90
Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС–1) – третий уровень в структуре современной ГГС. Она представляет собой геодезическое построение, создаваемое в целях эффективного использования спутниковых технологий при переводе геодезического обеспечения территории страны на спутниковые методы. Исходной основой для создания СГС–1 служат ближайшие пункты ФАГС и ВГС. СГС–1 в первую очередь создают в экономически развитых районах страны. Расстояние между пунктами СГС–1 в среднем составляет 25 – 35 км. С учетом требований отраслей народного хозяйства плотность пунктов на отдельных территориях может быть увеличена, что обеспечит широкому кругу производителей работ оптимальные условия по применению ГЛОНАСС и GPS аппаратуры в производственной деятельности. Средние квадратические погрешности по каждой из плановых координат пунктов СГС–1 относительно ближайших пунктов ВГС не должны превышать 10–12 мм в плане и 15–18 мм по высоте.
Астрономо-геодезическая сеть 1 и 2 классов (АГС) и геодезические сети сгущения 3 и 4 классов (ГСС) можно создавать как традиционными астрономо-геодезическими и геодезическими методами, так и с использованием спутниковых технологий. Средняя длина стороны в АГС обычно составляет 12 км. Астрономо-геодезическая сеть задает на всей территории страны геодезическую референцную систему координат и распространяет с необходимой для практики плотностью пунктов общеземную систему координат. Геодезические сети сгущения 3 и 4 классов – главная плановая основа топографических съемок всего масштабного ряда. Исходной основой для их создания служат пункты АГС и СГС-1. Средняя длина сторон в ГСС 3 класса составляет 6 км, а 4 класса – 3 км. Точность взаимного положения смежных пунктов АГС и ГСС характеризуется средней квадратической погрешностью, не превышающей 5 см. Положение пунктов ГГС определяют в двух системах геодезических координат: общеземной и референцной. Между ними установлена однозначная связь, обусловленная параметрами взаимного перехода – элементами ориентирования. Референцная система геодезических координат и элементы ее ориентирования относительно общеземной системы координат обязательны для использования на территории страны всеми ведомствами Российской Федерации.
5.2. Методы построения геодезических сетей
5.2.1. Методы построения плановых сетей
Для построения плановых сетей применяют методы триангуляции, полигонометрии, трилатерации и различных линейно-угловых построений. Триангуляцией называют метод, при котором сеть пунктов образуется построением пространственных треугольников, в которых измеряют все
91
углы и несколько сторон, называемых базисными сторонами. Обычно бывает задано несколько пунктов с известными координатами: АВ – базисная сторона, у этих пунктов известны координаты.
Достаточно долгое время основным методом построения государственной геодезической сети является метод триангуляции (три угла). Метод предложен голландским математиком Снеллиусом еще в 1614 году. Особенности этого метода хорошо можно представить на примере цепочки треугольников. В каждом треугольнике измеряют все углы, а в крайних треугольника – еще и по одной стороне.
Зная выходную сторону АВ и все углы в треугольниках, по теореме синусов вычисляют последовательно все остальные длины сторон. С помощью углов передают исходный дирекционный угол, вычисленный по координатам пунктов А и В, на все стороны и решают последовательно прямые геодезические задачи, вычисляют координаты искомых точек.
Сети триангуляции могут быть в виде цепочки треугольников, сплошной сети, геодезических четырехугольников, вставки в жесткий угол и другие:
Метод триангуляции находит применение в том случае, если необходимо обеспечить определяемыми пунктами большие площади, сохраняя высокую точность определения взаимного положения пунктов.
92
Если в пространственных треугольниках измерить длины всех сторон, а затем по теореме синусов вычислить углы, можно решить прямые геодезические задачи и вычислить координаты точек. Такой метод называют трилатерацией. В чистом виде (без измерения отдельных углов) редко находит применение из-за слабого полевого контроля. Метод более применим в специальных сетях и сетях сгущения, когда измерение линий (сторон) приводит к более точным результатам, чем измерение углов.
При применении современных тахеометров и светодальномеров время на получение значения измеряемых двух линий в вершине угла в несколько раз меньше, чем измерение этого же угла с необходимой точностью. Время на расстановку отражателей и марок примерно одинаково. В этом случае производительность трилатерации выше, и по экономическим показателям трилатерация приближается к триангуляции.
Метод полигонометрии заключается в измерении линий и горизонтальных углов в цепочке пунктов, образующих ломаную линию, которая называется полигонометрическим ходом.
Полигонометрические ходы могут быть: а) – разомкнутыми; б) – замкнутыми; в) – с узловой точкой.
С помощью примычных углов дирекционные углы исходных направлений передают с контролем на все стороны хода. Чтобы найти координаты, остается решить последовательно прямую задачу. В сравнении с триангуляцией, полигонометрия представляет более гибкий метод, лучше приспосабливаемый к условиям рельефа и ситуации местности.
Метод более экономичен и производительнее триангуляции.
93
Недостатком метода является меньшая жесткость (меньшее число связей), чем в триангуляции, т.е. при равных условиях полигонометрия менее точна, чем триангуляция.
В основе метода линейно-угловых построений лежит полярный метод определения координат. Так в практике геодезических измерений часто применяют прямые, обратные комбинированные засечки.
На рисунке представлены различные варианты линейно-угловых построений: а) линейная засечка; б) полярный способ с контролем на т. 2 по углам; в) полярный способ с контролем по измеренным расстояниям; г) лучевые сети.
а) |
1 1 |
|
|
б) |
2 |
4 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
5 |
А |
|
|
В |
|
|
|
в) 1 |
1 |
2 |
3 |
г) |
2 |
3 |
|
1 |
|
||||
|
2 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
А |
Б |
А А |
Б |
|
|
|
5.2.2. Методы построения высотных сетей
Высотные сети строят в основном методами геометрического нивелирования разных классов точности. В сетях сгущения и съемочных сетях возможно применение тригонометрического нивелирования.
Высотные опорные геодезические сети I класса строят в виде сомкнутых полигонов периметром 2000 км, прокладываемых двойными ходами