Координатная основа РФ. Способы определения координат точек. Виды геодезических сетей.
Координатная основа РФ – она реализуется в виде государственной геодезической сети (ГГС). Существуют 2 взаимосвязанные системы пространственных прямоугольных координат:
А) общеземная (X,Y,Z)
Б) геодезическая (L,B,H
По формулам связи можно сделать перевычисления из системы в систему.
Геодезическая система является референтской, начало её совпадает с центром эллипсоида Кроссовского.
В общеземной начало совпадает с центром общеземного эллипсоида. Для получения координат в настоящее время используют 2 спутниковые системы: GPS в США, в России – Glonas. В GPS система координат WGS-84, Glonas СК -95.
Для реализации сети ГГС создается сеть опорных точек, опорными точками называют надежно-закрепленные на местности пункты. Положение их на поверхности земли точно определено. Система таких опорных точек равномерно размещена по всей территории страны.
Принцип построения сети: от общего к частному. Это позволяет ослабить влияние ошибок на результаты измерений и исключить возможность их накопления.
Способы определения координат точек. Определять координаты опорных точек можно астрономическим, геодезическим, спутниковым методами.
Астрономический метод дает возможность определять географические координаты точек независимо друг от друга - это его плюс. Заключается он в определении B и L каждого пункта путем наблюдения небесных светил. При этом измеряются азимуты направлений на пункты, но у астрономического способа сравнительно низкая точность.
При геодезическом способе создания опорных сетей астрономически определяется координаты только нескольких (исходных) точек. Остальные точки математически связывают с ними, проводя на поверхности земли измерения сторон и углов простейших геометрических фигур.
Спутниковый способ основан на определении координат точек из обработки наблюдений ИСЗ.
Опорные сети подразделяются на классы, построение её ведется несколькими ступенями, от сетей более высокого класса к сетям низшего, от крупных и точных геометрических построений к более мелким и менее точным. Пункты высших классов располагают на больших расстояниях друг от друга, затем их последовательно смещают путем развития между ними сетей более низких классов. Такой подход позволяет в сжатые сроки с высокой точностью распространить единую систему координат на всю территорию страны.
Виды геодезических сетей. Различают плановые сети (определяют координаты Х и У), для реализации высотной основы создают высотные сети (получают отметки точек Н).
Государственные сети разделяют на:
1)Государственные геодезические сети (ГГС): плановые и высотные.
2)Государственные сети сгущения (ГСС): плановые.
3)Съемочные сети: плановые и высотные.
Традиционные метода построения плановой ГГС. Сущность построения ГГС. Закрепление плановых ГГС.
Плановая ГГС подразделяются на 1, 2,3,4 классы.
Методы создания:
-триангуляция
-трилатерация
-полигонометрия и их сочетания.
Триангуляция – это комплекс полевых вычислительных работ, произведенных с целью определения относительного положения точек на земной поверхности, является вершинами смежных треугольников, в треугольнике изменяются все углы. При этом существует надежный контроль, т.к. теоретическая сумма углов треугольника известна. Стороны треугольников вычисляют по формулам тригонометрии (теорема синусов). Точно измеряют лишь выходные стороны или базисные сети. Метод триангуляции очень экономичен.
Трилатерация – это система треугольников, в которых измерены длины сторон. Из решения треугольников определяют горизонтальные углы, а через них дирекционные углы сторон, методом трилатерации строят сети ГТС 3 и 4 классов.
Полигонометрию – (развивают там, где нецелесообразна триангуляция) представляет собой вытянутые ходы, где измеряются все углы и линии. При построении полигонометрических ходов нужно стремиться к тому, чтобы горизонтальные углы (ГУ) β приближались к 180⁰.
Построение 1-4 класса и вида.
Государственная геодезическая сеть подразделяется на сети 1,2, 3 и 4 классов, различающиеся точностью измерений углов, расстояний и превышений, длиной сторон сети и порядком последовательного развития.
Государственная геодезическая сеть 1 класса, называемая еще астрономо-геодезической сетью (АГС), строится в виде полигонов периметром около 800 - 1000 км, образуемых триангуляционными или полигонометрическими звеньями длиной не более 200 км и располагаемыми по возможности вдоль меридианов и параллелей.
Государственная геодезическая сеть 2-го класса строится в виде триангуляционных сетей, сплошь покрывающих треугольниками полигоны, образованные звеньями триангуляции или полигонометрии.
Требования к точности измерения горизонтальных углов и расстояний в триангуляции приведены в таблице 7.1, в полигонометрии - в таблице 7.2.
Таблица 7.1.
| Класс сети | Ср. кв. ошибка измерения углов | Относительная ошибка базисных сторон | Длина стороны треугольника |
| 0.7" | 1: 400 000 | > 20 км | |
| 1.0 | 1: 300 000 | 7 - 20 км | |
| 1.5 | 1: 200 000 | 5 - 8 км | |
| 2.0 | 1: 200 000 | 2 - 5 км |
Таблица 7.2.
| Класс сети | Ср. кв. ошибка измерения углов | Относительная ошибка стороны хода | Длина стороны хода |
| 0.4" | 1: 300 000 | > 20 - 25 км | |
| 1.0 | 1: 250 000 | 7 - 20 км | |
| 1.5 | 1: 200 000 | > 3 км | |
| 2.0 | 1: 150 000 | > 2 км |
Кроме того, должны быть выполнены условия по количеству сторон в ходе, по длине периметра полигонов и некоторые другие.
Средние квадратические ошибки измерения превышений на 1 км хода в нивелирных ходах и сетях I, II, III, IY классов равны 0.8 мм, 2.0 мм, 5 мм и 10 мм соответственно; предельные ошибки на 1 км хода приняты равными 3 мм, 5 мм, 10 мм и 20 мм соответственно.
Для топографических съемок в Инструкции 1966 года [18] установлены следующие нормы плотности пунктов ГГС:
для съемок в масштабах 1: 25 000 и 1: 10 000 - 1 пункт на 50 - 60 км2,
для съемок в масштабах 1: 5 000 - 1 пункт на 20 - 30 км2,
для съемок в масштабах 1:2 000 и крупнее - 1 пункт на 5-15 км2.
В труднодоступных районах плотность пунктов ГГС может быть уменьшена, но не более, чем в 1.5 раза.
На территории городов, имеющих не менее 100 000 жителей или занимающих площадь в пределах городской черты не менее 50 км2, плотность пунктов ГГС должна быть доведена до 1 пункта на 5 - 15 км2.
Сущность построения ГГС:
Разбивают на основе ГГС. Строятся они по аналогии, но требования к точности их построения ниже. ГГС служит в качестве обоснования для:
А) крупномасштабных топографических съёмок
Б) проведения инженерно – геодезических работ самого разного характера.
В) проведения изыскательных работ.
Г) создание опорной межевой сети (ОМС) при ведении кадастровых работ.
На все пункты должны быть переданы отметки 4 класса нивелирования.
Закрепление плановых ГГС производится на местности пунктами. Пункт состоит из центра и может быть наружного знака. Центры –это бетонный, каменный (кирпичный) на цементном растворе монолит, железо – бетонный пилон, бетонный рельс или труба. Они закладываются в землю, они содержат несколько чугунных марок, марки имеют на поверхности отверстия или крестообразную надсечку, центр является носителем координат, координаты относятся к меткам на поверхности марок. Типы центров установлены соответствующими инструкциями, применительно к климатическим и физико – географическим условиям местности. Центр призван надежно и долговременно сохранять свое положение в плане.
