Основными методами создания плановых геодезических сетей являются методы триангуляции, трилатерации и полигонометрии.
Методы триангуляции и трилатерации (рис. 4.1 а и б) предусматривают построение на местности цепочки или сети треугольников. В триангуляции в каждом из треугольников измеряют все горизонтальные углы, а в конце их цепи либо в каком-либо определенном месте сплошной сети – как минимум две стороны, называемые базисами. Это позволяет легко вычислить длины других сторон треугольников по известным формулам тригонометрии и геометрии. Часто в цепочках треугольников строят геодезические четырехугольники (2-4-5-3) и центральные системы (7=5-6-9-10-8). В трилатерации измеряют все стороны треугольников, а углы в их вершинах определяют по теореме косинусов. Цепочки треугольников трилатерации также включают в себя базисные стороны с известной длиной (геодезическим
Рис. 4.1. Методы построения геодезических сетей:
а) – метод триангуляции; б) – метод трилатерации; в) метод полигонометрии.
базисом) и азимутом (дирекционным углом). На рисунке для ряда трилатерации базисные стороны не указаны.
Иногда, для повышения надежности и обеспечения высокой точности, оба указанных метода объединяют, т.е. во всех треугольниках измеряют горизонтальные углы и стороны. Такие сети называют линейно-угловыми.
Элементами сети трилатерации могут служить не только треугольники, но и геодезические четырехугольники, центральные системы. Метод трилатерации используется, в отличие от метода триангуляции, только при построении сетей 3 и 4 классов, поскольку он уступает ему по точности, а также и в технико-экономическом отношении.
Метод полигонометрии характеризуется построением на местности систем ломаных линий (ходов), в которых измеряют все линии и горизонтальные углы в точках поворота (рис. 4.1 в). В вершинах, являющихся исходными пунктами высших классов, измеряют т.н. примычные горизонтальные углы, которые используются для азимутальной привязки полигонометрического хода.
Рис. 4.2. Схема построения Государственной геодезической сети.
· - пункты Лапласа; ▲ - пункты 1 класса; Δ – пункты 2 класса;
■ – пункты 3 класса; □ – пункты 4 класса.
Сеть триангуляции 1 класса (астрономо-геодезическая сеть) строится в виде рядов треугольников (звена) длиной 200 – 250 км и периметром 800 – 1000 км (рис. 4.2). Базисы в цепочках таких треугольников измеряют с относительной погрешностью не хуже 1:400000. На концах базисов (в пунктах Лапласа) выполняют определение широт, долгот и азимутов. Иногда, вместо цепочки треугольников, прокладывают полигонометрический ход 1 класса. При этом в указанном полигонометрическом ходе углы измеряют с ошибкой не более 0,4", а стороны - с относительной погрешностью не более 1:300000.
Пункт Лапласа – это геодезический пункт, на котором из астрономических наблюдений определяют астрономический азимут и астрономическую долготу. Для астрономических наблюдений используют небесные светила: Солнце и звёзды.
Как видно на рис. 4.2, пунктов Лапласа на довольно обширную территорию (порядка 60000 км2) всего несколько.
Геодезическая сеть 2 класса представляет собой сплошную сеть треугольников либо полигонометрических ходов с узловыми точками, которая полностью заполняет полигоны 1 класса.
Сети 3 и 4 классов могут быть представлены как сплошной сетью треугольников, опирающихся на пункты высших классов, так и могут быть отдельными точками, координаты которых определяются засечками привязкой к пунктам высших классов. При этом для точек 4 класса высшими по классу являются и пункты 3 класса. На схеме рис. 4.2 увеличен фрагмент нижнего правого угла построений, на котором показано примерное размещение пунктов 3 и 4 классов и схемы их возможной привязки к пунктам высших классов.
Построение высотной нивелирной сети заключается в прокладке нивелирных линий. Нивелирная сеть I класса строится в виде замкнутых полигонов и отдельных линий большой протяженности. Сеть II класса опирается на пункты I класса и создаётся в виде полигонов периметром от 400 до 800 км (до 2000 км), в необжитых районах – до 6 – 7 тыс. км. Периметры полигонов нивелирования III класса имеют длину до 150 км (в северных и северовосточных районах страны – до 300 км). Периметр полигона IV класса не должен быть более 50 км. Нивелирные линии III и IV классов опираются на пункты I и II классов и могут создаваться в виде отдельных линий или их систем с узловыми точками.
