Лекция 3(2). Государственная геодезическая сеть

Опорными геодезическими пунктами называют точки, закрепленные на земной поверхности, положение которых определено с помощью геодезических измерений.

Государственная геодезическая сеть (ГГС) – система закрепленных на местности пунктов, положение которых определено в единой системе координат и высот.

Пункты ГГС должны быть надежно закреплены на местности и обозначены каким-либо образом так, чтобы их легко можно было найти во время полевых работ. Знак, с помощью которого закрепляется местоположение пункта, должен быть прочным, во избежание быстрого разрушения, должна быть исключена возможность его перемещения, как по горизонтали, так и по вертикали. Все это гарантирует многолетнее использование знака.

Каждый пункт обозначен специальным подземным знаком. Центр знака - бетонный монолит. Нижнее основание знаков устанавливается в наименее активной зоне грунта. В районах сезонного промерзания – на 0,5 м ниже границы наибольшего промерзания, в районах многолетней мерзлоты – на 1 м ниже границы наибольшего оттаивания, в районах подвижных песков – на глубине 4-6 м.

На земной поверхности над пунктами устанавливаются наружные деревянные или металлические знаки в виде геодезических сигналов или пирамид. Высота пирамид может достигать 60 м. Нужны для выполнения работ с условием прямой видимости, хорошие ориентиры.

Плановая геодезическая сеть I класса или астрономо-геодезическая сеть (АГС) предназначена для выполнения высокоточных научных исследований. Сеть состоит из четырехугольных полигонов, стороны (звенья) которых по возможности совпадают с меридианами и параллелями. Длины звеньев составляют 170-200 км, периметр полигонов – 700-1000 км. Сеть II класса опирается на пункты сети I класса и сгущает ее внутри полигонов. Сети III и IV классов сгущают сеть II класса.

Координаты пунктов сетей всех классов получают методами триангуляции и полигонометрии.

Для решения прикладных задач (плановое обоснование крупномасштабного картографирования, координатная привязка различных объектов) создают сети сгущения и съемочные сети с опорой на пункты ГГС. Расстояния между пунктами и конфигурацию сети подбирают из соображений удобства съемочных работ. Погрешность в координатах пунктов не должна превышать 0,2 мм в выбранном масштабе. Т.е. для карты масштаба 1 : 10 000 точность определения координат должна быть не более 2 м.

Параметры плановых сетей I, II, III и IV классов

	I	II	III	IV
Расстояние между пунктами	20 км	7-20 км	5-8 км	2-5 км
Точность определения углов	0,6 ''	0,8 ''	1,5 ''	2 ''
Точность определения длин линий	1 см на 3-4 км	1 см на 2,5-3 км	1 см на 2 км	1 см на 1,5-2 км

Высотные сети. Высоты определены в Балтийской системе высот методом геометрического нивелирования. Сети подразделяются на I, II, III, IV классы. Пункты сетей I и II классов являются фундаментальной основой высот на территории России и СНГ.

Точность определения превышений (в мм на 1 км хода)

I	II	III	IV
max	2	5	10

Для сетей I и II классов каждые 50-80 км установлены фундаментальные реперы, максимально устойчивые к деформации приповерхностных грунтов. Каждые 5-7 км – нивелирные реперы или марки.

Новейшие государственные геодезические сети.

В России к 1993 г. создана доплеровская геодезическая сеть (ДГС), включающая 162 пункта.

Космическая геодезическая сеть (КГС) объединяет 26 пунктов на территории бывшего СССР и 7 в Антарктиде. Координаты получены методами космической геодезии при помощи спутников ГЕОИК-1, ЭТАЛОН, ГЛОНАСС.

В результате совместного уравнивания пунктов ДГС, КГС и АГС на территории России создана основа новой ГГС. Средняя погрешность составляет 2-4 см как в плане, так и по высоте.

Развитие ГГС предполагает создание нескольких уровней.

Первый уровень включает пункты фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС). Планируется установить 50-70 пунктов с расстоянием 700-800 км и погрешностью их взаимного положения 1-2 см. Часть пунктов совмещается с действующими обсерваториями, некоторые из которых располагают мощными радиотелескопами. Относительное положение двух телескопов можно определить с очень высокой точностью, даже при сильном удалении их друг от друга. Это достигается методом радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ). Суть метода заключается в точном определении времени распространения радиосигналов от внегалактического источника до радиотелескопов. Источники (квазары) находятся на удалении в десятки и сотни миллионов световых лет от Земли и по существу являются стационарными точечными источниками радиосигналов.

Второй уровень ГГС нового поколения составляют пункты высокоточной геодезической сети (ВГС). На территории России должно быть 500-700 пунктов с расстоянием 150-300 км.

На третьем уровне создается спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1) с расчетом 1 пункт на 1-2 тысячи кв.км. Основной метод – спутникового позиционирования.

Кроме национальных сетей, развиваются и мировые геодезические сети. Они предназначены для выполнения:

• изучения особенностей вращения Земли

• высокоточного определения центра масс Земли

• изучения движения земных полюсов

• изучения дрейфа континентов

• ориентирования осей геоцентрической пространственной системы координат

• обеспечения высокоточной координатной основы систем спутникового позиционирования.

С конца 80-х гг. прошлого века функционирует ITRS (International Terrestrial Reference System), которую поддерживает Международная служба вращения Земли. Основные методы – лазерная локация, РСДБ, спутниковое позиционирование.

Российская КГС имеет статус мировой геодезической сети. Эта сеть закрепляет координатную систему ПЗ-90 на расстояниях до 10 000 км.

Гравиметрическая сеть – система закрепленных на местности пунктов, в которых определено ускорение силы тяжести. Предназначены для определения:

• уклонения отвесных линий

• установления системы высот

• уточнения параметров геоида и квазигеоида

• решения прикладных задач, прежде всего, при геофизических исследованиях.

Фундаментальная гравиметрическая сеть состоит из пунктов, сила тяжести в которых определена с точностью 0,008-0,010 мГал.

Гравиметрическая сеть I класса состоит из пунктов, расположенных на аэродромах и в крупных городах. Расстояния между пунктами 200-500 км. Точность определения силы тяжести – несколько сотых мГал.

Гравиметрическая сеть II класса сгущает сеть I класса. Точность определения силы тяжести – 0,2 мГал. Расстояние между пунктами – 100-300 км.

Гравиметрическая сеть III класса (местная). Эти сети имеют прикладное значение и развиваются в процессе полевых геофизических исследований. Точность определения силы тяжести – по требованию. Расстояние между пунктами – 2-16 км.

Пункты вблизи Москвы, Санкт-Петербурга, Иркутска включены в мировую гравиметрическую сеть.