наряду с ГГС и ГНС создана государственная гравиметрическая сеть. Спутниковые измерения, данные высокоточного нивелирования и гравиметрические высоты квазигеоида дают возможность создания и распространения более точной единой системы высот.

Вопрос 14. Геодезические опорные сети специального назначения

Наряду с государственной геодезической сетью для решения некоторых ведомственных задач могут создаваться геодезические опорные сети специального назначения. Обычно это сети повышенной точности и специальной формы. Примером может служить создаваемая с 1998 г. для МПС реперная система контроля положения пути в профиле и в плане. Эта сеть создается на линиях со скоростным движением первоначально на участках капитального и усиленного среднего ремонта.

Назначение реперной системы – контроль геометрических параметров железнодорожного пути, контактной сети, искусственных и других сооружений при их проектировании, строительстве, реконструкции, ремонтах и эксплуатации. Реперная система при работе выправочных машин должна обеспечить постановку пути в проектное положение, снизить затраты на эксплуатацию пути, добиться плавности хода подвижного состава при высоких скоростях, предотвратить преждевременное расстройство колеи.

Реперная система железнодорожной линии подразделяется на опорную геодезическую сеть (ОГС) и рабочую сеть (РС).

ОГС состоит из главных и промежуточных пунктов. Главные пункты располагаются попарно через 500...1000 м с расстоянием между парами 5...10 км, промежуточные через 250...500 м. Пункты располагаются в полосе отвода железной дороги и закрепляются грунтовыми центрами по типу центров пунктов государственной геодезической сети. Исходными для построения ОГС должны служить пункты государственной геодезической сети 1 и 2 классов и реперы государственной нивелирной сети I и II классов.

Реперы рабочей сети закладываются через 100...140 м на прямых и через 50...70 м на кривых непосредственно в земляном полотне дороги, массивных металлических и бетонных конструкциях, а также в опорах контактной сети (ОКС). Таким образом, на кривых участках пути рабочие реперы будут расположены на каждой ОКС, на прямых – через одну ОКС. Рабочие реперы закладываются так, чтобы обеспечивалась возможность измерений до головки рельса с помощью простейших инструментов (рейки, рулетки, шаблона), возможность установки на репере датчиков для автоматического считывания характеристик геометрии пути, возможность наблюдений за состоянием и деформациями земляного полотна и других сооружений транспорта.

Средние квадратические погрешности взаимного положения соседних пунктов реперной системы не должны превышать:

– для рядовых пунктов ОГС 8 мм в плане и 5 мм по высоте,

– для рабочих реперов 5 мм в плане и 3 мм по высоте.

Для обеспечения этих нормативов потребуется выполнять массовые высокоточные геодезические измерения с помощью спутниковых систем, электронных тахеометров, точных нивелиров.