§ 58. Понятие о плановых и высотных геодезических сетях

Общие понятия. Все геодезические измерения, как бы тщательно они ни выполнялись, сопровождаются неизбежными случайными по­грешностями. Как уже отмечалось ранее, о точности измерений мож­но судить по величине абсолютной (средней квадратической) либо от­носительной погрешности. Для правильной организации геодезических работ перед съемкой заранее задаются требуемой точностью измере­ний и с ее учетом выбирают методику производства работ и соответ­ствующие приборы.

По мере удаления съемки от начальной точки погрешности накап­ливаются, что ведет к снижению точности результатов самой съемки. Чтобы предотвратить накопление в какой-либо части снимаемой тер­ритории погрешностей, превосходящих заданную точность, съемка должна базироваться на опорных пунктах.

Опорным пунктом называется закрепленная на местности точка, координаты которой известны из геодезических измерений с достаточ­ной точностью.

Совокупность опорных пунктов, равномерно расположенных по всей территории и служащих основой для съемок, называется опорной сетью.

Научная организация геодезических работ требует обязательного соблюдения двух основных принципов.

1. Принцип развития работ «от общего к частному»; данный прин­цип является главным при развитии геодезических опорных сетей, на основе которых выполняются съемки и решаются инженерные задачи на местности.

2. Обязательный контроль всех этапов измерительного и вычисли­тельного процессов; без контроля предыдущих измерений и вычисле­ний нельзя приступать к выполнению последующих этапов полевых либо камеральных работ.

Опорные геодезические сети имеют важное значение для правиль­ной организации съемочных работ, так как обеспечивают возможность их выполнения на различных участках и последующего обобщения результатов съемок в единое целое.

Различают плановые геодезические сети, в которых для каждого пункта определяют прямоугольные координаты х, у в общегосудар­ственной системе координат, и высотные, в которых высоты пунктов Н определяются в Балтийской системе высот.

Сущность построения геодезической сети состоит в следующем. На местности выбираются точки, являющиеся вершинами связанных меж­ду собой геометрических фигур (треугольников, четырехугольников и др.). В этих фигурах измеряют некоторые элементы (углы, стороны), а остальные элементы вычисляют. Исходные данные получают из аст­рономических наблюдений.

Плановые геодезические сети создают методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии и их комбинациями.

Триангуляция заключается в построении на местности систем тре­угольников, в которых измеряются все углы и длины некоторых базис­ных сторон (рис. 72, а). Длины других сторон рассчитываются по изве­стным формулам тригонометрии.

б

а

м

Рис. 72. Сущность методов триангуляции (а) и полигонометрии (б)

Если непосредственное измерение базисной стороны затруднитель­но, то на одной из сторон (например, АВ) разбивают базисную сеть АВСИ, в которой с высокой точностью измеряют короткий базис СО и все горизонтальные утлы. Путем вычислений переходят от длины бази­са к длине стороны АВ, которая в данном случае называется выходной стороной триангуляционной сети. Если известны координаты исход­ного пункта А, дирекционный угол и длина исходной стороны (а^, с^), то, последовательно решая прямую геодезическую задачу, можно рас­считать координаты всех пунктов сети.

Трилатерация, подобно триангуляции, представляет собой систему треугольников, в которых измерены длины всех сторон. Из решения треугольников определяют горизонтальные углы, а через них — дирек- ционные углы сторон. Дальнейшие вычисления координат пунктов производят так же, как и в триангуляции.

Метод трилатерации может применяться для построения геодези­ческих сетей в сочетании с триангуляцией (линейно-угловая триангу­ляция); при этом в сети измеряют все стороны и утлы треугольников,

Полигонометрия заключается в прокладывании на местности систем ходов, в которых измеряют все углы и стороны (рис. 72, б). Если известны координаты одного из пунктов и дирекционный угол одной из сторон, то можно вычислить координаты всех пунктов полигонометрического хода.

гш* 11. общие сведении 8 геодезических съемш

Высотные сети строят методами геометрического и тригонометри­ческого нивелирования.

Построение геодезических сетей проводится по принципу «от об­щего к частному», от более крупных и точных построений к более мелким и менее точным. Соответственно этому геодезические сети подразделяются на государственную геодезическую сеть 1 — 4-го клас­сов, геодезические сети сгущения 1-го и 2-го разрядов и съемочные гео­дезические сети.

Государственные геодезические сети 1-го класса являются наиболее точными. Пункты 1-го класса располагаются на значительных (20 км и более) расстояниях друг от друга; углы между направлениями на пункты и длины линий измеряют с наивысшей точностью. Координаты точек вычисляют от одного начала, создавая тем самым единую систему коор­динат, которая позволяет проводить геодезические измерения на различ­ных участках территории. На основе сети пунктов 1-го класса строят систему пунктов более низкого по точности 2-го класса. Затем последо­вательно развивают сети пунктов 3-го и 4-го классов, вычисляя их коор­динаты от пунктов более высокого класса точности.

Государственные геодезические сети дополняются сетями сгущения 1-го и 2-го разрядов и съемочными сетями до тех пор, пока их густота не станет достаточной для выполнения съемок ситуации и рельефа ме­стности.

Геодезическая сеть, используемая для обеспечения топографических съемок, называется съемочным обоснованием• в это понятие включа­ются съемочные сети и сети более высокого порядка, расположенные на участке съемки.

Закрепление опорных пунктов на местности. Все пункты плановых геодезических сетей закрепляют на местности подземными центрами, являющимися носителями координат пунктов.

Конструкция центров должна обеспечивать их сохранность и неиз­менность положения в течение продолжительного времени. Над цент­рами пунктов возводят наружные знаки в виде пирамид, сигналов и т. п., служащих для обеспечения взаимной видимости между смежными пунктами при наблюдениях.

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

Для закрепления пунктов съемочного обоснования, сохранность которых должна быть обеспечена в течение нескольких лет, применя­ются центры в виде бетонных (а) и деревянных (б) столбов и металли­ческих труб (в) с бетонным якорем, закладываемых на глубину 80 см (рис. 73).

Большая часть пунктов съемочных сетей закрепляется временными знаками, представляющими собой деревянные колья или металлические трубки длиной не менее 40 — 50 см, которые забивают вровень с поверх­ностью земли; центром деревянного временного знака служит гвоздь, забитый в верхний торец кола. Для облегчения отыскания такого знака рядом с ним забивают сторожок высотой 30 см; знак окапывают круг­лой канавкой диаметром 0,8 м.

Геодезические пункты, предназначенные для выполнения съемоч­ных и инженерно-геодезических работ, обычно являются одновремен­но пунктами планового и высотного обоснования.

Подробно вопросы развития геодезических сетей рассмотрены во второй части учебного пособия.