Короткі теоретичні відомості

Астрономо-ґравіметричне нівелювання − це метод визначення перевищень точок квазігеоїда відносно поверхні референц-еліпсоїда. При астрономо-ґравіметричному нівелюванні астрономо-ґравіметричні відхилення прямовисної лінії вздовж лінії нівелювання обчислюють за формулою

(7.1)

Порядок виконання роботи Робоча формула астрономо-гравіметричного нівелювання має вигляд

(7.1)

де

ξ і η – відхили прямовисної лінії у меридіані та першому вертикалі;

ζ^гр – гравіметрична аномалія висоти, або висота квазігеоїда.

Поправку на кривизну нормальної силової лінії 0,171H·sin2B у рівнинних районах можна не враховувати.

Результати обчислень перевищень квазігеоїда за формулою (7.1) наведені у табл. 7.1 і 7.2

Таблиця 7.1 − Обчислення результатів астрономо-ґравіметричного нівелювання

№ пунк.	В	L	ΔВ	ΔL	Bm	ΔξA+ΔξB	ΔηA+ ΔηB	Δζ, м	l, км
1 4 8 7 9 6 2 3	60º59' 61º43' 62º42' 62º33' 62º43' 61º51' 61º01' 61º08'	22º36' 22º56' 22º53' 24º46' 25º48' 25º06' 24º28' 23º48'	+44' +59' -9' +10' -52' -50' +7' -9'	+20' -3' +113' +62' -42' -38' -40' -72'	61º21' 62º12' 62º38' 62º38' 62º17' 61º26' 61º04' 61º04'	-3,14" -1,99" -1,49" -1,30" -2,71" -3,02" -2,56" -3,59"	+5,99" +5,77" +5,29" +4,81" +5,05" +4,58" +5,56" +6,73"	+0,362 +0,563 -1,294 -0,557 -0,190 -0,304 +0,564 +0,908	83,5 109,4 97,7 56,0 102,9 98,6 38,2 66,7
			0	0				+0,052	653,0

Оцінка точності астрономо-ґравіметричного нівелювання виконується за формулами

(7.2)

Похибка на 1 км ходу

Оцінка точності астрономо-ґравіметричного нівелювання за даними, що наведені у прикладі, становить:

Таблиця 7.2 − Обчислення результатів астрономо-ґравіметричного нівелювання

№ пунк ту

ξаг

ηаг

ξгр

ηгр

Δξ

Δη

ΔξВ-ΔξА, м

ΔηВ-ΔηА

ζгр , м

ΔζВгр-ΔζАгр, м

Δζ , м

ΔζВаг-ΔζАаг, м

1

-1,23''

-3,39''

+1,07''

-6,79''

-2,30''

+3,40''

+1,46 -0,31 +0,81 -0,62 -0,79 +0,48 -0,02 -1,01

-0,81 +0,59 -1,07 +0,59 -0,35 -0,12 +1,10 +0,07

3,25

-0,14 -0,73 +0,53 -0,04 +0,13 +0,48 -0,03 -0,20

+0,36 +0,56 -1,29 -0,56 -0,19 -0,30 +0,56 +0,91

+0,22 -0,17 -0,76 -0,60 -0,06 +0,18 +0,53 +0,71

4

+0,72''

-0,69''

+1,56''

-3,28''

-0,84''

+2,59''

3,11

8

+1,57''

-0,22''

+2,72''

-3,40''

-1,15''

+3,18''

2,38

7

-0,59''

-1,89''

-0,25''

-4,00''

-0,34''

+2,11''

2,91

9

+1,57''

+1,02''

+2,53''

-2,68''

-0,96''

+2,70''

2,87

6

-2,09''

-1,48''

-0,34''

-3,83''

-1,75''

+2,35''

3,00

2

-1,77''

+2,09''

-0,50''

-0,14''

-1,27''

+2,23''

3,48

3

-0,05''

-0,07''

+1,24''

-3,40''

-1,29''

+3,33''

3,45

1

-1,23''

-3,39''

+1,07''

-6,79''

-2,30''

+3,40''

3,25

Σ0 +0,05 +0,05

Контрольні питання

1. Яка поверхня називається квазігеоїдом?

2. У чому полягає метод астрономо-ґравіметричного нівелювання?

3. У чому полягає метод ґравіметричного виводу відхилу прямовисної лінії?

4. Що називається відхилом прямовисної лінії?

Література: [2, с. 28-34; 3, с. 72-80].

Практичне заняття № 8

Тема. Розрахунок точності виконання геодезичних робіт

на геополігонах

Мета роботи: закріпити теоретичні знання з теми „Геодинамічні полігони”; навчитися виконувати розрахунок точності виконання геодезичних робіт на геополігонах.

Завдання. Ознайомитися з методикою виконання геодезичних робіт і розрахунків точності виконання геодезичних робіт на геополігонах.

Короткі теоретичні відомості

Геодинаміка – наука про глибинні сили і процеси, що виникають у результаті еволюції Землі й зумовлюють рухи речовин і енергії всередині Землі. Геодинаміка використовує дані геології, геохімії, геофізики, математичне і фізичне моделювання глибинних процесів. Сучасна геодинаміка – це наука, яка дає кількісну оцінку сил, що діють у надрах Землі.

Створення техногенних геодинамічних полігонів (ТГДП) на території екологічно небезпечних об’єктів, зокрема на атомних, гідро- і теплоелектростанціях, – актуальна проблема сьогодення. Такі полігони вже створено на ЧАЕС, РАЕС і ХАЕС. Елементи геодинамічного моніторингу впроваджуються на Дніпрогесі, Дніпродзержинській та Кременчуцькій ГЕС. Дослідження показують, що і на невеликих ділянках мають місце деформаційні процеси з різними періодами й амплітудою. Такі процеси створюють значну небезпеку для об’єктів, які опиняються у зоні впливу рухомих тектонічних структур. Найбільш чітко це виявляється на витягнутих об’єктах, таких як магістральні нафтопроводи і газопроводи, підземні колектори тощо, які внаслідок своєї геометрії перетинають велику кількість тектонічних порушень різних рангів.

Згідно з нормативними документами про інженерно-геодезичні вимірювання на ТГДП передбачено закладання стабільних (глибинних) реперів у свердловинах, що доходять до твердих геологічних структур – глин, кристалічних порід тощо. За матеріалами повторних планових і висотних геодезичних вимірів, проведених на глибинних та інших реперах (фундаментальних, ґрунтових, стінних), можна вивчати ступінь техногенного навантаження на геологічне середовище територій, прогнозувати розвиток сейсмічних, техногенно-деформаційних та інших екологонебезпечних явищ.

Аналіз горизонтальних і особливо вертикальних зміщень на території ГДП свідчить, що такі репери через різну їх конструкцію, глибину й умови закладання, мають неоднаковий ступінь надійності, а визначені величини їхніх деформаційних зміщень характеризуються різним ступенем достовірності.

Нівелювання виконують з дотриманням підвищених вимог до точності визначення перевищень (відповідно до кількості станцій у ході та довжини ходу або периметра полігону):

f_h^доп = 0,3 мм ; (8.1)

f_h^доп = 2 мм . (8.2)

Вертикальні зміщення реперів визначають трьома методами за різницями:

- виміряних перевищень у секціях між будь-якими реперами;

- сумарних перевищень між глибинними реперами;

- врівноважених висот реперів у циклах.

Найкращими носіями висот нівелірних мереж на ГДП є глибинні репери, чого не скажеш про фундаментальні та ґрунтові репери (глибина їх закладання однакова – 1,8 м), оскільки за ступенем стабільності за глибинними реперами розташовуються стінні, потім фундаментальні та ґрунтові і, нарешті, на останньому місці пункти полігонометрії, конструкція яких не сприяє їх стабільному положенню. При визначенні вертикальних зміщень на ГДП за результатами геометричного нівелювання перевагу слід надавати глибинним реперам, оскільки картина перевищень між нестабільними ґрунтовими (фундаментальними) реперами не дає об’єктивної оцінки через їх осідання або випинання в період між циклами спостережень. Важливу характеристику, яка за своїм значенням наближається до оцінки точності перевищень між глибинними реперами, може дати аналіз різниць висот (одержаних із врівноваження) глибинних і стінних реперів, і тільки потім фундаментальних і ґрунтових.

Просторові геодезичні мережі на геодинамічних полігонах належать до геодезичних мереж спеціального призначення. Геодезичні мережі спеціального призначення будуються за відносними методами супутникової геодезії, а також за традиційними методами тріангуляції, трилатерації та полігонометрії. У сейсмічних і техногенно активних районах країни на геодинамічних полігонах створюються просторові геодезичні мережі для вивчення сучасних рухів земної кори.