10.2. Государственная геодезическая сеть

Государственная геодезическая сеть (ГГС) представляет собой сово­купность геодезических пунктов, равномерно распределенных на территории всей страны и закрепленных на местности центрами, обеспечивающими сохранность и устойчивость этих пунктов в те­чение длительного времени.

(ГГС) подразделяют: на триан­гуляцию, полигонометрию и трилатерацию 1, 2, 3 и 4-го классов; нивелирные сети I, II, III и IV классов.

Существующая плановая государственная гео­дезическая сеть построена в основном методом триангуляции. В первую очередь строят триангуляцию 1-го класса в виде ря­дов треугольников (близких к равносторонним), которые распола­гают по возможности вдоль меридианов и параллелей (рис. 10.1.). Длины сторон треугольников, как правило, не менее 20 км. Ряды треугольников образуют замкнутые полигоны периметром около 800 км. Длина каждого звена (ряда треугольников) не должна пре­вышать 200 км.

Рисунок. 1. Схема построения плановой ГГС методом триангуляции:

1 — пункт триангуляции 1-го класса; 2— пункт триангуляции 2-го класса; 3— пункт Лапласа; 4— базисная сторона

На концах каждого звена триангуляции 1-го класса в пересече­нии рядов треугольников, идущих по меридианам и параллелям, определяют длины выходных сторон либо из непосредственных измерений (стороны CD, EF, GH), либо из базисных сетей (сторо­на АВ) с относительной погрешностью не более 1/400 000. Базисы выбирают длиной не менее 6 км и измеряют светодальномерами или инварными проволоками с относительной погрешностью не более 1/1000000.

На концах базисных (выходных) сторон триангуляции 1-го клас­са из астрономических наблюдений определяют широту, долготу и азимут (пункты Лапласа).

Вместо звеньев триангуляции могут быть построены звенья полигонометрии 1-го класса.

Сеть 1-го класса является исходной для постро­ения всех геодезических сетей, она служит базой при решении за­дач по определению формы и размеров Земли и др.

Триангуляцию 2-го класса строят в виде сети треугольников, сплошь заполняющих полигон 1-го класса. Внутри этой сети (при­мерно в середине) измеряют базисную сторону, на концах которой определяют широту, долготу и азимут. Так как при построении сети 1-го и 2-го классов

Рисунок 2. Схема построения триангуляций 3…4-го классов в виде отдельных систем

используют результаты астрономических на­блюдений, то ее называют астрономо-геодезической. Сети 1-го и 2-го классов сгущают пунктами 3-го, а затем 4-го классов. Триангу­ляцию 3-го и 4-го классов строят в виде отдельных систем (рис. 2).

Иногда по экономическим соображениям триангуляцию любо­го класса заменяют полигонометрией или трилатерацией того же класса. По точности построения все виды сетей одного и того же класса должны быть равноценными. В зависимости от класса плановая государственная геодезичес­кая сеть характеризуется следующими данными, табл. 1.

Таблица 1 - Основные характеристики плановой государственной геодезической сети

Классы	Триангуляция				Полигонометрия		Трилатерация
	S, км	m	f доп	ms/S	m	ms/S	ms/S
1	>20	0,7	3	1/400 000	0,4	1/400 000	-
2	>20	0,7	3	1/400 000	1,0	1/200 000	-
3	5...8	1,5	6	1/200 000	1,5	1/100 000	1/100 000
4	2...5	2,0	8	1/200 000	2,0	1/40 000	1/40 000

Примечание. При построении сетей 3-го и 4-го классов методом трилатерации предельные длины сторон треугольников такие же, как и в триангуляции соответствующего класса.

S-длина стороны; m_-средняя квадратичная погрешность измерения угла; f_{ доп} —допустимая (предельная) невязка в сумме углов треугольника (три­ангуляции); ms/S— относительная средняя квадратичная погрешность измерения стороны в полигонометрическом ходу, трилатерации и базисной стороны в триангуляции

Пункты государственной геодезической сети закрепляют на местности зарываемыми в землю центрами в виде бетонных, ка­менных или кирпичных на цементном растворе монолитов, железобетонных пилонов, бетонированных рельсов или труб,. Сверху в них закладывают чугунные марки, имеющие на поверхности от­верстие или крест, обозначающие центр пункта.

Рисунок 3. Центр пункта государственной геодезической сети

Типы центров определены инструкциями, применительно к климатическим и физико

географическим усло­виям региона и местным особенностям. Центр пункта для райо­нов неглубокого (до 1,5 м) промерзания грунта имеет следующий вид, рис. 3.

Над центрами сооружают деревянные или металлические на­ружные знаки, которые служат визирными целями при измерении углов и линий. Наружные знаки бывают разных конструкций в за­висимости от условий местности и расстояния между пунктами

Рисунок 4. Наружные геодезические знаки:

а-простая четырехгранная пирамида (размеры в см); б-геодезический сигнал:

1-визирный цилиндр; 2-площадка для наблюдений; 3-внутренняя пирамида

Такими знаками являются: простая пирамида (рис. 4, а), когда имеется возможность угловых наблюдений со штатива, установ­ленного на земле, и сигнал (рис. 4,6), когда для наблюдений прибор необходимо установить на большой высоте (до 40 м и бо­лее). В горных районах наружный знак сооружают в виде камен­ного или кирпичного тура. Вокруг каждого наружного знака (кро­ме тура) делают внешнее оформление в виде канав, образующих квадрат.

Высотные геодезические сети создают в основном методами геометрического и тригонометрического нивелирования и подраз­деляют на государственную нивелирную сеть и сети технического нивелирования.

Государственная нивелирная сеть позволяет: равномерно обес­печивать высотной основой всю территорию страны; упорядочить связь высотной сети с уровнями внешних морей; создать обшир­ную сеть повторного нивелирования для изучения вертикальных деформаций земной коры по территории всей страны.

В процессе создания высотной государственной геоде­зической сети вначале прокладывают на больших расстояниях одна от другой нивелирные линии I класса, которые затем после­довательно сгущают, прокладывая нивелирные линии II, III и IV классов.

Линии I класса прокладывают по направлениям, связывающим далекие один от другого пункты страны и основные морские водо­мерные посты.

Нивелирная сеть II класса опирается на пункты I класса. Ли­нии I и II классов прокладывают по местам, наиболее удобным для нивелирования (вдоль железных, шоссейных дорог, больших рек). Периметры полигонов нивелирования I и II классов на европейской части России в среднем соответственно составляют 2800 и 600 км.

Нивелирные сети III класса опираются на пункты нивелирова­ния I и II классов и образуют полигоны с периметром 150 км. Для обеспечения съемки в масштабах 1:5000 и крупнее периметр по­лигона не должен превышать 60 км.

Нивелирные ходы IV класса прокладывают в одном направле­нии между пунктами старших классов. Длины этих ходов не долж­ны превышать 50 км. Пункты IV класса являются непосредственным высотным обоснованием для топографических съемок. При съемке участка местности все пункты триангуляции и полигонометрии на нем должны быть обеспечены высотами из нивелирования III и IV классов.

Пункты нивелирования всех классов закрепляют реперами и марками через каждые 5 км. В труднодоступных районах расстоя­ние между смежными реперами может быть увеличено до 6...7 км.

Точность государственного нивелирования различных классов может быть охарактеризована предельной погрешностью на 1 км хода, которая входит в качестве коэффициента в формулы допус­тимых невязок.

Класс нивелирования I II III IV

Допустимая невязка

В зависимости от масштабов съемки пункты плановой и высот­ной государственных сетей должны быть доведены до определен­ной плотности, и располагаться на местности по возможности рав­номерно, табл. 2.

Таблица 2 - Плотность пунктов государственных плановой и нивелирной сетей

Масштаб съемки	Один пункт на площадь, км2
	Плановая сеть  Нивелирная сеть

1:25000  50...60

1:10000  (1, 2, 3-го классов)

1:5000 20...30 10... 15

1:2000 5...15 5….7