Geodeziya_1_chastina_26-09-2011

101

латерації або полігонометрії на 5-15 км2 і одного репера нівелювання на 5-7 км2;

на забудованих територіях міст щільність пунктів державної геодезичної мережі повинна бути не мен-

шою ніж 1 пункт на 5 км2.

Подальше збільшення щільності геодезичної основи великомасштабних зйомок досягається побудовою розрядних геодезичних мереж згущення і зйомочної основи.

Щільність геодезичної основи повинна бути доведена побудовою геодезичних мереж згущення в містах, селищах та інших населених пунктах і на промислових майданчиках не менше ніж до чотирьох пунктів на 1 км2 у забудованій частині та одного пункту на 1 км2 на незабудованих територіях.

Для забезпечення інженерних вишукувань і будівництва в містах і на промислових об’єктах щільність геодезичних мереж може бути доведена до восьми пунктів на 1 км2.

Щільність геодезичної основи для зйомок у масштабі 1: 5 000 територій поза межами населених пунктів повинна бути доведена не менше ніж до одного пункту на 7-10 км2,

а для зйомок у масштабі 1: 2 000 – до одного пункту на 2 км2.

4. Загальні поняття та класифікація планових і висотних геодезичних мереж

Опорними геодезичними пунктами називаються точки, закріплені на земній поверхні, положення яких визначено за допомогою геодезичних вимірювань.

Сукупність опорних геодезичних пунктів, розміщених по території всієї країни, планове положення і висоти яких визначені у відповідних системах координат, називаються державною геодезичною мережею.

Геодезичні мережі можуть бути тільки плановими, висотними або тими та іншими одночасно. В планових мере-

102

жах відомі координати проекцій пунктів на поверхню ре- ференц-еліпсоїда, у висотних мережах – висоти точок над рівнем моря. У більшості випадків визначається і те, й інше.

Планові геодезичні мережі створюються методами тріангуляції, полігонометрії, трилатерації, космічної тріангуляції і з використанням сучасних супутникових радіонавігаційних систем. Висотні геодезичні мережі створюються методами геометричного і тригонометричного нівелювання, а також супутниковими радіонавігаційними системами.

Державна геодезична мережа служить для розв’язання наукових і науково-технічних задач. Вона використовується для визначення форми і розмірів Землі, руху земної кори і т. ін. ДГМ служить головною геодезичною основою топографічних зйомок всіх масштабів і повинна задовольняти вимоги господарства і оборони країни.

За точністю ДГМ колишнього СРСР поділяється (згідно з Положеннями 1954-61 рр.) на мережі тріангуляції, полігонометрії і трилатерації 1-го, 2-го, 3-го і 4-го класів.

Мережа 1-го класу є вихідною для побудови мереж других класів. Вона будується з рядів приблизно рівносторонніх трикутників зі сторонами не менше 20 км або ходів полігонометрії зі сторонами 20-25 км. Ряди і ходи розташовуються приблизно за напрямком меридіанів і паралелей через 200-250 км і створюють полігони периметром 800-1000 км. У середини полігонів 1-го класу будуються суцільні мережі трикутників 2-го класу зі сторонами 7-20 км. У місцях перетинання рядів 1-го класу і в мережах тріангуляції 2-го класу з високою точністю вимірюють базисні сторони довжиною 20-25 км. Замість базисної сторони може вимірюватися геодезичний базис довжиною не менше 5-6 км. У цьому випадку, використовуючи безпосередньо виміряний базис, шляхом побудови спеціальної базис-

103

ної мережі довжину базисної сторони отримують тригонометричним способом.

На обох кінцях базисної сторони визначаються пункти Лапласа, на яких довгота й азимут отримують з астрономічних спостережень.

Азимутом Лапласа називають геодезичний азимут, отриманий з астрономічного азимута шляхом введення поправки за відхилення вискової лінії по довготі від нормалі до поверхні референц-еліпсоїда у відповідному пункті. Він обчислюється за формулою, вперше запропонованою французьким вченим Лапласом (1740-1827 рр.),

Аг = А – (λ – L) sinφ,

де Аг і А – відповідно геодезичний і астрономічний азимути напрямків;

L – геодезична довгота пункта Лапласа; λ – астрономічна довгота пункта Лапласа;

φ– астрономічна широта пункта Лапласа.

Зрівняння видно, що азимут Лапласа можна обчислити за результатами астрономічних і геодезичних робіт.

Азимути Лапласа будуть відповідати своєму призначенню і мати контролююче значення тільки у тому випадку, якщо їх точність буде високою в порівнянні з похибками вимірювання кута в тріангуляції. Тому середні квадратичні похибки астрономічних визначень на пунктах Лапласа не повинні перевищувати ±0.3″ по широті, ±0.03″ по довготі та ±0.5″ по азимуту.

Азимути Лапласа повинні бути обов’язково визначені на двох кінцях однієї і тієї ж сторони, тільки у цьому випадку можна бачити, наскільки вони спотворені дією бокової (горизонтальної) рефракції.

Для визначення висот точок поверхні геоїда над поверхнею референц-еліпсоїда по всім рядам геодезичної мережі виконують астрономо-гравіметричне нівелювання, визначають астрономічні широти і довготи. Такі астропункти

104

розташовують у середньому через 60 км, виконуючи навколо них детальну гравіметричну зйомку.

Таким чином, результати астрономічних робіт не тільки служать цілям обробки і відомого контролю геодезичної мережі, але й використовуються для вивчення фігури Землі.

Сполучення геодезичних вимірювань і астрономічних визначень перетворюють тріангуляцію і полігонометрію 1- го класу в астрономо-геодезичну мережу.

Астрономо-геодезична мережа у вигляді полігонів 1-го класу надає можливість отримати взаємне положення двох будь-яких сусідніх пунктів тріангуляції з похибкою, яка не перевищує 1:200 000 відстані між ними.

Середні квадратичні похибки вимірювання кутів в тріангуляції 1-го класу не перевищують ±0.7″, а в тріангуляції 2-го класу ±1″.

Мережі 2-го класу згущуються пунктами 3-го і 4-го класів. Довжини сторін у мережах тріангуляції 3-го класу 5-8 км, а в мережах 4-го класу 2-5 км.

Для підвищення точності визначення взаємного положення пунктів у мережах тріангуляції 2-го класу вимірюються базисні сторони, не рідше ніж через 25 трикутників; при цьому одна базисна сторона, на кінцях котрої визначаються пункти Лапласа, повинна знаходитись приблизно в середині полігону.

Похибки базисних сторін у геодезичних мережах 2-го класу повинні бути не більше 1:300 000 їх довжини.

Вимірювання горизонтальних кутів виконується зі середньою квадратичною похибкою, обчисленої за нев’язками трикутників: у мережах 3-го класу – не більше ±1.5″, а в мережах 4-го класу – не більше ±2.0″.

Нев’язки трикутників не повинні перевищувати: 6″ - в тріангуляції 3-го класу і 8″ - в тріангуляції 4-го класу.

105

Для орієнтування в умовах поганої видимості на кожному пункті ДГМ встановлюються два орієнтирних пункти на віддалі від 500 до 1000 м (в лісі не ближче 250 м).

Щільність пунктів ДГМ звичайно доводилась до одного пункта на 50-60 км2, що було достатньо для забезпечення топографічних зйомок у масштабі 1:10 000 і дрібніше.

Рис. 29. Схема державної тріангуляції Згідно з “Основними положеннями створення Держав-

ної геодезичної мережі України” (затверджені Постановою Кабінету Міністрів від 8 червня 1998 р. № 844) встановлюються загальні вимоги до принципів побудови і модернізації ДГМ України, обстеження та оновлення її пунктів і математичної обробки результатів вимірювань.

Основні положення передбачають виконання робіт із використанням сучасних супутникових навігаційних систем (GPS), комп’ютерних технологій, а також допускають використання традиційних геодезичних методів.

Вимоги Основних положень обов’язкові для виконання всіма державними органами та особами підприємницької

106

діяльності незалежно від форм власності і підпорядкування.

Складовими частинами ДГМ є планова і висотна геодезичні мережі, пункти яких повинні бути суміщені або мати між собою надійний геодезичний зв’язок.

Планова геодезична мережа складається з:

астрономо-геодезичної мережі 1-го класу;

геодезичної мережі 2-го класу;

геодезичної мережі згущення 3-го класу. Висотна геодезична мережа складається з:

нівелірної мережі І та ІІ класів;

нівелірної мережі ІІІ та ІV класів.

Організаційні і науково-технічні заходи побудови ДГМ України повинні передбачати певні моменти.

Астрономо-геодезична мережа 1-го класу і геодезична мережа 2-го класу створюється згідно з програмою побудови ДГМ, затвердженою Укргеодезкартографією та погодженою з Міноборони.

Координацію науково-технічних заходів і виконання робіт з створення та модернізації ДГМ, підготовку кадрів і забезпечення підприємств астрономо-геодезичними і гравіметричними приладами та устаткуванням здійснює Укргеодезкартографія.

Програма побудови та модернізації ДГМ передбачає:

побудову астрономо-геодезичної мережі 1-го класу;

модернізацію геодезичної мережі 2-го класу;

побудову та модернізацію геодезичної мережі згущення 3-го класу;

побудову та модернізацію висотних геодезичних мереж;

обстеження та оновлення пунктів і знаків геодезичних мереж.

Модернізація ДГМ здійснюється з метою зведення існуючої мережі до однорідної за точністю і достатньою за

107

щільністю пунктів і виконується на тих ділянках, де на основі обстеження пунктів на місцевості і результатів математичної обробки мереж встановлено, що:

точність раніше виконаних спостережень або врівноважених елементів мережі нижча, ніж вимагають ці Основні положення;

центри геодезичних пунктів втрачені або щільність пунктів геодезичної мережі недостатня для даного району;

виявлено деформації земної поверхні внаслідок дії

сейсмотектонічних техногенних явищ.

Модернізація геодезичних мереж у районах землетрусів, що відбулися з магнітудою 5 балів і більше, здійснюється в найкоротші терміни, а у вугільних басейнах і районах інтенсивного видобування руд, газу, нафти та інших підземних розробок потреба модернізації обґрунтовується маркшейдерськими даними.

Виробничий цикл побудови ДГМ складається з таких основних видів робіт:

проектування мережі;

рекогностування і побудова геодезичних пунктів;

вимірювання елементів мережі;

математична обробка вимірів;

складання каталогів координат і висот геодезичних

пунктів та нівелірних знаків.

Середня щільність пунктів ДГМ повинна бути не менше одного пункту на 30 км2. Подальше збільшення щільності пунктів ДГМ обґрунтовується розрахунками, виходячи з конкретних завдань топографо-геодезичного забезпечення території.

Для геодезичного забезпечення топографічної зйомки встановлюються такі норми щільності пунктів та реперів ДГМ:

108

для зйомок у масштабі 1:25 000 і 1:10 000 – 1 пункт на 30 км2 і 1 репер на трапецію масштабу 1:10 000.

Норми щільності пунктів для топографічних планів були зазначені в § 3.

Для топографічної та кадастрової зйомки в масштабі 1:2 000 і більше на доповнення до пунктів ДГМ визначаються пункти розрядних геодезичних та знімальних геодезичних мереж.

У разі використання супутникових геодезичних методів для визначення пунктів знімальних мереж можливе обґрунтоване зменшення щільності пунктів ДГМ.

Проектування геодезичних мереж виконується з урахуванням усіх раніше виконаних робіт.

Місця побудови геодезичних пунктів обираються так, щоб забезпечувалось їх збереження та стійкість центрів у плані і за висотою протягом тривалого часу і щоб їх було зручно використовувати в практичній діяльності.

Типи центрів вибираються з урахуванням фізикогеографічних умов району робіт, глибини промерзання ґрунтів, гідрогеологічного режиму та інших особливостей місцевості.

Нівелірні мережі І та ІІ класів є головною висотною основою країни, яка встановлює єдину систему висот на всій території України, а також служить для виконання наукових завдань.

Нівелірні мережі ІІІ та ІV класів створюється з метою згущення висотної основи для забезпечення топографічної зйомки всіх масштабів та вирішення інженерних питань.

Нівелювання І класу виконується з найвищою точністю, яка досягається завдяки використанню найбільш сучасних приладів та методик спостережень з якмога повнішим виключенням систематичних помилок.

109

Нівелювання І класу здійснюється повторно за тими ж лініями не рідше ніж через 25 років, а сейсмоактивних районах – через кожні 15 років.

Нівелірна мережа ІІ класу створюється всередині полігонів І класу окремими лініями або системами з вузловими точками, утворюючи полігони з периметром 400 км.

Нівелювання ІІ класу виконується з точністю, яка забезпечує отримання нев’язок у ходах та полігонах, за абсолютною величиною не більших ніж 5 мм √L, де L – периметр полігону або довжина ходу в км.

Лінії нівелювання І та ІІ класів прокладаються переважно вздовж залізниць та автомобільних шляхів, а в разі необхідності – вздовж великих річок та інших трас із найбільш сприятливими ґрунтовими умовами і найбільш складним рельєфом.

У лінії нівелювання І та ІІ класів, які прилягають до морів або прокладаються вздовж великих річок, водосховищ, озер обов’язково включають основні і робочі репери, нулі рівневих рейок вікових і постійних морських, річкових та озерних рівневих постів.

Лінії нівелювання ІІІ класу прокладаються всередині полігонів ІІ класу так, щоб утворювались полігони з периметром 60-150 км.

Для забезпечення топографічної зйомки у масштабі 1:5 000 і більше лінії нівелювання ІІІ класу прокладаються з розрахунком створення полігонів з периметром до 60 км.

Нівелювання ІІІ класу виконується з точністю, яка забезпечує отримання нев’язки в ході чи полігоні величиною не більше 10 мм √L, де L – довжина ходу або периметр полігона в км.

Нівелювання ІV класу є згущенням нівелірної мережі

ІІІ класу. Його виконують ходами довжиною не більше 50 км із точністю, яка забезпечує отримання нев’язки в ході

110

чи полігоні величиною не більше 20 мм √L, де L – довжина ходу або периметр полігона в км.

Виміряні різниці висот пунктів нівелювання І і ІІ класів слід виправляти поправками за непаралельність рівневих поверхонь.

Нівелірні мережі всіх класів закріплюються на місцевості реперами та марками, які закладаються не рідше ніж через 5 км (по трасі), у важкодоступних районах відстань між ними може бути збільшена до 7 км.

На всіх лініях нівелювання І і ІІ класів не рідше ніж через 60 км, а також у вузлових точках, поблизу морських, основних річкових та озерних рівневих постів закладаються фундаментальні репери.

У сейсмоактивних районах фундаментальні репери закладаються не рідше ніж через 40 км.

Державною службою геодезії, картографії та кадастру на найближчий період за основними напрямами діяльності передбачено забезпечення створення національної системи відліку, впорядкування, функціонування та розвитку Державної геодезичної мережі. У зв’язку з цим 1 січня 2007 року на території України введена Державна геодезична референтна система координат УСК-2000, яка відповідає міжнародним стандартам для систем координат і висот, сприяє подальшому розвитку Української постійно діючої мережі супутникових спостережень і отриманню зв’язку системи координат УСК-2000 зі Світовою геодезичною системою координат WGS-84 та міжнародною загальноземною референцною системою координат ITRF.

5. Геодезичні знаки і центри

Центри призначені для закріплення на місцевості геодезичних пунктів на довготривалий період.

Закладці центрів приділяється велике значення, оскільки у випадку їх знищення або зміщення результати вико-