Тема 9. Геодезические сети и планово-высотное съемочное обоснование. Назначение сетей и методы их построения. Теодолитные ходы – 1 час

План лекции

1. Методы триангуляции, трилатерации,и полигонометрии

2. Высотная опорная сеть

3. Теодолитные ходы.

Государственная геодезическая сеть, которая является основой для развития сетей сгущения и топографических съемок, может быть создана методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии и нивелирования.

Методы триангуляции, трилатерации и полигонометрии определяют плано­вое положение пунктов геодезической сети, т.е. в результате их проведения получают координаты X, Υ каждого опорного пункта.

Триангуляция, трилатерация, полигонометрия и нивелирование разде­ляются на государственные сети (классы) и на сети местного значения (разряды). К государственной геодезической сети относятся сети 1, 2, 3 к 4 классов триангуляции, трилатерации и полигонометрии.

При сооружении государственной опорной плановой сети до сих пор основным является метод триангуляции, основанный на создании на земной поверхности простых геометрических фигур-треугольников, располагаемых в определенном порядке, форма которых близка к равносторонней (рисунок 30). В треугольниках измеряются все углы, благодаря чему имеется надежный контроль полевых угловых измерений. Для определения линейных размеров сторон треугольников достаточно измерить одну из сторон сети треугольников.

Рисунок 30 - Схема создания государственной геодезической сети

Вершины треугольников триангуляции на местности закрепляются специальными центрами, закладываемыми в грунт. Над центром устанавливается металлическая или деревянная вышка с укрепленным наверху цилиндром, вертикальная ось которого должна совпадать с осью центра. На этот цилиндр производится визирование при наблюдении с других точек.

Метод триангуляции позволяет определить плановые координаты вершин треугольников, составляющих ряды триангуляции. Триангуляционные ряды состоят из треугольников со средней длиной сторон от 20 до 25км, образующих звенья триангуляции 1 класса длиной до 200км. Звенья прокладываются в субмеридиональном и субширотном направлениях так, чтобы из них были образованы замкнутые полигоны с периметром до 1000км.

В труднодоступных районах страны и на сильно застроенных территориях государственная геодезическая сеть создается в виде полигонометрических ходов, представляющих собой ломаные линии в виде замкнутых или разомкнутых многоугольников. Полевые работы заключаются в измерении углов в точках поворота и длин всех сторон полигонометрии. При построении сетей полигонометрии обычно прокладываются основные и диагональные полигоны, образующие общие узловые точки.

Геодезические сети местного значения развиваются на базе государст­венной опорной сети. Они служат обоснованием для съемок масштабов 1:500 - 1:5000 и выполнения других инженерно-геодезических задач.

Триангуляция 1 и 2 разрядов развивается с целью сгущения геодезических сетей до плотности, обеспечивающей развитие съемочного обоснования крупномасштабных съемок, как правило, в открытой горной местности, или в случаях, если по каким-либо причинам применение метода полигонометрии невозможно или нецелесообразно.

Полигонометрия, при прокладке которой применяются наряду с традиционными приборами и инструментами также радио- и светодальномеры, выгоднее метода триангуляции при сгущении государственной опорной сети в равнинных, полузакрытых и закрытых районах, а также в городах и поселках. Полигонные ходы могут быть замкнутые и разомкнутые, опирающиеся на пункты высших классов полигонометрии или пункты триангуляции.

Триангуляция отличается от трилатерации способом определения длин сторон треугольников. При триангуляции длины вычисляются по извест­ной длине базиса и измеренным горизонтальным углом в треугольниках, в трилатерации - непосредственно измеряют, используя радио- и светодальномеры.

Полигонометрические ходы могут прокладываться методом магистральной полигонометрии, при котором измеряется длина линий между пунктами, и методом парал­лактической полигонометрии, когда длина линии непосредственно не измеряется, а вычисляется по известной длине выставленного в середине этой линии базиса и измеренным горизонтальным углам между линией и направлениями с пунктов на концы базиса.

Первый метод предпочтительнее, поскольку длинные стороны могут быть измерены с высокой точностью радио- и светодальномерами.

При создании опорной сети методом полигонометрии стремятся сто­роны полигонов делать возможно большими, что приводит к уменьшению числа углов, в этом случае результаты будут точнее, т.к. основную погрешность дают ошибки измерения углов, а не длин.

Полигонометрия 1,2-го разряда строится в порядке сгущения государственной геодезической сети для обоснования крупномасштабных топогеодезических съемок, и других геодезических работ;

Высоты пунктов государственной нивелирной сети определяют геометрическим нивелированием. По точности и назначению государственную сеть разделяют на нивелирную сеть I, II, III, IV классов.

Нивелирные сети I и II классов являются главной высотной основой, посредством которой устанавливается единая (Балтийская) система высот по всей территории страны, и используется для решения научных задач. Линии нивелирования I и II классов прокладываются по заранее разработанным направлениям. Не реже чем через 25 лет линии I и частично II классов нивелируются повторно.

Нивелирная сеть I класса состоит из ходов, образующих сомкнутые полигоны периметром около 2000 км. Нивелирование I класса выполняется с наивысшей точностью, достигаемой применением наиболее совершенных приборов и методов наблюдений: СКП определения превышения mh = 0,5 мм на 1 км хода.

Нивелирная сеть II класса составлена из ходов, опирающихся на пункты нивелирования I класса и образующих полигоны с периметром в 500-600 км. СКП определения превышения в нивелирных ходах II класса не должна превышать mh = 0,8 мм на 1 км хода. Нивелирование II класса, выполняемое при инженерно-геодезических работах, производится высокоточными нивелирами Н-05 и Н-05К с оптическим микрометром, позволяющими определять превышения со средней квадратической погрешностью не более 0,5 мм на 1 км двойного хода.

Нивелирные сети III класса прокладываются внутри полигонов нивелирования I и II классов в виде систем и отдельных ходов, делящих полигон II класса на 6-9 полигонов периметром 150-200 км (mh = 0,8 мм на 1 км хода). Для нивелирования III класса используются нивелиры с увеличением зрительной трубы не менее 30-х и ценой деления цилиндрического уровня не более 30" на 2 мм. Таким условиям удовлетворяют нивелир Н-3 (и его модификации) и другие, соответствующие ему по точности.

Дальнейшее сгущение нивелирной сети III класса выполняется построением систем ходов нивелирования IV класса (mh = 6 мм на 1 км хода), опирающихся на пункты нивелирования высших классов. Ходы нивелирования IV класса является непосредственной высотной основой топографических съемок; густота их прокладки обуславливается масштабами съемок и характером рельефа местности.