Зміст:
1. Основні принципи організації геодезичних вимірювань.
2. Методи побудови планів геодезичних мереж.
3. Класифікація державних планових геодезичних мереж.
4. Державна висотна основа.
5. Знімальні геодезичні мережі.
1. Основні принципи організації геодезичних вимірювань.
У теоретичних дослідженнях і практиці геодезичних робіт особливу увагу приділяють визначенню взаємного положення точок, як в плановому відношенні, так і по висоті. Багаторічний досвід виконання такого роду робіт дозволив виробити основні принципові положення, які слід неухильно дотримуватися при організації геодезичних вимірювань. Це дозволяє звести до мінімуму неминучі помилки, не допустити накопичення похибок при переході від точки до точки, повністю позбавитися від грубих промахів. Такими принципами є:
перехід «від загального до конкретного»;
систематичний контроль всіх видів робіт.
Принцип переходу від загального до приватного дозволяє істотно зменшити накопичення похибок вимірювань. Відповідно до цього принципу геодезичні побудови не повинні бути однорідними, а навпаки, повинні створюватися в кілька етапів. Нехай, наприклад, потрібно визначити взаємне планове положення безлічі точок 1, 2, 3 ... Спочатку виберемо кілька точок, взаємне положення яких визначимо з найвищою точністю. Слід мати на увазі, що високоточні геодезичні роботи дуже дорогі, тому охопити ними відразу всі крапки було б нераціонально. Потім побудуємо геодезичну мережу, що включає в себе пункти 1, 2, 3, 4, 5, ..., 12. ця мережа буде мати в якості вихідних даних координати точок 1-4, які, утворюючи своєрідний жорсткий каркас, не дозволять нової мережі деформуватися під впливом похибок вимірювань. На наступному етапі подальше згущення мережі, додавши точки 13, 14, ..., 25. побудова, що складається з точок 1-25, буде спиратися на пункти 1-12, отримані на перших двох етапах. Можна уявити собі четвертий, п'ятий і т.д. етапи згущення мережі, що проводяться до тих пір, поки відстані між точками не досягнуть величини, необхідної для виробництва зйомок місцевості, розбивок споруд і т.д. Побудова геодезичної мережі по розглянутим вище схемою відповідно до принципу переходу від загального до приватного вимагає, щоб точність кожного попереднього етапу була б вище точності подальшого рівно на стільки, наскільки це необхідно для того, щоб похибками вихідних даних можна було б знехтувати.
Принцип систематичного контролю вимагає так організувати геодезичні роботи, щоб на всіх їх стадіях і етапах кожен результат вимірювань, обчислень і побудов був би надійно і неодноразово проконтрольована.
Геодезичні мережі являють собою систему точок, певним чином розміщених і закріплених на місцевості. Положення цих точок у результаті виконання геодезичних вимірювань і обчислень має бути знайдено в єдиній системі координат і висот. Геодезичні мережі, для точок яких отримані тільки координати X, Y або тільки висоти Н, називають плановими або висотними. Якщо пункти, закріплені на місцевості, мають всі три координати X, Y, H, то утворюють їх геодезичні мережі називають планово-висотними. Залежно від ролі в загальній системі створення геодезичної основи на даній території, точності, призначення і густоти геодезичної мережі у відповідності з сучасною класифікацією ділять на державні геодезичні, згущення, спеціальні та знімальні.
Державна геодезична мережа являє собою загальнодержавну головну геодезичну основу. У тих місцях, де щільність пунктів головною геодезичної основи недостатня для виконання тих чи інших геодезичних робіт, мережі згущення. Спеціальні геодезичні мережі розвивають у зв'язку з будівництвом інженерних споруд або проведенням будь-яких інших робіт, що пред'являють до геодезичного забезпечення особливі вимоги. Знімальні геодезичні мережі являють собою систему пунктів, безпосередньо з яких виконують зйомку місцевості, перенесення в натуру проекту споруди, різні контрольні вимірювання, і т.п. З цієї причини знімальні мережі називають робочою геодезичної основою.
Крім перерахованих вище способів класифікації, геодезичні мережі поділяються залежно від способу їх побудови.
2. Методи побудови планів геодезичних мереж.
Обчислення координат пунктів планових геодезичних мереж, яким би способом ці мережі не створювалися, так чи інакше пов'язане з рішенням прямого і зворотного геодезичних завдань.
Пряма геодезична задача.
Дано координати
Позначимо
тоді
Величини
З
Якщо для обчислення збільшень використовують румб
Підставивши у формулу (1) значення приростів згідно (2), отримаємо:
Обчислення приростів координат виконують на мікрокалькуляторах або за допомогою спеціальних таблиць.
Залежність між дирекційний кутами сторін і горизонтальним кутом між ними.
У ряді геодезичних побудов дирекційний кут
де
Якщо замість
або
Якщо вважати, що ми рухаємося від лінії СА до лінії АВ, то дирекційний кут наступної сторони (у даному випадку АВ) дорівнюватиме дирекційного кутку попередньої сторони (у даному випадку СА), зміненого на 180
Зворотній геодезична завдання.
Зворотній геодезична завдання полягає в тому, що за координатами двох точок знаходять довжину і дирекційний кут, який з'єднує їх лінії. Нехай дано координати
Потім по теоремі Піфагора обчислимо довжину сторони
Після цього отримаємо величину
контроль:
Можливий інший шлях вирішення задачі, коли, обчисливши збільшення координат, перш за все знаходять румб
контроль:
В основу найбільш поширених способів покладено єдиний принцип, відповідно до якого на місцевості будують ті чи інші геометричні фігури, що дозволяють встановити геометричну зв'язок між точками розвиваються геодезичних мереж. Для реалізації такого зв'язку у згаданих фігурах вимірюють з необхідною точністю кути і сторони. Залежно від типу і розмірів фігур, використовуваних для побудови мереж, а також від того, які елементи і з якою точністю в цих фігурах вимірюються, розрізняють кілька способів визначення координат точок місцевості.
Тріангуляція - один з методів створення планових геодезичних мереж на основі побудови і рішення трикутників по виміряних кутах. Тріангуляція являє собою систему примикають або перекривають один одного трикутників, які можуть утворювати тріангуляційних ряд або тріангуляційних мережу. Сторону одного з трикутників вимірюють безпосередньо або отримують непрямим шляхом, побудувавши так звану базисну мережу, що складається, як правило, з ромбів з різними по довжині діагоналями. Решта боку тріангуляційних ряду або мережі знаходять шляхом послідовного вирішення трикутників по кутах і стороні, використовуючи терему синусів.
Відомо, що для вирішення трикутника досить виміряти в ньому, крім сторони, два кути. Однак при побудові тріангуляції в кожному трикутнику вимірюють всі три кути. Це дозволяє проконтролювати результати кутових вимірювань і, крім того, у результаті спеціальних зрівняльних обчислень трохи підвищити точність кінцевого результату. З цією ж метою вимірюють довжину не одного боку ряду або мережі, а двох і більше. У разі необхідності в схемі тріангуляції передбачають перекриття трикутників, що також покращує якість побудови.
Після того, як будуть обчислені довжини сторони трикутників, знаходять координати їхніх вершин. Для цього в якості вихідних даних необхідно мати координати однієї з точок і дирекційний кут (азимут) однієї зі сторін мережі. Потім за цим сторонам послідовно вирішують прямі геодезичні завдання і таким чином визначають планове положення вершин мережі.
Трилатерації - як і тріангуляція, являє собою побудову, складається з трикутників. Однак у цих трикутниках вимірюють не кути, а довжини сторін. Тріангуляцію і трилатерації застосовують у тих випадках, коли існує видимість на великі відстані.
Полігонометрія - метод, в основу якого покладено поиберем кілька точок, взаємне положення яких визначимо з найвищою точностью.борот, повинні створюватися в кілька етстроеніе на місцевості зімкнутих або розімкнутих багатокутників (ходів), в яких вимірюють горизонтальні кути
Геодезичні зарубки застосовують, як правило, для визначення координат окремих точок. В якості вихідних даних використовують пункти існуючих геодезичних мереж, а в якості вимірюваних величин - горизонтальні кути і відстані.
Планове положення точки визначається двома її координатами X, Y, тому для реалізації будь-якої зарубки необхідно виміряти, як мінімум, дві незалежні величини (кути, відстані), яким-небудь чином зв'язують визначається крапку з вихідними пунктами.
Найбільшого поширення в практиці створення геодезичної планової основи отримали пряма і зворотна (бічна) кутові засічки, а також завдання Потенота (визначення положення четвертої точки за трьома даними).
Сутність прямої кутової засічки полягає в тому, що шукану точку
Спочатку вирішують
Потім обчислюють дирекційні кути цих сторін:
Вирішивши прямі геодезичні завдання по сторонах
контроль:
Для того щоб проконтролювати результат розв'язання прямої кутової засічки, точку
При виборі вихідних пунктів для виконання зарубки керуються міркуванням, що за інших рівних умов завдання вирішується тим точніше, чим ближче кут
У виробничих умовах може виявитися, що один з опорних пунктів, наприклад,
Координати окремої точки
Завдання може бути вирішена різними способами: аналітичним, графічним, змішаним. Однак геометричний зміст будь-якого рішення полягає в тому, що вихідна точка
У населеному пункті з прямокутними кварталами або в лісі з просіками для створення планових геодезичних мереж можуть застосуються побудови у вигляді примикають один до одного чотирикутників без діагоналей, в яких вимірюють сторони і кути.
Для визначення взаємного положення точок, розташованих на значній відстані один від одного, в даний час використовують методи космічної геодезії, засновані на синхронної зарубки з визначених і вихідних пунктів штучних супутників Землі.
Особливе місце в практиці побудови планових геодезичних мереж на неосвоєних в геодезичному відношенні територіях займають астрономічні методи визначення координат і азимутів. Результати таких визначень використовують в якості вихідних даних для новостворюваних геодезичних планових мереж.
3. Класифікація державних планових геодезичних мереж.
Державна планова геодезична мережа є головною геодезичною основою для виконання геодезичних робіт при вишукуваннях, будівництві і експлуатації інженерних споруд, при виробництві топографічних зйомок, вирішенні наукових проблем, а також при забезпеченні військових дій. Державна планова геодезична мережа будується у відповідності з принципом переходу від загального до приватного і ділиться на 1, 2, 3, 4 класи, що відрізняються один від одного по точності вимірювання кутів і ліній, розмірами сторін і способу закріплення точок на місцевості.
Державна мережа 1-го класу служить геодезичної основою для побудови всіх інших планових мереж. За допомогою цієї мережі на території країни вводиться єдина система координат. Результати вимірювання в мережах 1-го класу використовуються для вирішення наукових геодезичних завдань.
Державна геодезична мережа 1-го класу створюється у вигляді тріангуляційних рядів, прокладаються вздовж паралелей і меридіанів на відстані прімерно200 км один від одного. Ряди, що йдуть уздовж паралелей і меридіанів, перетинаючись один з одним, утворюють полігони периметром 800-1000 км. Кожна з чотирьох сторін цього полігону, звана ланкою, складається з трикутників, близьких до рівностороннім, з відстанню між вершинами не менше 20 км. На кінцях ланок, тобто у вершинах полігонів, вимірюють довжину однієї зі сторін з відносною похибкою не більше 1:400 000. в пунктах лежать на кінцях таких сторін, виконують астрономічні вимірювання широти, довготи і азимута. Горизонтальні кути в трикутниках 1-го класу вимірюють високоточними теодолітами з середньою квадратичною похибкою 0.7 ``. в тих районах, де за умовами місцевості побудова тріангуляції пов'язане зі значними труднощами, її замінюють ходами полігонометрії 1-го класу.
Державна мережа 2-го класу робиться суцільний. Вона заповнює собою полігони 1-го класу і спирається на їх пункти. Трикутники мають сторони довжиною 7-20 км. Горизонтальні кути в трикутниках мережі вимірюють з середньою квадратичною похибкою 1.0 ``, а сторони - з відносною помилкою не більше 1:300 000. вимірювані боку розташовують рівномірно по всій мережі, але не рідше, ніж через 25 трикутників. Допускається заміна тріангуляції полігонометричних ходами 2-го класу.
Державні мережі 3-го і 4-го класів призначені для згущення мережі пунктів 1 і 2 класів. Їх будують у вигляді вставок окремих пунктів у існуючу мережу більш високих класів. Довжини сторін трикутників мережі 3-го і 4-го класів становлять відповідно 5-8 км і 2-5 км при відносній похибки вимірюваних сторін не більше 1:200 000. кути вимірюють з середньою квадратичною похибкою 1.5 і 2. замість тріангуляції дозволяється застосовувати полигонометрические ходи 3 та 4 класів.
Закріплення на місцевості пунктів державної геодезичної планової мережі виконується спеціальними стійкими і довготривалими центрами. Залежно від характеру грунту та інших фізико-географічних умов місцевості застосовують різні конструкції центрів. Найважливішою частиною будь-якого центру є чавунна марка з невеликим, розташованому посередині, отвором, що позначає закріплюється точку геодезичної мережі. Кожен центр має декілька дублюючих один одного чавунних марок, розташованих на різній глибині, але на одній прямовисної лінії.
Оскільки в державних геодезичних мережах відстані між пунктами становлять від двох до двадцяти і більше кілометрів, то забезпечити видимість між такими пунктами з землі неможливо. Крім того, атмосфера в безпосередній близькості від землі істотно впливає на похибки результатів вимірювань. З цих причин на пунктах державних планових геодезичних мереж будують спеціальні споруди, геодезичні сигнали або піраміди.
За допомогою геодезичних сигналів теодоліт при вимірюванні кутів встановлюється високо над землею. Для геодезиста на рівні, зручному для роботи з теодолітом, споруджується спеціальний майданчик з огорожею, сходами і дахом. На даху встановлюється візирної барабан для наведення на дану точку з суміжних пунктів мережі. По конструкції сигнали діляться на прості і складні. Прості сигнали мають висоту до 15 м, складні - 40 м і більше. Геодезичні піраміди влаштовані простіше. Їх висота, як правило, не перевищує 10 м. матеріалом для виготовлення сигналів і пірамід зазвичай служить дерево і метал.
Каталоги координат пунктів планових геодезичних мереж є основним підсумковим документом робіт зі створення головної геодезичної основи. Вони складаються відповідно до встановлених вимог і містять відомості про назву пунктів, їх класі і місцезнаходження, типі центру і знака, дати їх спорудження. Координати пункту наводяться в каталозі з зазначенням системи координат, в якій вони отримані. Крім того, до каталогу вписують довжини і дирекційні кути сторін мережі.
Каталоги зберігаються в підрозділах ГУГК СРСР, Госкартфонде і Держгеонагляд. За спеціальними запитами організацій, що виконують ті чи інші геодезичні роботи, робляться виписки з каталогів на зазначену у запиті територію.
4. Державна висотна основа.
Державна геодезична висотна основа, як і планова, будується у відповідності з принципом переходу від загального до приватного і підрозділяється на чотири класи. Всі чотири класи створюються методом геометричного нівелювання.
Нивелирная мережу 1 - го класу має найвищу точність. Ходи нівелювання 1-го класу прокладають по спеціально розробленим, з урахуванням геофізичної ситуації, маршрутами між основними морями. Середня квадратична похибка нівелювання складає 0.5 мм на 1 км ходу при систематичній помилку не більше 0.05 мм. Характерною особливістю нівелювання першого класу є те, що його періодично повторюють за тими ж маршрутами, в результаті чого отримують дані для аналізу вертикальних рухів земної кори.
Нивелирная мережа 2 - го класу будується з опорою на нівелірну мережу 1-го класу у вигляді полігонів периметром 500-600 км. Висотна нев'язка у полігонах не повинна перевищувати
Нівелювання мережі 3 - го і 4 - го класів служать для згущення мереж 1 і 2 класів. Ходи нівелювання 3 і 4 класів повинні спиратися з обох кінців на закріплені точки ходів більш високих класів або утворювати зімкнуті полігони. Висотна нев'язка ходів не повинна перевищувати
Закріплення головною висотної геодезичної основи на місцевості виконується незалежно від класу нівелювання постійними знаками через 5-7 км, а у важкодоступних районах - через 10-15 км. Крім того, для закріплення точок нівелірних ходів використовуються довготривалі кам'яні або залізобетонні споруди, у цокольній частині яких на цементному розчині встановлюють стінні репери і марки. Такі ж репери можуть встановлюватися в прямовисних скелях. Нівелірні ходи 1 і 2 класів закріплюються додатково через 50-60 км фундаментальними (капітальними) реперами, що забезпечують стабільність закріпленої точки протягом тривалого часу. Каталоги висот реперів складаються. Зберігаються і використовуються так само, як і каталоги координат.
5. Знімальні геодезичні мережі.
Знімальна геодезична основа являє собою мережу пунктів, які використовуються в якості станцій при зйомці ситуації рельєфу. Густота таких пунктів і спосіб їх побудови залежать від масштабу і методики зйомки, а також від характеру місцевості. Вихідними даними для побудови знімальної геодезичної основи є пункти і сторони опорних мереж. При картографуванні невеликих територій знімальна мережа може розвиватися самостійно. У будь-якому випадку густота знімальної мережі має бути достатньою для виробництва зйомки місцевості в заданому масштабі. Гранична похибка визначення координат точок знімальної основи щодо вихідних пунктів не повинна перевищувати 0.2 мм в масштабі зйомки, тобто 10, 20, 40, 100 см в масштабах відповідно 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000. для несприятливих умов місцевості (заліснення або порита поверхню) ці допуски збільшуються в півтора рази.
Побудова знімальної мережі виконують шляхом прокладання теодолітних, нівелірних, теодолітно-нівелірних, теодолітно-висотних, тахеометричних, мензульних ходів, рядів мікро-тріангуляції і чотирикутників без діагоналей, а також різноманітними геодезичними зарубками. У знімальних мережах значення координат обчислюють з точністю до 0.01 м (в ходах тригонометричного нівелювання).
Точки знімальної мережі закріплюють на місцевості звичайно тимчасовими центрами.
Список використаної літератури
1. Стороженко А. Ф., Некрасов О. К. «Інженерна геодезія» - Москва «Надра», 1993.
2. Захаров А. І. «Геодезичні прилади» - Москва «Надра», 1989.
3. Скогорев В. П. «Лазери в геодезії» - Москва «Надра», 1987.
4. Піскунов М. Є., Крилов М. М. «Геодезія при будівництві газових, водопровідних і каналізаційних мереж і споруд» - Москва «Стройиздат», 1989.
1. Основні принципи організації геодезичних вимірювань.
2. Методи побудови планів геодезичних мереж.
3. Класифікація державних планових геодезичних мереж.
4. Державна висотна основа.
5. Знімальні геодезичні мережі.
1. Основні принципи організації геодезичних вимірювань.
У теоретичних дослідженнях і практиці геодезичних робіт особливу увагу приділяють визначенню взаємного положення точок, як в плановому відношенні, так і по висоті. Багаторічний досвід виконання такого роду робіт дозволив виробити основні принципові положення, які слід неухильно дотримуватися при організації геодезичних вимірювань. Це дозволяє звести до мінімуму неминучі помилки, не допустити накопичення похибок при переході від точки до точки, повністю позбавитися від грубих промахів. Такими принципами є:
перехід «від загального до конкретного»;
систематичний контроль всіх видів робіт.
Принцип переходу від загального до приватного дозволяє істотно зменшити накопичення похибок вимірювань. Відповідно до цього принципу геодезичні побудови не повинні бути однорідними, а навпаки, повинні створюватися в кілька етапів. Нехай, наприклад, потрібно визначити взаємне планове положення безлічі точок 1, 2, 3 ... Спочатку виберемо кілька точок, взаємне положення яких визначимо з найвищою точністю. Слід мати на увазі, що високоточні геодезичні роботи дуже дорогі, тому охопити ними відразу всі крапки було б нераціонально. Потім побудуємо геодезичну мережу, що включає в себе пункти 1, 2, 3, 4, 5, ..., 12. ця мережа буде мати в якості вихідних даних координати точок 1-4, які, утворюючи своєрідний жорсткий каркас, не дозволять нової мережі деформуватися під впливом похибок вимірювань. На наступному етапі подальше згущення мережі, додавши точки 13, 14, ..., 25. побудова, що складається з точок 1-25, буде спиратися на пункти 1-12, отримані на перших двох етапах. Можна уявити собі четвертий, п'ятий і т.д. етапи згущення мережі, що проводяться до тих пір, поки відстані між точками не досягнуть величини, необхідної для виробництва зйомок місцевості, розбивок споруд і т.д. Побудова геодезичної мережі по розглянутим вище схемою відповідно до принципу переходу від загального до приватного вимагає, щоб точність кожного попереднього етапу була б вище точності подальшого рівно на стільки, наскільки це необхідно для того, щоб похибками вихідних даних можна було б знехтувати.
Принцип систематичного контролю вимагає так організувати геодезичні роботи, щоб на всіх їх стадіях і етапах кожен результат вимірювань, обчислень і побудов був би надійно і неодноразово проконтрольована.
Геодезичні мережі являють собою систему точок, певним чином розміщених і закріплених на місцевості. Положення цих точок у результаті виконання геодезичних вимірювань і обчислень має бути знайдено в єдиній системі координат і висот. Геодезичні мережі, для точок яких отримані тільки координати X, Y або тільки висоти Н, називають плановими або висотними. Якщо пункти, закріплені на місцевості, мають всі три координати X, Y, H, то утворюють їх геодезичні мережі називають планово-висотними. Залежно від ролі в загальній системі створення геодезичної основи на даній території, точності, призначення і густоти геодезичної мережі у відповідності з сучасною класифікацією ділять на державні геодезичні, згущення, спеціальні та знімальні.
Державна геодезична мережа являє собою загальнодержавну головну геодезичну основу. У тих місцях, де щільність пунктів головною геодезичної основи недостатня для виконання тих чи інших геодезичних робіт, мережі згущення. Спеціальні геодезичні мережі розвивають у зв'язку з будівництвом інженерних споруд або проведенням будь-яких інших робіт, що пред'являють до геодезичного забезпечення особливі вимоги. Знімальні геодезичні мережі являють собою систему пунктів, безпосередньо з яких виконують зйомку місцевості, перенесення в натуру проекту споруди, різні контрольні вимірювання, і т.п. З цієї причини знімальні мережі називають робочою геодезичної основою.
Крім перерахованих вище способів класифікації, геодезичні мережі поділяються залежно від способу їх побудови.
2. Методи побудови планів геодезичних мереж.
Обчислення координат пунктів планових геодезичних мереж, яким би способом ці мережі не створювалися, так чи інакше пов'язане з рішенням прямого і зворотного геодезичних завдань.
Пряма геодезична задача.
Дано координати
Позначимо
тоді
Величини
З
Якщо для обчислення збільшень використовують румб
Підставивши у формулу (1) значення приростів згідно (2), отримаємо:
Обчислення приростів координат виконують на мікрокалькуляторах або за допомогою спеціальних таблиць.
Залежність між дирекційний кутами сторін і горизонтальним кутом між ними.
У ряді геодезичних побудов дирекційний кут
де
Якщо замість
або
Якщо вважати, що ми рухаємося від лінії СА до лінії АВ, то дирекційний кут наступної сторони (у даному випадку АВ) дорівнюватиме дирекційного кутку попередньої сторони (у даному випадку СА), зміненого на 180
Зворотній геодезична завдання.
Зворотній геодезична завдання полягає в тому, що за координатами двох точок знаходять довжину і дирекційний кут, який з'єднує їх лінії. Нехай дано координати
Потім по теоремі Піфагора обчислимо довжину сторони
Після цього отримаємо величину
контроль:
Можливий інший шлях вирішення задачі, коли, обчисливши збільшення координат, перш за все знаходять румб
контроль:
В основу найбільш поширених способів покладено єдиний принцип, відповідно до якого на місцевості будують ті чи інші геометричні фігури, що дозволяють встановити геометричну зв'язок між точками розвиваються геодезичних мереж. Для реалізації такого зв'язку у згаданих фігурах вимірюють з необхідною точністю кути і сторони. Залежно від типу і розмірів фігур, використовуваних для побудови мереж, а також від того, які елементи і з якою точністю в цих фігурах вимірюються, розрізняють кілька способів визначення координат точок місцевості.
Тріангуляція - один з методів створення планових геодезичних мереж на основі побудови і рішення трикутників по виміряних кутах. Тріангуляція являє собою систему примикають або перекривають один одного трикутників, які можуть утворювати тріангуляційних ряд або тріангуляційних мережу. Сторону одного з трикутників вимірюють безпосередньо або отримують непрямим шляхом, побудувавши так звану базисну мережу, що складається, як правило, з ромбів з різними по довжині діагоналями. Решта боку тріангуляційних ряду або мережі знаходять шляхом послідовного вирішення трикутників по кутах і стороні, використовуючи терему синусів.
Відомо, що для вирішення трикутника досить виміряти в ньому, крім сторони, два кути. Однак при побудові тріангуляції в кожному трикутнику вимірюють всі три кути. Це дозволяє проконтролювати результати кутових вимірювань і, крім того, у результаті спеціальних зрівняльних обчислень трохи підвищити точність кінцевого результату. З цією ж метою вимірюють довжину не одного боку ряду або мережі, а двох і більше. У разі необхідності в схемі тріангуляції передбачають перекриття трикутників, що також покращує якість побудови.
Після того, як будуть обчислені довжини сторони трикутників, знаходять координати їхніх вершин. Для цього в якості вихідних даних необхідно мати координати однієї з точок і дирекційний кут (азимут) однієї зі сторін мережі. Потім за цим сторонам послідовно вирішують прямі геодезичні завдання і таким чином визначають планове положення вершин мережі.
Трилатерації - як і тріангуляція, являє собою побудову, складається з трикутників. Однак у цих трикутниках вимірюють не кути, а довжини сторін. Тріангуляцію і трилатерації застосовують у тих випадках, коли існує видимість на великі відстані.
Полігонометрія - метод, в основу якого покладено поиберем кілька точок, взаємне положення яких визначимо з найвищою точностью.борот, повинні створюватися в кілька етстроеніе на місцевості зімкнутих або розімкнутих багатокутників (ходів), в яких вимірюють горизонтальні кути
Геодезичні зарубки застосовують, як правило, для визначення координат окремих точок. В якості вихідних даних використовують пункти існуючих геодезичних мереж, а в якості вимірюваних величин - горизонтальні кути і відстані.
Планове положення точки визначається двома її координатами X, Y, тому для реалізації будь-якої зарубки необхідно виміряти, як мінімум, дві незалежні величини (кути, відстані), яким-небудь чином зв'язують визначається крапку з вихідними пунктами.
Найбільшого поширення в практиці створення геодезичної планової основи отримали пряма і зворотна (бічна) кутові засічки, а також завдання Потенота (визначення положення четвертої точки за трьома даними).
Сутність прямої кутової засічки полягає в тому, що шукану точку
Спочатку вирішують
Потім обчислюють дирекційні кути цих сторін:
Вирішивши прямі геодезичні завдання по сторонах
контроль:
Для того щоб проконтролювати результат розв'язання прямої кутової засічки, точку
При виборі вихідних пунктів для виконання зарубки керуються міркуванням, що за інших рівних умов завдання вирішується тим точніше, чим ближче кут
У виробничих умовах може виявитися, що один з опорних пунктів, наприклад,
Координати окремої точки
Завдання може бути вирішена різними способами: аналітичним, графічним, змішаним. Однак геометричний зміст будь-якого рішення полягає в тому, що вихідна точка
У населеному пункті з прямокутними кварталами або в лісі з просіками для створення планових геодезичних мереж можуть застосуються побудови у вигляді примикають один до одного чотирикутників без діагоналей, в яких вимірюють сторони і кути.
Для визначення взаємного положення точок, розташованих на значній відстані один від одного, в даний час використовують методи космічної геодезії, засновані на синхронної зарубки з визначених і вихідних пунктів штучних супутників Землі.
Особливе місце в практиці побудови планових геодезичних мереж на неосвоєних в геодезичному відношенні територіях займають астрономічні методи визначення координат і азимутів. Результати таких визначень використовують в якості вихідних даних для новостворюваних геодезичних планових мереж.
3. Класифікація державних планових геодезичних мереж.
Державна планова геодезична мережа є головною геодезичною основою для виконання геодезичних робіт при вишукуваннях, будівництві і експлуатації інженерних споруд, при виробництві топографічних зйомок, вирішенні наукових проблем, а також при забезпеченні військових дій. Державна планова геодезична мережа будується у відповідності з принципом переходу від загального до приватного і ділиться на 1, 2, 3, 4 класи, що відрізняються один від одного по точності вимірювання кутів і ліній, розмірами сторін і способу закріплення точок на місцевості.
Державна мережа 1-го класу служить геодезичної основою для побудови всіх інших планових мереж. За допомогою цієї мережі на території країни вводиться єдина система координат. Результати вимірювання в мережах 1-го класу використовуються для вирішення наукових геодезичних завдань.
Державна геодезична мережа 1-го класу створюється у вигляді тріангуляційних рядів, прокладаються вздовж паралелей і меридіанів на відстані прімерно200 км один від одного. Ряди, що йдуть уздовж паралелей і меридіанів, перетинаючись один з одним, утворюють полігони периметром 800-1000 км. Кожна з чотирьох сторін цього полігону, звана ланкою, складається з трикутників, близьких до рівностороннім, з відстанню між вершинами не менше 20 км. На кінцях ланок, тобто у вершинах полігонів, вимірюють довжину однієї зі сторін з відносною похибкою не більше 1:400 000. в пунктах лежать на кінцях таких сторін, виконують астрономічні вимірювання широти, довготи і азимута. Горизонтальні кути в трикутниках 1-го класу вимірюють високоточними теодолітами з середньою квадратичною похибкою 0.7 ``. в тих районах, де за умовами місцевості побудова тріангуляції пов'язане зі значними труднощами, її замінюють ходами полігонометрії 1-го класу.
Державна мережа 2-го класу робиться суцільний. Вона заповнює собою полігони 1-го класу і спирається на їх пункти. Трикутники мають сторони довжиною 7-20 км. Горизонтальні кути в трикутниках мережі вимірюють з середньою квадратичною похибкою 1.0 ``, а сторони - з відносною помилкою не більше 1:300 000. вимірювані боку розташовують рівномірно по всій мережі, але не рідше, ніж через 25 трикутників. Допускається заміна тріангуляції полігонометричних ходами 2-го класу.
Державні мережі 3-го і 4-го класів призначені для згущення мережі пунктів 1 і 2 класів. Їх будують у вигляді вставок окремих пунктів у існуючу мережу більш високих класів. Довжини сторін трикутників мережі 3-го і 4-го класів становлять відповідно 5-8 км і 2-5 км при відносній похибки вимірюваних сторін не більше 1:200 000. кути вимірюють з середньою квадратичною похибкою 1.5 і 2. замість тріангуляції дозволяється застосовувати полигонометрические ходи 3 та 4 класів.
Закріплення на місцевості пунктів державної геодезичної планової мережі виконується спеціальними стійкими і довготривалими центрами. Залежно від характеру грунту та інших фізико-географічних умов місцевості застосовують різні конструкції центрів. Найважливішою частиною будь-якого центру є чавунна марка з невеликим, розташованому посередині, отвором, що позначає закріплюється точку геодезичної мережі. Кожен центр має декілька дублюючих один одного чавунних марок, розташованих на різній глибині, але на одній прямовисної лінії.
Оскільки в державних геодезичних мережах відстані між пунктами становлять від двох до двадцяти і більше кілометрів, то забезпечити видимість між такими пунктами з землі неможливо. Крім того, атмосфера в безпосередній близькості від землі істотно впливає на похибки результатів вимірювань. З цих причин на пунктах державних планових геодезичних мереж будують спеціальні споруди, геодезичні сигнали або піраміди.
За допомогою геодезичних сигналів теодоліт при вимірюванні кутів встановлюється високо над землею. Для геодезиста на рівні, зручному для роботи з теодолітом, споруджується спеціальний майданчик з огорожею, сходами і дахом. На даху встановлюється візирної барабан для наведення на дану точку з суміжних пунктів мережі. По конструкції сигнали діляться на прості і складні. Прості сигнали мають висоту до 15 м, складні - 40 м і більше. Геодезичні піраміди влаштовані простіше. Їх висота, як правило, не перевищує 10 м. матеріалом для виготовлення сигналів і пірамід зазвичай служить дерево і метал.
Каталоги координат пунктів планових геодезичних мереж є основним підсумковим документом робіт зі створення головної геодезичної основи. Вони складаються відповідно до встановлених вимог і містять відомості про назву пунктів, їх класі і місцезнаходження, типі центру і знака, дати їх спорудження. Координати пункту наводяться в каталозі з зазначенням системи координат, в якій вони отримані. Крім того, до каталогу вписують довжини і дирекційні кути сторін мережі.
Каталоги зберігаються в підрозділах ГУГК СРСР, Госкартфонде і Держгеонагляд. За спеціальними запитами організацій, що виконують ті чи інші геодезичні роботи, робляться виписки з каталогів на зазначену у запиті територію.
4. Державна висотна основа.
Державна геодезична висотна основа, як і планова, будується у відповідності з принципом переходу від загального до приватного і підрозділяється на чотири класи. Всі чотири класи створюються методом геометричного нівелювання.
Нивелирная мережу 1 - го класу має найвищу точність. Ходи нівелювання 1-го класу прокладають по спеціально розробленим, з урахуванням геофізичної ситуації, маршрутами між основними морями. Середня квадратична похибка нівелювання складає 0.5 мм на 1 км ходу при систематичній помилку не більше 0.05 мм. Характерною особливістю нівелювання першого класу є те, що його періодично повторюють за тими ж маршрутами, в результаті чого отримують дані для аналізу вертикальних рухів земної кори.
Нивелирная мережа 2 - го класу будується з опорою на нівелірну мережу 1-го класу у вигляді полігонів периметром 500-600 км. Висотна нев'язка у полігонах не повинна перевищувати
Нівелювання мережі 3 - го і 4 - го класів служать для згущення мереж 1 і 2 класів. Ходи нівелювання 3 і 4 класів повинні спиратися з обох кінців на закріплені точки ходів більш високих класів або утворювати зімкнуті полігони. Висотна нев'язка ходів не повинна перевищувати
Закріплення головною висотної геодезичної основи на місцевості виконується незалежно від класу нівелювання постійними знаками через 5-7 км, а у важкодоступних районах - через 10-15 км. Крім того, для закріплення точок нівелірних ходів використовуються довготривалі кам'яні або залізобетонні споруди, у цокольній частині яких на цементному розчині встановлюють стінні репери і марки. Такі ж репери можуть встановлюватися в прямовисних скелях. Нівелірні ходи 1 і 2 класів закріплюються додатково через 50-60 км фундаментальними (капітальними) реперами, що забезпечують стабільність закріпленої точки протягом тривалого часу. Каталоги висот реперів складаються. Зберігаються і використовуються так само, як і каталоги координат.
5. Знімальні геодезичні мережі.
Знімальна геодезична основа являє собою мережу пунктів, які використовуються в якості станцій при зйомці ситуації рельєфу. Густота таких пунктів і спосіб їх побудови залежать від масштабу і методики зйомки, а також від характеру місцевості. Вихідними даними для побудови знімальної геодезичної основи є пункти і сторони опорних мереж. При картографуванні невеликих територій знімальна мережа може розвиватися самостійно. У будь-якому випадку густота знімальної мережі має бути достатньою для виробництва зйомки місцевості в заданому масштабі. Гранична похибка визначення координат точок знімальної основи щодо вихідних пунктів не повинна перевищувати 0.2 мм в масштабі зйомки, тобто 10, 20, 40, 100 см в масштабах відповідно 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000. для несприятливих умов місцевості (заліснення або порита поверхню) ці допуски збільшуються в півтора рази.
Побудова знімальної мережі виконують шляхом прокладання теодолітних, нівелірних, теодолітно-нівелірних, теодолітно-висотних, тахеометричних, мензульних ходів, рядів мікро-тріангуляції і чотирикутників без діагоналей, а також різноманітними геодезичними зарубками. У знімальних мережах значення координат обчислюють з точністю до 0.01 м (в ходах тригонометричного нівелювання).
Точки знімальної мережі закріплюють на місцевості звичайно тимчасовими центрами.
Список використаної літератури
1. Стороженко А. Ф., Некрасов О. К. «Інженерна геодезія» - Москва «Надра», 1993.
2. Захаров А. І. «Геодезичні прилади» - Москва «Надра», 1989.
3. Скогорев В. П. «Лазери в геодезії» - Москва «Надра», 1987.
4. Піскунов М. Є., Крилов М. М. «Геодезія при будівництві газових, водопровідних і каналізаційних мереж і споруд» - Москва «Стройиздат», 1989.