Геодезические местные сети сгущения. Сети специального назначения

Геодезические местные сети сгущения. Сети специального назначения

Геодезические местные сети сгущения. Такие сети являются дальнейшим развитием государственной геодезической сети. Они создаются в городах, на территории населенных пунктов, крупных промышленных предприятий. Традиционно сети сгущения делят­ся на аналитические и полигонометрические сети. Аналитические сети строятся в виде сплошной сети триангуляции или ряда тре­угольников, а также в виде отдельных пунктов, полученных засечками (рис. 8.7 — прямая угловая засечка, рис. 8.8 — обратная угловая засечка).

Аналитические и полигонометри­ческие сети подразделяются на два разряда. Точностные характеристики

сетей сгущения представлены в табл.

Рис. 8.7

Таблица 8.1 Сети сгущения Разряды Точность измерения углов," Точность измерения сторон Аналитические 1 2 5 10 1:20 000 1:10 000 Полигоно- 1 5 1:10000 метрические 2 10 1:5 000

Рис. 8.8

Сеть 1-го разряда должна опираться на пункты государствен­ной геодезической сети, сеть 2-го разряда может опираться еще и на пункты 1-го разряда.

В настоящее время при создании и реконструкции городских сетей применяют спутниковые технологии. В 2003 г. издано Руко­водство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГАОНАСС и GPS. В нем дана классификация спутниковых городских геодезических сетей, освещены принципы построения городской геодезической сети с использованием спутниковых технологий, этапы создания и реконструкции городских геодезических сетей.

Структурная схе­ма спутниковых измерений включает следующие этапы:

-  создание одного или нескольких исходных пунктов;

-  спутниковые измерения на пунктах каркасной сети;

-  спутниковые измерения на пунктах спутниковой городской геодезической сети 1-го класса, в том числе на существующих пунктах ранее созданной городской геодезической сети для связи с традиционной сетью;

-  обработка результатов измерений совместно с ранее выпол­ненными плановыми и высотными сетями.

В ближайшие годы в интересах проведения земельной рефор­мы в России предстоит развить опорную межевую сеть.

Сети специального назначения. Геодезические сети специаль­ного назначения создаются в тех случаях, когда дальнейшее сгуще­ние пунктов государственной сети не целесообразно или когда тре­буется особо высокая точность геодезической сети.

Сети специального назначения создаются в единых государ­ственных системах координат или в установленном порядке в мес­тных системах координат.

Сети специального назначения разнообразны. При изыскани­ях линейных сооружений прокладывают магистральные ходы (см. п. 12.1), при строительстве промышленных и гражданских соору­жений разбивают строительную сетку (см. п. 11.2), при строитель­стве мостов используют мостовую триангуляцию (см. п. 14.2), при строительстве тоннелей создают тоннельную полигонометрию (см. п. 14.6), на железнодорожных станциях и перегонах строят реперные сети (см. п. 13.6).

Точность геодезических построений для строительства уни­кальных и сложных объектов и монтажа технологического обору­дования определяют расчетами на основании СП и других норма­тивно-технических документов.

Закрепление пунктов плановых геодезических сетей. Каждый пункт триангуляции, трилатерации и полигонометрии закрепляет­ся центром, закладываемым в землю. Для разных физико-географических условий рекомендуются разные конструкции центров.

Центр пункта государственной геодезической сети 1 — 4-го классов для районов сезонного промерзания грунта состоит из же­лезобетонного пилона (рис. 8.9, а) сечением 16 х 16 см (или запол­ненной бетоном трубы диаметром 14—16 см) и скрепленного с ним цементным раствором якоря диаметром 50 см и высотой 20 см. Центр закладывают методом бурения. Основание центра должно находится на 50 см ниже границы наибольшего промерзания грун­та. Наверху пилона крепится чугунная марка, на верхней круглой поверхности которой отмечен точечный выступ — к нему относят координаты пункта. Над маркой слоем 10 — 15 см насыпают грунт, чтобы предохранить центр от посторонних лиц.

Для отыскания центра пункта в 1,5 м от него устанавливают опознавательный знак — железобетонный столб с укрепленной на нем металлической охранной плитой (рис. 8.9, б), обращенной в сторону центра.

Для других географических условий центры имеют иную кон­фигурацию. С ними можно ознакомиться в Инструкции о построе­нии государственных геодезических сетей.

Для измерения углов над каждым центром триангуляции стро­ят деревянные или металлические наружные знаки — пирамиды и сигналы. Пирамиды — сравнительно простое сооружение высотою от 5 до 10 м, ставятся в открытой местности (рис. 8.10, а). При изме­рении горизонтальных углов теодолит устанавливают на земле и центрируют над маркой центра пункта, а наблюдение производят на визирный цилиндр, которым заканчивается пирамида, установ­ленная на смежном пункте.

Рис. 8.9. Центр геодезического пункта (а) и опознавательный знак (б): 1 — охранная плита; 2, 3, 4,5 — арматура; 6 — граница промерзания грунта;

7 — стальные скобы

 

А)

 

Рис. 8.10. Геодезические знаки: а — пирамида; б — сигнал

цементного раствора 3 см; 3 — бетонные монолиты (четырехгранные усеченные призмы)

Сигналы имеют сложное строение и устанавливаются в закры­той местности (рис. 8.10, б). Наблюдение сигналов ведут со специ­альной площадки, расположенной высоко над землей.

Центр пункта сетей сгущения 1-го и 2-го разрядов показан на рис. 8.11. Он представляет собой два бетонных монолита, устанав­ливаемых один над другим и имеющих в верхних плоскостях мар­ки, фиксирующие положения центра.

8.4. Нивелирные сети. Марки и реперы

Нивелирные сети. Высотные геодезические сети подразделя­ются на государственные, местные сети сгущения и съемочные. Государственная геодезическая высотная сеть создается методом геометрического нивелирования и по точности делится на I, II, III и IV классы. При этом она разделяется на главную высотную осно­ву (нивелирование I и II классов) и заполняющие сети III и IV клас­сов.

Нивелирная сеть I класса образует полигоны периметром в об­житых районах 1200 км, в малообжитых районах 2000 км. Нивелир­ные сети II класса создают в виде полигонов с периметром в обжи­тых районах 400 км, в малообжитых районах 1000 км. Нивелирная сеть II класса опирается на реперы I класса. Линии нивелирования I и II классов прокладывают преимущественно вдоль шоссейных и железных дорог.

Нивелирные сети III и FV классов прокладывают внутри поли­гонов высших классов как отдельными линиями, так и в виде систе­мы линий.

В табл. 8.2 приведены точностные характеристики государ­ственной нивелирной сети.

Таблица 8.2

Класс нивелирования	Предельная средняя квадратическая ошибка, мм / км	Допустимые невязки в полигонах и ходах, мм
случайная	систематическая
I	0,8	0,8	Зл/Г
II	2,0	0,20	5л/1
III	5,0		ю VI
IV	10,0		20 - JI

(L — длина хода или периметр полигона в километрах)

Первые работы по геометрическому нивелированию в России были начаты в 1873 г. В настоящее время густая сеть нивелирных ходов покрывает всю территорию России. В 1977 г. вся нивелирная сеть уравнена, и введена Балтийская система высот.

Рис. 8.12. Фундаментальный репер для районов с сезонньш промерзанием грунтов

Рис. 8.13. Грунтовый репер

В рамках Концепции перехода топографо-геодезического про­изводства на автономные методы спутниковых определений разра­батывается метод спутникого нивелирования, как альтернативного методу геометрического нивелирования определения нормальных высот, а также совместного использования ГЛОНАСС / GPS — из­мерений и нивелирных измерений I и II классов для более точного определения единой системы высот на всю территорию России.

Высотные местные сети сгущения создаются в виде отдельных ходов или систем ходов для целей топографической съемки и реше­ния инженерно-геодезических задач при выполнении высотных геодезических разбивочных работ и при определении осадок и де­формаций инженерных сооружений.

Реперы и марки. Пункты высотных сетей закрепляются на местности реперами и марками. Конструкции этих знаков зависят от условий местности и регламентируются инструкциями по ниве­лированию.

Реперы государственной нивелирной сети подразделяются на вековые, фундаментальные, грунтовые, скальные, стенные и временные. Вековые реперы отличаются повышенной устойчивости и сохранностью. Они позволяют изучать современные вертикальные движения земной коры и колебания уровней морей и океаном Вековыми реперами закрепляют места пересечений линий нивелирования I класса.

Фундаментальные реперы (рис. 8.12) тоже закладывают м скальные породы или в грунт. Они обеспечивают сохранность высотной основы на длительное время. Их закладывают на линиях нивелирования I и II классов не реже, чем через 60 км.

Грунтовые (рис. 8.13), скальные и стенные (рис. 8.14) реперы используются для закрепления нивелирный сетей I, II, III и IV клас­сов. Стенные реперы отливаются из чугуна и закладываются на це­ментном растворе в фундаменты каменных зданий, а также в от­весные стенки выходов скальных пород.

Временные реперы служат высотной основой при топографи­ческих съемках. Временные реперы включают в линии нивелиро­вания II, III и IV классов.

Для закрепления высотных пунктов еще используют стенные марки (рис. 8.15). Они, как и стенные реперы, закладываются в сте­ны зданий. Основное их различие состоит в том, что стенной репер имеет выступ, на который устанавливают рейку, а стенная марка содержит в диске отверстие, в которое вставляют иглу для того, что­бы на нее подвесить специальную рейку.

Рис. 8.14. Стенной репер Рис. 8.15. Стенная марка

8.5. Съемочные геодезические сети

Виды съемочного геодезического обоснования

Съемочное обоснование развивается для сгущения геодези­ческой сети до густоты, необходимой для производства топографи­ческой съемки в заданном масштабе и для создания геодезической основы при решении инженерно-геодезических задач.

Съемочное геодезическое обоснование подразделяется на пла­новое и высотное и развивается раздельно или совместно.

Плановое съемочное обоснование развивается на основе пунк­тов государственной геодезической сети и местных сетей сгуще­ния. При съемке незначительных участков допускается развитие съемочного обоснования в местной системе координат.

Плановое съемочное обоснование развивают методами полигонометрии и триангуляции. К ходам, развиваемым методом полигонометрии, относятся теодолитные ходы. Если при этом еще оп­ределяют высоты пунктов тригонометрическим методом, то такие ходы называют тахеометрическими. Съемочное обоснование, раз­виваемое методом триангуляции, называют аналитическими сетя­ми.

Пункты планового съемочного обоснования закрепляют на местности временными знаками — деревянными кольями, столба­ми, металлическими трубами. Временный характер закрепления пунктов связан с тем, что эти пункты нужны только на момент съемки.

Выбор метода создания съемочного обоснования определяется характером местности. В открытых всхолмленных малозастроенных районах обычно развивают аналитические сети; в равнинных заселенных, застроенных районах — теодолитные ходы.

Съемочные высотные сети создаются в виде отдельных ходов или системы ходов между пунктами государственной нивелирной сети. Высотная съемочная сеть создается методом технического нивелирования, реже методом тригонометрического нивелирова­ния. Ходы технического нивелирования привязывают к маркам и реперам.

Теодолитные ходы

Теодолитный ход является основным видом съемочного обос­нования. Обычно прокладывают разомкнутый (рис. 8.16, а) или за­мкнутый (рис. 8.16,6) теодолитный ход. Несколько пересекающих­ся ходов образуют систему теодолитных ходов (рис. 8.16, в).

В теодолитном ходе измеряют линии S,, S2, ... мерной лентой или светодальномером и горизонтальные углы теодолитом технической точности (см. рис. 8.16, а). В теодолитном ходе можно определять еще высоты пунктов методом геометрического нивели­рования.

Рис. 8.16. Формы теодолитных ходов

В зависимости от точности теодолитные ходы делятся на два разряда: 1-й разряд с точностью измерения линий 1:2000; 2-й раз­ряд с точностью измерения линий 1:1000. В обычных условиях про­кладывают теодолитные ходы 1-го разряда, в лесу по просекам и в поле по высокой траве удается проложить теодолитные ходы толь­ко 2-го разряда. В некоторых случаях (на асфальте) прокладывают теодолитные ходы повышенной точности, линии в которых изме­ряют с относительной ошибкой 1:3000.

Теодолитные ходы создают как свободные сети (см. рис. 8.16, б) или их привязывают к исходным пунктам (см. рис. 8.16, а и в). При­вязка может быть осуществлена различными способами. Почти всегда это можно сделать непосредственно путем измерения примычного угла.

 

Когда постановка теодолита в районе примычного угла по каким-либо причинам невозможна, привязка осуществляется кос­венно. Один из способов представлен на рис. 8.17. Пусть имеется возможность измерить линию А — 1 и горизонтальные углы pt и Р2 на пункте 1. Из решения треугольника по теореме синусов находим вспомогательный угол у по формуле

тогда примычный угол находим по формуле: