Способы развития съемочной сети

Тема: Геодезические сети. Топографические съемки

_______ Для составления карт и планов, решения геодезических задач в том числе геодезического обеспечения строительства, на поверхности Земли располагают ряд точек, связанных между собой единой системой координат. Эти точки маркируют на поверхности Земли или в зданиях и сооружениях центрами (знаками).

_______ Геодезическая сеть – это система закрепленных точек земной поверхности, положение которых определено в общей для них системе геодезических координат.

_______ Геодезические сети подразделяют на плановые и высотные : первые служат для определения координат X и Y геодезических центров, вторые — для определения их высот.

_______ Принцип построения плановых геодезических сетей заключается в следующем. На местности выбирают точки, взаимное положение которых представляется в виде геометрических фигур: треугольников, четырехугольников, ломаных линий и т.д. Причем точки выбирают с таким расчетом, чтобы некоторые элементы фигур (стороны, углы) можно было бы непосредственно измерить, а все другие элементы вычислить по данным измерений. Например, в треугольнике достаточно измерить одну сторону и три угла (один для контроля правильности измерений) или две стороны и два угла (один для контроля правильности измерений), а остальные стороны и углы вычислить. Для вычисления плановых координат вершин выбранных точек необходимо кроме элементов геометрических фигур знать еще дирекционный угол стороны одной из фигур и координаты одной из вершин.

_______ Сети строят по принципу перехода от общего к частному, т. е. от сетей с большими расстояниями между пунктами и высокоточными измерениями к сетям с меньшими расстояниями и менее точным.

_______ Геодезические сети подразделяют на четыре вида: государственные, сгущения, съемочные и специальные. Государственные геодезические сети служат исходными для построения всех других видов сетей. Началом единого отсчета плановых координат в Российской Федерации служит центр круглого зала Пулковской обсерватории в Санкт-Петербурге.

2. Методы создания геодезических сетей

_______ Плановые геодезические сети создаются методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации. При построении геодезической сети методом триангуляции на местности закрепляется ряд точек, которые в своей совокупности образуют систему треугольников. В треугольниках измеряются все углы и некоторые стороны, которые называются базисными. По длине базисной стороны и измеренным углам, вычисляют длины всех сторон, а затем координаты всех пунктов сети.

_______ Метод полигонометрии заключается в построении на местности системы ломанных линий, называемых полигонометрическими ходами. Эти ходы прокладывают обычно между пунктами триангуляции. В полигонометрических ходах измеряются все углы поворота и длины всех сторон.

_______ При построении сети методом трилатерации на местности также строится сеть треугольников, в которых при помощи высокоточных дальномеров измеряются все стороны.

_______ Сети сгущения строят для дальнейшего увеличения плотности (числа пунктов, приходящихся на единицу площади) государственных сетей. Плановые сети сгущения подразделяют на 1-й.и 2-й разряды.

_______ Съемочные сети — это тоже сети сгущения, но с еще большей плотностью. С точек съемочных сетей производят непосредственно съемку предметов местности и рельефа для составления карт и планов различных масштабов.

_______ Специальные геодезические сети создают для геодезического обеспечения строительства сооружений. Плотность пунктов, схема построения и точность этих сетей зависят от специфических особенностей строительства.

_______ Государственные высотные геодезические сети создают для распространения по всей территории страны единой системы высот. За начало высот в Российской Федерации и некоторых других странах принят средний уровень Балтийского моря, определение которого проводилось в период с 1825 до 1840 г. Этот уровень отмечен горизонтальной чертой на медной металлической пластине, укрепленной в устое моста через обводной канал в Кронштадте.

_______ Между пунктами государственных высотных геодезических сетей высокой точности (1-го класса) размещают пункты высотных сетей низших классов (2-го, 3-го и т.д.). Несколько пересекающихся ходов называют сетями. Как правило, сети создают из ходов, прокладываемых между тремя или более точек. В целом точки (реперы) высотных сетей, называемых нивелирными, достаточно равномерно распределены на территории страны.

_______ На незастроенной территории расстояния между реперами составляют 5. 7 км, в го- родах сеть реперов в 10 раз плотнее

_______ Для решения ограниченного круга вопросов при изысканиях, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений создают высотную сеть технического класса.

_______ Как правило, сети образуют полигоны с узловыми точками (общими точками пересечения двух или более ходов одного и того же класса). Каждый нивелирный ход опирается обоими концами на реперы ходов более высокого класса или узловые точки.

3. Закрепление на местности пунктов геодезических сетей

_______ Точки геодезических сетей закрепляют на местности знаками. По местоположению знаки бывают: грунтовые и стенные, заложенные в стены зданий и сооружений; металлические, железобетонные, деревянные, в виде откраски и т.д.; по назначению — постоянные, к которым относятся все знаки государственных геодезических сетей, и временные, устанавливаемые на период изысканий, строительства, реконструкции, наблюдений и т.д.

_______ Постоянные знаки. Их закрепляют подземными знаками — центрами. Конструкции центров обеспечивают их сохранность и неизменность положения в течение длительного периода времени. Как правило, подземный центр представляет собой бетонный монолит , закладываемый ниже глубины промерзания грунта и не в насыпной массив. У поверхности земли в монолите устанавливают чугунную марку, на которой наносят центр в виде креста или точки. Положению этого центра соответствуют коор- динаты Х и Y и во многих случаях отметки.

_______ Для того чтобы с одного знака был виден другой (смежный),над подземными центрами устанавливают наружные знаки в виде металлических или деревянных трех- или четырехгранных пирамид или сигналов.

_______ Пирамиды или сигналы имеют высоту 3. 30 м и более. Геодезический сигнал с подземным центром и столиком предназначен для установки измерительных приборов и настила при работе на нем наблюдателя. Верх сигнала или пирамиды заканчивается визирной целью , на которую при измерении углов направляют зрительную трубу теодолита. Настолик устанавливают также отражатель, если измеряют расстояния между пунктами светодалъномером. Для спутниковых измерений сигналы и пирамиды строить не надо.

_______ Как правило, пункты плановых разбивочных сетей и сетей сгущения закрепляют подземными центрами, такими же как и пункты государственных сетей. Так как расстояния между этими пунктами сравнительно небольшие, оформления их наружными знаками не требуется. Знаки могут закладывать в зданиях и сооружениях, в этом случае их называют стенными.

_______ Координаты всех пунктов плановой геодезической сети, а также отметки пунктов высотной геодезической сети заносятся в специальные каталоги , в которых кроме названия пунктов дается описание их местоположения.

_______ Иногда для различных целей могут создаваться местные геодезические сети. Обязательным требованием при установлении местных систем координат является обеспечение возможности перехода от местной системы координат к государственной системе координат, который осуществляется с использованием параметров перехода (ключей).

_______ Каждая местная система координат может создаваться с одной или несколькими трех или шести градусными зонами. Параметры местных систем координат и ключи перехода к государственной системе координат (формулы и правила, по которым координаты точек в одной системе можно получить в другой системы) устанавливает Росреестр по согласованию с Минобороны РФ.

4. Топографические съемки, ее виды

_______ Существуют следующие виды топографических съемок:

_______ • теодолитная (горизонтальная),

_______ • мензульная и др.

4.1 Что такое теодолитная съемка

_______ Теодолитной съемкой называется горизонтальная или контурная съемка местности, которая выполняется с помощью теодолита.

_______ Теодолитом измеряются горизонтальные углы и углы наклона . Линии измеряются рулеткой и дальномерами различных конструкций.

_______ Для проектирования зданий, сооружений необходимо на район строительства иметь топографические материалы – планы, карты. При отсутствии таких материалов выполняют съемку данного участка местности.

4.2 Сущность теодолитной съемки

_______ Теодолитная съемка выполняется с помощью теодолита и рулетки (или дальномера соотвествующей точности). В результате теодолитной съемки получают контурный план местности.

_______ Съемку контуров выполняют на основе съемочных теодолитных ходов, которые прокладываются в виде :
а) замкнутых ходов,
б) разомкнутых ходов,
в) диагональных ходов.

_______ Теодолитная съемка складывается из следующих видов работ :
• прокладка теодолитных ходов и привязка их к пунктам геодезической сети,
• съемка ситуации,
• обработка результатов полевых измерений,
• построение плана.

_______ Длины сторон теодолитных ходов должны быть не более 350 м и не менее 20 м .

5. Прокладка теодолитных ходов. Привязка к пунктам геодезической сети

_______ Сначала намечаются поворотные точки теодолитного хода. Угловые измерения в теодолитных ходах выполняются способом приемов техническими теодолитами ( Т30 , 2Т30 ). Стороны измеряются стальной 20-ти метровой рулеткой в двух направлениях или дальномерами соответствующей точности. Для определения горизонтальных проложений измеряют углы наклона линии. Весь данный процесс называют рекогносцировкой .

_______ Привязка теодолитных ходов заключается в измерении привычных углов между сторонами теодолитного хода и геодезической сети, обязательно с контролем.

6. Съемка ситуации

_______ Съемка ситуации заключается в привязке контуров и предметов местности к сторонам и вершинам теодолитного хода.

_______ Съемка ситуации может быть выполнена различными способами .

6.1. Способ прямоугольных координат (способ перпендикуляров)

_______ Ближайшая к контуру сторона хода принимается за ось абсцисс, точка А – за начало координат. Положение каждой точки определяется прямоугольными координатами X и Y . Перпендикуляры на местности строятся с помощью двузеркального эккера .

_______ Абсциссы отмеряют обычно с помощью мерной ленты, а ординаты – с помощью рулетки. Способ перпендикуляров применяется в основном при съемке вытянутых в длину контуров .

6.2. Способ полярных координат (полярный способ)

_______ В этом случае ближайшая к контуру сторона теодолитного хода принимается за полярную ось, начало линии – за полюс. Положение точек 1, 2, 3 определяется полярными углами ß₁, ß₂, ß₃ ; радиус – векторами d₁, d₂, d₃ .

_______ Полярные углы измеряются с помощью теодолита одним полуприемом, причем лимб ориентируется по сторонам хода, стороны измеряются с помощью нитяного дальномера . При съемке особо важных контуров – с помощью ленты .

6.3. Способ линейных засечек

_______ Треугольники стараются делать близкими к равносторонним. Линейная засечка применяется часто при съемке строений. В этом случае расстояния измеряются лентой или рулеткой.

6.4. Способ угловых засечек

_______ Способ угловых засечек применяется в тех случаях, когда определить положение точки при помощи линейных измерений не удается.

6.5. Способ створов

_______ Положение точки Р определяется расстоянием 2-Р вдоль линии 2-Е . Положение створной линии определяется расстоянием 4-Е .

_______ При съемке ситуации составляется абрис .

_______ Абрис – это схематический чертеж, составленный в произвольном масштабе.

_______ На абрисе зарисовывается снимаемая ситуация и записываются результаты выполняемых при съемке угловых и линейных измерений. Абрис составляется отдельно на каждую сторону теодолитного хода. На основе абриса производится нанесение контуров местности на план.

Источник

Построение и развитие геодезических сетей

Началом для развития геодезических сетей во все времена бесспорно считается потребность в составлении карт и проведение геодезических изысканий. Исходной основой для этого служат геодезические пункты, с которых производиться топографическая съемка. Исторический опыт позволил сформировать целую сеть таких съемочных точек в разных регионах планеты и в разных системах координат. Накопленные знания ученых привели к научному и системному подходу в стремлении становления геодезических сетей в единой системе координат, позволяющие решать многие теоретические научные и практические экономико-хозяйственные задачи.

Периодически в разные годы, через определенный временной промежуток, когда это связано с развитием техники, новых научных подходов и технологий требуется новый отсчет и скачок развития геодезических сетей и получения более высокоточных величин. Это в первую очередь касается развития геодезических сетей. В то же время уже существующая геодезическая основа, требует дальнейшего обновления и совершенствования из-за физического износа, потери пунктов и точности отдельных ее участков, а так же естественного движения земной поверхности.

Принципы построения геодезических сетей

Основным из них является принцип построения от «общего к частному». Что подразумевает собой выполнение сначала более крупных сетей первого порядка, которые должны иметь самую большую протяженность и наивысшую точность выполнения измерений. На основе получившихся данных пунктов, которые приняты за исходные и названы государственной геодезической сетью 1 класса, производят построение сети второго порядка. Далее, от получившихся пунктов геодезической сети 2 класса, осуществляют геометрические построения третьего и четвертого порядков. Таким образом, возникает государственная сеть 3 и 4 классов. И так далее развиваются все сети сгущения, съемочного и разбивочного обоснования. Практически во всех видах геодезических работ и измерений придерживаются этого принципа.

Следующим принципиальным вопросом можно считать выбор геометрической схемы создания сети. Основанная на известном еще с восемнадцатого века способе триангуляции, опорная геодезическая сеть высшего порядка страны построена на использовании вытянутых полигонов из приближенных равносторонних треугольников. В геодезических сетях нижнего порядка возможно применение четырехугольников и многоугольников центральной системы, полигонометрических ходов.

Принцип поэтапного строительства сетей соотносится с последовательным выполнением каждой стадии работ по созданию сетей.

Последовательность выполнения работ при построении геодезических сетей

Построение сетей следует рассматривать как выполнение крупного технического проекта. В зависимости от территории, на которой могут развиваться сети, их можно подразделить на:

• государственные
• региональные
• местные
• опорные строительные.

В любом случае применяется один алгоритм последовательности их выполнения.

Первое, разрабатывается проект, который включает в себя:

• сбор материалов для проектирования, при необходимости проводятся геодезические изыскания;
• разработку схемы проекта сети, в том числе оценку точности и сопоставление нескольких альтернативных методик построения сети с выбором наиболее оптимальной;
• технико-экономическое обоснование создания сети и составление локальной сметы по выполнению опорной геодезической основы.

Второе, исполняется проект сети. В состав выполняемых работ проекта входит рекогносцировка (по намеченной схеме проекта) расположения геодезических пунктов непосредственно на местности, уточнение их окончательного количества по типам закрепления центров и видам знаков на поверхности земли.

Третье, составляется окончательная сметная стоимость всего проекта.

Четвертое, выполняется закладка знаков и ориентирных пунктов на местности, и сдается актом под охрану ответственным лицам, независимо от того являются ли знаки пунктами государственной сети или опорной разбивочной сети на строительной площадке.

Пятое, производят полевые геодезические измерения.

Шестое, в камеральных условиях выполняют математическую обработку геодезических измерений. Все вычисления включают в себя определение координат пунктов, уравнивание сети, ее оценку точности.

Пути развития геодезических сетей в Российской Федерации

Развитие новых технологий и современных средств геодезических измерений привело к необходимости изменений, в том числе и в структуре геодезических сетей. При развитии геодезических сетей традиционными способами, координатно-плановое, высотное и гравиметрическое обоснования развивались достаточно отдельно друг от друга. Это связано с тем, что для их построения требовались разные местоположение и конструкции геодезических пунктов, методы и геодезические приборы. Сети триангуляции, полигонометрии строились из геометрических фигур по прямой видимости между соседними пунктами. Нивелирные сети имели свое линейное развитие вдоль магистральных трасс и дорог. Гравиметрические сети создавались в близости от населенных пунктов. При развитии спутниковых геодезических технологий имеется возможность объединения пунктов этих сетей в единую геодезическую систему. Это связано, в том числе и с повышением требований в точности определений координат, нормальных высот и значений величины силы тяжести в новых системах координат. Поскольку все эти параметры связаны с влиянием геодинамических процессов, движение земной поверхности происходит непрерывно. Поэтому возникает необходимость в их изучении и требованиях времени учитывать в геодезической теории и практики.

Развитие геодезических сетей определяется не только состоянием средств геодезических измерений, но и экономической потребностью в высокой точности и получением оперативных геодезических данных. В последние два десятилетия в российской Федерации была осуществлена национальная программа «Глобальная навигационная система», был выполнен большой комплекс работ по развитию государственной геодезической сети, ориентированный на применении ГЛОНАСС. Результатом этого стало создание высокоточных геодезических геоцентрических систем координат для геодезических и картографических работ (СК-95, ГСК-2011) и общеземных геоцентрических систем координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90, ПЗ-90.11) для баллистических и навигационных задач.

В основу геодезической системы координат ГСК-2011вошли следующие пункты государственной геодезической сети (ГГС):

• пятьдесят пунктов фундаментальной астрономо-геодезической сети, тридцать три пункта из которых открыты для пользования,
• триста пунктов высокоточной геодезической сети (ВГС),
• четыре тысячи пятьсот пунктов спутниковой геодезической сети 1 класса.

Для развития геодезических систем и сетей по всей России требуется создание условий для реализации уже накопленного на данный момент материалов:

• по государственному кадастру недвижимости,
• по картографическим работам,
• по инженерным изысканиям,
• по генпланам городов и территорий развития

Многое из этого создавалось и в местных системах координат, число которых насчитывается по всей территории России около тридцати тысяч. Поэтому огромное значение имеет приведение всего этого в единую систему координат.

Источник