53. Основные виды геодезических сетей
Геодезическая сеть – это совокупность закреплённых и обозначенных на местности пунктов, плановое положение и высоты которых определены в единой системе координат и высот путём геодезических измерений.
Геодезические сети строят для научных целей, а также изучения и освоения территории страны, в том числе для съёмки и изысканий под проектирование и проведение хозяйственных мероприятий: строительства, горного дела и т.д.
Для этого геодезические сети должны покрывать всю территорию страны сплошь с необходимой густотой и точностью определения положения пунктов.
Построение и поддержание в надлежащем состоянии геодезических сетей у нас в стране составляют задачу государственной топографо-геодезической службы. Геодезические сети строятся «от общего к частному», т.е. от высокоточных, но редких сетей, к более густым, но менее точным. Они включают ряд ступеней: 1) государственные сети, обеспечивающие любые работы на местности; 2) сети сгущения на отдельных конкретных участках; 3) съёмочные сети для отдельных топографических работ; 4) специальные геодезические сети, , создаваемые, например, на геодинамических полигонах.
Геодезические сети перечисленные в пунктах 2-4, как правило, создаются в местных системах координат (МСК), имеющих в большинстве случаев связь с государственной системой координат. Государственные геодезические сети делятся на плановые, высотные и гравиметрические. Гравиметрические сети создаются для гравитационного поля Земли.
57. Сущность геометрического нивелирования. Отклонение визирного луча уровенной поверхности 61. Геометрические условия, которым должен удовлетворять нивелир
Геометрическое нивелирование – определение высот точек земной поверхности относительно исходной точки с помощью горизонтального луча. Выполняют геометрическое нивелирование путём визирования горизонтальным лучом трубой нивелира и отсчитывания высоты визирного луча над земной поверхностью в некоторой её точке по отвесно поставленной в этой точке рейке с нанесёнными на ней делениями или штрихами. Различают методы геометрического нивелирования из середины и прямо. Метод нивелирования из середины, устанавливая рейки на башмаках или колышках в двух точках, а нивелир – на штативе между ними (рис. 1). Расстояния от нивелира до реек зависят от требуемой точности нивелирования и условий местности, но должны быть примерно равны и не более 100–150 м. Превышение h одной точки над другой определяется разностью отсчётов а и b по рейкам, так что h = a - b. Так как точки, в которых установлены рейки, близки друг к другу, то измеренное превышение одной из них относительно другой можно принять за расстояние между проходящими через них уровенными поверхностями. Если геометрическим нивелированием определены последовательно превышения между точками А и В, В и С, С и D и т.д. до любой удалённой точки К, то путём суммирования можно получить измеренное превышение точки К относительно точки А или исходной точки О, принятой за начало счёта высот. Уровенные поверхности Земли, проведённые на различных высотах или в различных точках земной поверхности, не параллельны между собой. Поэтому для определения нивелирной высоты точки К необходимо измеренное превышение относительно исходной точки О исправить поправкой, учитывающей непараллельность уровенных поверхностей Земли. Физический смысл геометрического нивелирования состоит в том, что на перемещение единицы массы на бесконечно малую высоту dh затрачивается работа dW = – gdh, где g – ускорение силы тяжести. Применительно к нивелированию от исходной точки О до текущей точки К можно написать
Геометрическое нивелирование или нивелирование горизонтальным лучом выполняют специальным геодезическим прибором - нивелиром; отличительная особенность нивелира состоит в том,что визирная линия трубы во время работы приводится в горизонтальное положение.
Различают два вида геометрического нивелирования: нивелирование из середины и нивелирование вперед.
При нивелировании из середины нивелир устанавливают посредине между точками А и В, а на точках А и В ставят рейки с делениями (рис.4.29). При движении от точки A к точке B рейка в точке А называется задней, рейка в точке В - передней. Сначала наводят трубу на заднюю рейку и берут отсчет a, затем наводят трубу на переднюю рейку и берут отсчет b. Превышение точки B относительно точки А получают по формуле:
h = a - b. (4.49)
Если a > b, превышение положительное, если a < b -отрицательное. Отметка точки В вычисляется по формуле:
Hв = Hа + h. (4.50)
Рис.4.29 Рис.4.30
Высота визирного луча над уровнем моря называется горизонтом прибора и обозначается Hг:
Hг = HА + a = HВ + b. (4.51)
При нивелировании вперед нивелир устанавливают над точкой А так, чтобы окуляр трубы был на одной отвесной линии с точкой. На точку В ставят рейку. Измеряют высоту нивелира i над точкой А и берут отсчет b по рейке (рис.4.30). Превышение h подсчитывают по формуле:
h = i - b. (4.52)
Отметку точки B можно вычислить через превышение по формуле (4.50) или через горизонт прибора:
Hв = Hг - b.
Если точки А и В находятся на большом расстоянии одна от другой и превышение между ними нельзя измерить с одной установки нивелира, то на линии AB намечают промежуточные точки 1, 2, 3 и т.д. и измеряют превышение по частям (рис.4.31).
На первом участке A-1 берут отсчеты по задней рейке - a1 и по передней - b1. Затем переносят нивелир в середину второго участка, а рейку с точки A переносят в точку 2; берут отсчеты по рейкам: по задней - a2 и по передней - b2. Эти действия повторяют до конца линии AB. Точки, позволяющие связать горизонты прибора на соседних установках нивелира, называются связующими; на этих точках отсчеты берут два раза - сначала по передней рейке, а затем по задней.
Превышение на каждой установке нивелира, называемой станцией, вычисляют по формуле (4.49), а превышение между точками A и B будет равно:
hAB = ∑h = ∑a - ∑b . (4.53)
Отметка точки B получится по формуле:
HB = HA + ∑h. (4.54)
При последовательном нивелировании получается нивелирный ход.