Геодезические сети сгущения

Геодезические сети сгущения создаются для увеличения плотности государственной сети.

По точности и последовательности развития они подразделяются на 1 и 2 разряды и создаются методами полигонометрии и триангуляции.

Стороны триангуляции 0,5-5 км. Углы должны быть не менее 30 ° и не более 120° и точность измерений ниже, чем в государственной геодезической сети.

Геодезические сети сгущения служат обоснованием топографических съемок масштабов 1:5000-1:500.

• 1 разряд трианг тв = 5",f=l/50000 - отн. выход, стор.
• 2разряд трианг тв =10",f=l/25000 - отн. выход, стор.

Съемочные сети и способы их создания

Съемочные сети заполняют сети сгущения и строятся в виде теодолитных ходов, засечек и несложных триангуляционных построений.

На участках площадью до 1 км 2 и при отсутствии данных о государственной геодезической сети и сетях сгущения, съемочные сети могут создаваться как самостоятельные (местные) геодезические сети.

Одним из наиболее простых методов создания планового обоснования является прокладка теодолитных ходов

Точность съемочной сети:

f отн = 1/2000

Теодолитные хода - это построения на местности в виде ломаных линий.

Вершины углов поворота закрепляют геодезическими знаками. Теодолитом измеряют горизонтальные углы, а стороны мерными лентами, рулетками или дальномерами. Теодолитные хода могут быть замкнутые, разомкнутые, висячие и диагональные.

Замкнутый теодолитный ход - многоугольник, привязанный к пункту геодезической сети, т. е. для передачи координат от исходного пункта В к (*) 1 - начальной точке теодолитного хода измеряют примычные углы вв, в 1 " и линию между пунктами В и (*)1

Разомкнутый теодолитный ход - вытянутый ход, начало и конец которого опираются на пункты ге0дезического обоснования более высокого порядка В, А и С, Д.

У этого хода углы в l и в 5 при начальной и конечной точках, совпадающих с пунктами исходного съемочного обоснования, называют примычными.

Стороны в теодолитных ходах 1 разряда должны быть измерены с точностью не ниже f отн =1/2000, для 2 разряда f отн = 1/1000

б н, б к - дирекционные углы выписывают из каталогов, оттуда же выписывают координаты исходных пунктов В и С, к которым примыкает теодолитный ход.

Висячий ход - примыкает к пункту геодезического обоснования одним своим концом, второй конец остается свободным

Диагональный ход - в случае большой вытянутости замкнутого хода в узком месте делают перемычку.

В теодолитных ходах измеряют углы поворота, левые влев или правые впр по ходу. Измерения углов выполняют методом полного приема. Расхождение углов в полуприемах не должно превышать 2t.

Длины сторон измеряют 20 метровыми стальными лентами, рулетками, дальномерами и др. приборами обеспечивающими требуемую точность измерений.

При измерении 20 м лентой, линии измеряют в прямом и обратном направлениях, допустимые расхождения в результатах на 100 м - 3-4 см при относительной погрешности 1/2000.

Углы наклона определяют по вертикальному кругу и вводят поправки за приведение длин линий горизонту при углах наклона местности более 2°.

Длины сторон в теодолитных ходах не должны быть больше 350 м и меньше 20 м.

Относительная погрешность 1/1000, 1/2000, 1/3000

Результаты полевых измерений заносятся в журнал установленной формы.

Геодезические сети сгущения

Сети сгущения могут создаваться как самостоятельные опорные геодезические сети, так и в дополнение к государственной геодезической сети. Их делят на плановые, состоящие из полигонометрии 4-го класса и триангуляции, трилатерации и полигонометрии 1-го и 2-го разрядов, и высотные, создаваемые техническим нивелированием (см. гл. 8).

Рис. 6.7. Схемы триангуляции 1-го и 2-го разрядов:

1-исходный геодезический пункт, 2- исходная сторона триангуляции; 3-определяемый пункт, 4 - базис, 5-сторона триангуляции с двусторонними направлениями, 6-односторонние направления

Триангуляция 1-го и 2-го разрядов представляет собой сплошную сеть (рис. 6.7, а) или цепочку треугольников (см. рис. 6.2), а равно и отдельные точки, получаемые засечками с пунктов государственной сети (рис. 6.7, б), а для триангуляции 2-го разряда - и с пунктов сети 1-го разряда. Полигонометрические сети 4-го класса и 1-го и 2-го разрядов создаются из отдельных ходов и их систем.

Отдельные ходы должны опираться на два исходных (более высокого класса точности) пункта.

Ниже приведены показатели для плановых геодезических сетей сгущения, в соответствии с которыми их создают при выполнении топографо-геодезических съемок в масштабах 1: 500, 1: 5000.

Координаты и высоты пунктов геодезических сетей сгущения вычисляют в системе координат в проекции Гаусса и Балтийской системе высот.

Техническое нивелирование для создания пунктов высотного геодезического обоснования производится геометрическим методом п>тем проложения замкнутых или разомкнутых ходов. Погрешности в таких ходах не должны превышать (50 корень(L)) мм, где L - длина хода, км.

Принципы построения государственных геодезических сетей.

Геодезич. сети – совокупность точек, закреплённых на местности, положение которых определёно в общей для них системе координат.

Виды топографических съемок.

Геодезические работы при инженерных изысканиях.

Элементы геодезических разбивочных работ.

Способы разбивки сооружений.

Перенесение на местность проектов застройки.

28. Геодезическая подготовка разбивочных данных и ее способы.

Детальная разбивка осей зданий.

Способ разбивки осей сооружений заключается в том, что от исходных точек в заданном направлении укладывают два линейно-измерительных прибора, например рулетки, до пересечения друг с другом. При этом первую рулетку укладывают от первой исходной точки, пересекая направление разбиваемой оси, вторую рулетку укладывают от второй исходной точки, пересекая направление разбиваемой оси, причем точки пересечения разбиваемой оси и рулеток выбирают произвольно. Рулетки укладывают за пределами точки их взаимного пересечения, затем берут отсчеты по рулеткам в точке их пересечения, от начальных отсчетов рулеток, совпадающих с исходными точками, откладывают расстояния, вычисленные в соответствии с приводимыми выражениями.

Геодезическое обеспечение строительства подземной части зданий и сооружений.

1) Выбор площадки под строительство (сбор, анализ и обобщение геодезического материала);

2) Строит. проектирование (топограф. геод. изыскания, геод. обеспеч. др. видов изысканий);

3) Изготовление строит. конструкций (контроль за соблюдениями геом. параметров элементов и изготовлении строит конструкций);

4) Подготовит. период строительства (создание геод. разбивки основы, инж. подготовке территории, которая включает планировочные работы, прокладку подземных коммуникаций и подземных дорог);

5) Основной период строительства (вывоз на натуру осей конструктивных элементов, геод. обеспечения строит.-монтажн. производства при возведении подземных и надземных частей здания, исполнит.);

6) Окончание строительства (составление и сдача тех. отчёта о результатах работы выполненных в процессе строительства)

В настоящее время наиболее эффективным методом создания геодезической сети, включая и геодезические сети сгущения , является метод, связанный со спутниковыми технологиями (ГЛ0НАСС, GPS). Однако этот метод требует наличия приемной аппаратуры, высокая стоимость которой препятствует широкому ее использованию. Поэтому наряду с высокоэффективными спутниковыми технологиями используют и традиционные методы. Следует заметить, что при выполнении геодезических работ в закрытых помещениях и в стесненных условиях, когда наблюдение созвездия спутников невозможно или затруднительно, традиционные методы являются единственно возможными для решения многих задач.

Геодезические сети сгущения строят методами триангуляции и полигонометрии для сгущения государственной геодезической сети до плотности, необходимой для создания съемочного обоснования съемок крупного масштаба. Триангуляцию 1 и 2-го разрядов развивают в открытой и горной местности. Там, где триангуляцию 1 и 2-го разрядов выполнить по условиям местности невозможно или нецелесообразно, развивают полигонометрическую сеть 4-го класса, 1 и 2-го разрядов. Необходимо отметить, что полигонометрия 4-го класса для крупномасштабных съемок по сравнению с государственной выполняется с пониженной точностью.

При создании полигонометрии выполняют весь комплекс основных геодезических работ: угловые и линейные измерения, нивелирование. Углы на пунктах полигонометрии измеряют способом отдельного угла или круговых приемов оптическими теодолитами типа. Т1, Т2, Т5 с точностью центрирования 1 мм. Высоты на все пункты полигонометрии передаются нивелированием IV класса или техническим. Линии измеряют непосредственно: светодальномерами, подвесными мерными приборами или косвенно - длины сторон хода вычисляют по вспомогательным величинам.

При проведении различных народнохозяйственных, в том числе и землеустроительных, мероприятий на большой территории необходимы топографические карты и планы, составленные на основе сети геодезических пунктов, плановое положение которых на земной поверхности определено в единой системе координат, а высотное - в единой системе высот. При этом геодезические пункты могут быть только плановыми или только высотными или одновременно - плановыми и высотными.

Сеть геодезических пунктов располагается на местности согласно составленному для нее проекту. Пункты сети закрепляются на местности особыми знаками.

Построенная на большой территории в единой системе координат и высот геодезическая сеть дает возможность правильно организовать работу по съемке местности. При наличии такой сети съемка может производиться независимо в разных местах, что не вызовет затруднения при составлении общего плана или карты. Кроме того, использование сети геодезических пунктов приводит к более равномерному распределению по территории влияния погрешностей измерений и обеспечивает контроль выполняемых геодезических работ.

Геодезические сети строятся по принципу перехода от общего к частному, т. е. вначале на большой территории строится редкая сеть пунктов с очень высокой точностью, а затем эта сеть сгущается последовательно по ступеням пунктами, построение которых производится на каждой ступени с меньшей точностью. Таких ступеней сгущения бывает несколько. Сгущение геодезической сети производится с таким расчетом, чтобы в результате получилась сеть пунктов такой плотности (густоты) и точности, чтобы эти пункты могли служить непосредственной опорой для предстоящей съемки.

Плановые геодезические сети строятся в основном методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации.

Метод триангуляции состоит в том, что строят сеть треугольников, в которой измеряют все углы треугольников и как минимум две стороны на разных концах сети (вторую сторону измеряют для контроля измерения первой стороны и установления качества всей сети). По длине одной из сторон и углам треугольников определяются стороны всех Треугольников сети. Зная дирекционный угол одной из сторон сети и координаты одного из пунктов, можно затем вычислить координаты всех пунктов.

Метод полигонометрии заключается в построении сети ходов, в которых измеряют все углы и стороны. Полигонометрические ходы отличаются от теодолитных более высокой точностью измерения углов и линий. Этот метод применяется обычно в закрытой местности. Внедрение в производство электромагнитных дальномеров делает целесообразным применение полигонометрии и в открытой местности.

Метод трилатерации состоит в построении сети треугольников с измерением всех сторон треугольников. В некоторых случаях создаются линейно-угловые сети, представляющие собою сети треугольников, в которых измерены стороны и углы (все или в необходимом их сочетании).

Плановые геодезические сети делятся на государственную геодезическую сеть; сети сгущения 1 и 2 разрядов; съемочное обоснование - съемочную сеть и отдельные пункты.

Служат для продолжения покрытия территорий регионов геодезическим опорным обоснованием. Потребности в увеличении плотности геодезических пунктов диктуются здравым смыслом и удобством работы для всех участников производственных отношений. Когда все объекты на местности ориентированы в единой системе координат , с ее помощью комфортно работать всем: архитекторам, проектировщикам, землеустроителям, геодезистам. Основой для решения многих региональных вопросов, безусловно, являются топографические планы крупных масштабов. А в свою очередь основой для крупномасштабных топографических съемок служат геодезические сети сгущения.

Исходными точками при выполнении сгущения сетей принимаются пункты государственных сетей высших классов (от I до IV). Известно, что расстояния между ними колеблются максимум от тридцати километров (для I класса) и до минимума пяти километров (для III класса). Плотность сетей высших классов составляет ориентировочно в количестве одного пункта на площадь в среднем 20-30 квадратных километров при съемках такого масштаба, как 1:5000. А при выполнении топосъемок в масштабе 1:2000 и крупнее средняя плотность достигает 5-15 квадратных километров.

Очевидно, что возникает необходимость в дальнейшем увеличении количества геодезических пунктов для покрытия местности опорным съемочным обоснованием. Особенно это касается промышленных и городских районов. Требуется укрупнение геодезического обоснования. Довести их плотность до четырех пунктов триангуляции или полигонометрии на один квадратный километр в городах, поселках, то есть застроенной части. А также необходимо наличие не менее одного пункта на один квадратный километр в незастроенных районах местности.

Мы знаем, что сгущение геодезического обоснования осуществляется с применением основного геодезического принципа, а именно: от общего к частному. Таким образом, от основы высшего качества (I, II, III, IV классов) производится построение сетей низших классов, а точнее 1 и 2 разрядов. Более того, с целью сокращения ступенчатого характера развития геодезических построений следует с применением современной электронной измерительной техники выполнять строительство одинаковых (одноразрядных) по точности сетей.

Построение и виды пунктов сетей сгущения 1, 2 разрядов

Для проведения основных геодезических работ изначально разрабатываются технические проекты. В них определяются оптимальные места расположения пунктов на топопланах более мелких масштабов (1:25000, 1:10000). В процессе осуществления рекогносцировки уже на местности приходят к окончательному варианту мест закладки, типов центра и выбору наружных знаков.

К пунктам сетей сгущения 1, 2 разрядов имеются свои требования в зависимости от метода, который используется в техническом проекте.

При триангуляции расстояния закладки между пунктами должно быть в пределах пятисот метров - пяти километров (1 разряд) и двухсот пятидесяти метров - трех километров (2 разряд). При полигонометрических ходах, предусмотренных в проекте, длины полигонов должны быть в рамках допустимых. А между отдельными, исходными и узловыми пунктами предельные расстояния варьируются от двух до трех и пяти километров для 1 разряда, и от полутора до двух и трех километров соответственно для 2 разряда сети сгущения. Триангуляционные и полигонометрические сети одного разряда являются равноценными по точности. Поэтому любой из методов, который более приемлемый для исходной местности с привлечением минимальных экономических затрат, и будет в приоритете при выборе для проведения комплекса работ по сгущению сетей.

Каждый геодезический пункт 1 и 2 разряда закрепляется в грунте центром и в соответствии с установленным руководством по постройке этих знаков соответствующими конструкциями наружных сигналов.

Основными типами конструкций центров являются:

• туры;
• пирамиды металлические трехгранные;
• пирамиды-штативы;
• пирамиды четырехгранные;
• сложные сигналы (при необходимости).

Геодезическими турами пункты могут закрепляться как на местности в грунте, так и на строительных сооружениях. В городских условиях они сооружаются на верхотурах зданий, жестко соединенных с конструктивными элементами крыш или перекрытий. Изображения туров показаны ниже на рис.1 и рис.2.

Рис.1. Тур со съемной визирной целью.

Рис.2. Тур со съемной визирной целью и площадкой для измерений.

В районах с незастроенной территорией, открытой местности наружные знаки представляют собой трехгранные или четырехгранные пирамиды. Они изготавливаются из металлических уголков в основном сечением 50×50×5 мм. В верхней части пирамид конструируются визирные цели, которые изготавливаются из трубы длиной 500 мм и сечением круглой формы радиусом 250 мм. Изображение наземных знаков в виде пирамид изображено на рис.3.

Рис.3. Наружные знаки: трехгранная и четырехгранная пирамиды.

Кроме стандартных наземных знаков существуют и специальные приспособления называемые пирамидами-штативами. Некоторые из них имеют выдвижные визирные цели высотой до 19 метров, крепящиеся на растяжках. Визирные цели выставляются на выдвижных стяжках механизированным способом только на время наблюдений. Высота собственно визирной цели не должна превышать двух значений высоты пирамиды. Изображение наружного знака пирамиды-штатива показано на рис.4.

Рис.4. Пирамида-штатив со столиком и выдвижной визирной целью.

Все наземные знаки имеют жесткие конструкции с устойчивым креплением оснований и прочными элементами. Они, как правило, всегда обрабатываются антикоррозийным покрытием.

Центры пунктов сетей сгущения бывают разных типов в зависимости от места закладки, географического района, характеристик грунтов, климатических условий. Типовые центры предусматривают закрепление центров в песчаных грунтах, твердых покрытиях и грунтах, с сезонным промерзанием. Изображения таких центров указаны на рис. 5, 6, 7.

Рис.5. Центр для твердого покрытия.

Рис.6. Центр для подвижных песков.

Рис.7. Центр для грунтов с сезонным промерзанием.

При устройстве геодезических центров в городской черте приходится закреплять их специальными марками с центральными отверстиями в турах, установленных наверху зданий. Кроме этого их можно фиксировать в верхних перекрытиях, на металлических конструкциях типа водоприемных решеток. Получаемые отверстия диаметром до двух-четырех мм и глубиной до пяти мм начеканиваются цветным металлом, например медью, и соответствуют центру с несущими фактическими координатами. Помимо прочего, иногда оформление центров геодезических пунктов разрядных сетей осуществляется рядом установленными в грунт железобетонными столбами с охранной платиной. Это всегда происходит при отсутствии постоянных наружных знаков на них. Изображение со схемой устройства геодезического пункта показано на рис.8.

Рис.8. Схема геодезического пункта с опознавательным столбом.

Геодезической сетью называют совокупность пунктов на земной поверхности, закрепленных специальными центрами, положение которых определено в общей для них системе координат и высот.

Различают плановые, высотные и пространственные сети. Плановые сети – это такие, в которых определены плановые координаты (плоские - x , y или геодезические - широта B и долгота L ) пунктов. В высотных сетях определяют высоты пунктов относительно отсчетной поверхности, например, поверхности геоида (а точнее - квазигеоида). В пространственных сетях определяют пространственные координаты пунктов, например, прямоугольные геоцентрические X , Y , Z или геодезические B, L, H .

Геодезические сети по назначению классифицируют на государственные геодезические сети, геодезические сети сгущения, геодезические сети специального назначения и съемочные сети.

Государственная геодезическая сеть. Государственная геодезическая сеть покрывает всю территорию Российской Федерации и служит ее главной геодезической основой. Государственная геодезическая сеть (ГГС) предназначена для решения следующих основных задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение: установление и распространение единой системы координат на всю территорию страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований; геодезическое обеспечение картографирования территории страны и акваторий окружающих ее морей; геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра, строительства, разведки и освоения природных ресурсов; обеспечение геодезическими данными средств наземной, морской и аэрокосмической навигации, аэрокосмического мониторинга природной и техногенной среды; изучение поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени; изучение геодинамических явлений; метрологическое обеспечение высокоточных технических средств определения местоположения и ориентирования.

По мере совершенствования средств измерений и накопления новых данных ГГС модернизируется и теперь включает: фундаментальную астрономо-геодезическую сеть, высокоточную геодезическую сеть, спутниковую геодезическую сеть 1 класса, а также астрономо-геодезическую сеть и геодезические сети сгущения.

Сети сгущения . Там, где требуется дальнейшее сгущение сети (например, в населенных пунктах), опираясь на государственную геодезическую сеть, развивают сети сгущения 1 и 2 разряда , чем достигается плотность на 1 км 2 не менее 4 пунктов на застроенной территории и 1 пункт на незастроенной территории.

Съемочную сеть создают при выполнении съемки местности. Она развивается от пунктов государственной геодезической сети и сетей сгущения 1 и 2 разрядов. Но при съемке отдельных участков съемочная сеть может быть и самостоятельной, построенной в местной системе координат. В съемочных сетях, как правило, одновременно определяют положение пунктов в плане и по высоте.

Предельные погрешности планового положения пунктов съемочной сети относительно исходных пунктов не должны превышать на открытой местности и на застроенной территории 0,2 мм в масштабе плана и 0,3 мм на местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью.

Координаты пунктов съемочных сетей определяют проложением теодолитных ходов, построением триангуляции, засечками, спутниковым методом и др. Наиболее распространены теодолитные ходы.

Пункты геодезических сетей закрепляют на местности специальными знаками - центрами, призванными обеспечить устойчивость и длительную сохранность пунктов.

Вид центра зависит от назначения сети и характера грунта. Официальными нормативными документами установлены типовые конструкции центров, зависящие от класса пункта и местных условий. Они различны для районов сезонного промерзания грунтов, для районов многолетней мерзлоты, для районов распространения подвижных песков.

Билет № 17 и №18. Методы построения плановой (горизонтальной) геодезической сети: триангуляция, полигонометрия (18), трилатерация.

При построении плановых сетей отдельные пункты сети служат исходными – их координаты должны быть известны. Координаты остальных пунктов определяют с помощью измерений, связывающих их с исходными. Плановые геодезические сети создают следующими методами.

Триангуляция – метод определения планового положения геодезических пунктов путем построения на местности сети треугольников, в которых измеряют углы, а также длины некоторых сторон, называемых базисными сторонами (рис. 5.1).

Положим, что в треугольнике АВP известны координаты пунктов А ( , ) и B ( , ). Это позволяет путем решения обратной геодезической задачи определить длину стороны и дирекционный угол направления с пункта A на пункт B . Длины двух других сторон треугольника АВP могут быть вычислены по теореме синусов ; .

Продолжая подобным образом, вычисляют длины всех сторон сети. Если, кроме базиса b известны другие базисы (на рис. 5.1 базисы показаны двойной линией), то длины сторон сети можно вычислить с контролем.

Дирекционные углы сторон АP и ВP треугольника АВP равны ; .

Координаты пункта P определятся по формулам прямой геодезической задачи ; .

Аналогично вычисляют координаты всех остальных пунктов.

Трилатерация – метод определения планового положения геодезических пунктов путем построения на местности сети треугольников, в которых измеряют длины их сторон.

Если в треугольнике АВP (рис. 5.1) известен базис b и измерены стороны и , то на основе теоремы косинусов, можно вычислить углы треугольника; ; ; . Так же вычисляют углы всех треугольников, а затем, как и в триангуляции, - координаты всех пунктов Полигонометрия – метод определения планового положения геодезических пунктов путем проложения ломаной линии (полигонометрического хода) или системы связанных между собой ломаных линий (сети полигонометрии), в которых измеряют углы поворота и длины сторон.