Користувач:Chernetskiy 2011/Державні геодезичні мережі
- Державні геодезичні мережі і їх призначення.
- Основні методи побудови державної геодезичної мережі та мереж згущення: тріангуляція, полігонометрія, трилатерація, лінійно-кутові мережі, полюсний метод, метод парних ланок засічок, мережі несуцільних спостережень.
- Основні положення 1945 - 61 рр. побудови державної геодезичної мережі.
Для всіх галузей управління державою і для використання її природних багатств необхідна точна топографічна карта. Вона являється результатом загального топографічного знімання держави методом аерофотознімання для створення топографічних карт масштабів від 1:10000 до 1:100000.
Спеціальні великомасштабні знімання масштабів 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 виконують для цілей промислового і міського будівництва, для будівництва гідротехнічних споруд та інших інженерних проектів.
Основою проведення землевпорядних міроприємств являються, також, топографічні карти і плани.
Для проведення топографічних, картографічних і землевпорядних робіт необхідно мати добре розвинуту державну геодезичну мережу.
Таблиця 1.1. Геодезична мережа України...................................................................................................
Державна геодезична мережа України є головною геодезичною основою топографічних знімань і повинна задовольняти вимоги : народного господарства і оборони України при вирішенні інженерно -технічних і наукових задач.
Державна геодезична мережа будується методами тріангуляції, полігонометрії, і їх сполученням, забезпечуючи планові Х і У і поверхневі В і L координати пунктів.
Висотну координату Z ( або Н ) визначають методами нівелювання : геометричним, тригонометричним, гідростатичним...
Геодезичною мережею називається система точок на поверхні Землі, закріплених спеціальними центрами і знаками, координати яких визначено геодезичними методами.
Метод тріангуляції запропонував у 1617 році голландський вчений Снелліус при вимірюванні дуги меридіану між містами Алькаамаром і Берген-он-Зоомом.
Геодезична мережа складається з трикутників у яких вимірюються всі кути і одна або кілька сторін. Мережу редукують (відносять) на поверхню земного еліпсоїда або на площину. Маючи координати вихідної точки і азимут лінії, обчислюють координати всіх точок мережі.,
Рис 1.1. Типові фігури тріангуляції:......................................................................................................
Метод тріангуляції приміняють у відкритій і напіввідкритій місцевисті, гірській місцевості.
В закритій місцевості приміняють метод полігонометрії у вигляді різного роду ходів і полігонів. В полігонометрії вимірюються всі кути і сторони.
Рис. 1.2. Типові схеми полігонометрії:....................................................................................................
До недавнього часу полігонометрія і тріангуляція були основними методами побудови державних геодезичних мереж. Вони були добре вивчені як у теоретичному так і в практичному плані.
В останній час широке примінення находять методи побудови геодезичних мереж - трилатерація і лінійно-кутові мережі.
Схема побудови геодезичної мережі в трилатерації і лінійно-кутовій тріангуляції така сама, як і в тріангуляції.
У першому методі вимірюються лише сторони трикутників (кутів не виміряють), а в другому виміряють всі кути і всі сторони. В трилатерації виміряють всі довжини сторін радіовіддалемірами або світловіддалемірами, що дає більшу точність.
Лінійно-кутовий метод - найточніший метод визначення геодезичних координат.
Координати точок земної поверхні можна визначити астрономічними і супутниковими методами. Супутникова система GPS (Global Pozision
System) забезпечує високу точність автономного визначення координат пунктів при мінімальному часі спостережень.
Державні мережі 1 і 2 класу використовують для створення єдиної системи координат, а також для вирішення наукових задач - визначення розмірів і фігури Землі, горизонтальних та вертикальних рухів земної кори і т. п.
Мережі 3 і 4 класів служать для обгрунтування топографічного знімання дрібних масштабів до 1:10000.
Державна геодезична мережа країни допусає похибку у взаємному положенні суміжних точок не більше як 1:25000.
Геодезичні мережі згущення 1 і 2 розряду використовуються для обгрунтування топознімань в масштабах 1:5000-1:500 і для виконання інженерних робіт. Відносна похибка у взаємному положенні пунктів в цих мережах становить 1:10000.
Знімальні мережі є основою для топознімань всіх масштабів і створюються методами різного роду засічок, прокладанням теодолітних, мензульних ходів. Точність планових мереж 1:3000, а висотних , де L - довжина ходу в км.
Таблиця 1.2. Методи створення опорних геодезичних мереж...................................................................................
Примітка. Визначення координат окремих пунктів не є методами створення опорних мереж і в даній схемі не приводяться.
Густоти пунктів державних мереж недостатня для виконання геодезичних робіт. Наприклад, для створення карти масштабу 1:2000 необхідно мати один пункт державної мережі на площу 5-15кв. км. Виникає необхідність в згущенні мережі, в збільшенні кількості пунктів на місцевості. Це робиться за допомогою мереж згущення, які розвиваються двома методами - полігонометрії і тріангуляції 1 і 2 розрядів. Висоти мереж згущення визначають методами технічного нівелювання.
Мережі згущення можуть створюватися методом парних ланок засічок, методом несуцільних спостережень тріангуляції, лінійно-кутовим методом несуцільних спостережень, методом несуцільних спостережень чотирикутників без діагоналей.
Крім цього, мережі згущення можуть створюватися способом професора Зубрицького чотирикутників без діагоналей, способом бокових засічок професора Дурнєва і полюсним способом доцента Романчука.
Мал. 1.3. Типові схеми згущення мережами несуцільних спостережень.........................................................................
Спостереження напрямків ведуться лише на пунктах 1,2,5,6. Замість спостережень на 10 пунктах, виміри проводяться лише на чотирьох; б) геодезичні мережі несуцільних спостережень тріангуляції. Вимірювання проводяться на пунктах А, В, 1, 4, 5, 6, С, Д. Не проводять спостереження напрямків на пунктах 2,3,7; в) лінійно-кутові мережі несуцільних спостережень. Електронний тахеометр встановлюється лише на пунктах 1 і 5, на яких вимірюються всі кути і сторони; г) метод несуцільних спостережень чотирикутників без діагоналей. На відміну від метода чотирикутників без діагоналей професора Зубрицького, де на всіх пунктах виміряються кути, в даній схемі пункти 2 і 5 недоступні для кутових вимірювань. Подвійними лініями показані виміряні строни. Суцільна лінія, яка переходить у пунктирну означає односторонньо спостерігаємий напрямок. У лінійно-кутовому методі така лінія означає ще й виміряну сторону (мал. 1.3. в).
мал. 1.4. Принципові схеми побудови геодезичних мереж:....................................................................................
а) полюсним методом доцента Романчука; б) методом бокових засічок професора Дурнєва. Сторони, які показані однією лінією розраховуються за формулами, а не вимірюються. Суцільні лінії, які переходять в пунктирні означають візування на недоступний пункт. У кожному пункті даних мереж вимірюються всі кути або напрямки.
Ряди тріангуляції 1 класу прокладаються вздовж меридіанів і паралелей периметром 800-1000 км. На перетинах рядів 1 класу вимірюються базисні сторони, на кінцях яких астрономічно визначають широти, довготи і азимути (спостерігають пункти Лапласа). Вздовж рядів тріангуляції 1 класу виконуються астрономо-геодезичне нівелювання для визначення висот геоїда. Тріангуляцію 1 класу прийнято називати астрономо-геодезичною мережою держави.
Тріангуляція 2 класу будується без рядів у вигляді заповнюючої мережі. Базисні сторони розміщуються рівномірно через 25 трикутників.
Геодезичні мережі 3 і 4 класів будуються вставкою окремих систем, трикутників і пунктів у мережі тріангуляції вищих класів.
Нинішня програма геодезичної мережі характеризується вищою точністю кутових і лінійних вимірювань.
Таблиця 1.3. Характеристика державної геодезичної мережі, створюваної методом тріангуляції................................................
| Клас або розряд | Довжина сторін, км | Допустима похибка вимірювання кутів |
Допустима нев'язка в трикутниках |
Допустима похибка базисних сторін |
Похибка сторін у найслабшому місці |
|---|---|---|---|---|---|
| Державні геодезичні мережі | |||||
| 1 | 20-25 | 0,7" | 3" | 1:400000 | 1:150000 |
| 2 | 7-20 | 1" | 4" | 1:300000 | 1:200000 |
| 3 | 5-8 | 1,5" | 6" | 1:200000 | 1:200000 |
| 4 | 2-5 | 2,0" | 8" | 1:150000 | 1:70000 |
| Геодезичні мережі згущення | |||||
| 1р. | 2-5 | 5" | 20" | 1:100000 | 1:50000 |
| 2р. | 0,3-3 | 10" | 40" | 1:50000 | 1:25000 |
Таблиця 1.4.Характеристика державної геодезичної мережі, створеної методом полігонометрії 1,2,3,4 класів..................................
| Елементи полігонометрії | Значення | |||
|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Периметр полігону | 700-800км | 150-180км | 60км | 35км |
| Довжина діагоналі | 200км | 60км | 30км | 11-15 км |
| Довжина сторони | 8-ЗОкм | 5-18км | 3-10км | Не менше 0,25 км |
| Число сторін в ланці (ході) | 12 | 6 | 6 | 10-20 |
| Точність вимірювання кутів | 0,4" | 1" | 1,5" | 1,5" |
| Точність вимірюввання сторін | 1:400000 | 1:200000 | 1:100000 | 1:400000 |
| Допустима відносна похибка полігонометричного ходу | 1:25000 | |||
Таблиця 1.5. Показники мереж згущення полігонометрії......................................................................................
| Показники | 4 клас | 1 розряд | 2 розряд |
|---|---|---|---|
| Гранична довжина ходу , км : окремо | 14,0 | 7,0 | 4,0 |
| Між вихідною і вузловою точками | 9,0 | 5,0 | 3,0 |
| Між вузловими точками | 7,0 | 4,0 | 2,0 |
| Граничний периметр полігону , км | 40 | 20 | 12 |
| Середні довжини сторін ходу , км | 0,50 | 0,30 | 0,20 |
| Максимальні довжини, км | 3,0 | 8,0 | 5,0 |
| Мінімальні довжини, км | 0,25 | 0,12 | 0,08 |
| Кількість сторін в ході, не більше | 15 | 15 | 15 |
| Відносна помилка ходу , не більше | 1:25000 | 1:10000 | 1:5000 |
| Середня квадратична помилка виміряного кута ( за нев'язками у ходах і полігонах ), кутові секунди , не більше |
3" | 5" | 10" |
| Кутова нев'язка ходу або полігону , кутові секунди , не більше , де п - кількість кутів у ході |
5√L | 10√L | 20√L |
| Середня квадратична помилка вимірювання довжини сторони , в см : до 500м. |
1 | 1 | 1 |
| Більше 1000 м | 1:40000 | - | - |
| Від 500 до 1000м | 2 | 2 | 2 |
Таблиця 1.6. Показники тріангуляції ......................................................................................................
| Показники | 4 клас | 1 розряд | 2 розряд |
|---|---|---|---|
| Довжина сторони трикутника , км , не більше | 5,0 | 5,0 | 3,0 |
| Мінімально допустима величина кута , кутові градуси : у суцільній мережі |
20° | 20° | 20° |
| Сполучного ланцюжку : трикутників | 30° | 30° | 30° |
| У вставці | 30° | 30° | 30° |
| Кількість трикутників між вихідними сторонами або між вихідним пунктом і вихідною стороною , не більше |
10 | 10 | 10 |
| Мінімальна довжина вихідної сторони , км | 2 | 1 | 1 |
| Граничні значення середньої квадратичної похибки кута , що обчислена за нев'язками у трикутниках, кутові секунди |
2" | 5" | 10" |
| Гранично допустима нев'язка в трикутнику , сек | 8" | 20" | 40" |
| Відносна помилка вихідної сторони | 1:200000 | 1:50000 | 1:20000 |
| Допустима відносна помилка сторони в найбільш слабкому місці | 1:50000 | 1:20000 | 1:10000 |
Таблиця 1.7. Показники трилатерації ......................................................................................................
| Показники | 4 клас | 1 розряд | 2 розряд |
|---|---|---|---|
| Довжина сторони трикутника , км | 2-5 | 0,5-5 | 0,25 - 3 |
| Мінімально допустима величина кута трикутника |
30° | 20° | 20° |
| Гранична довжина ланцюга трикутників між вихідними сторонами , або між вихідним пунктом і вихідною стороною ( км ) |
14,0 | 7,0 | 4,0 |
| Кількість трикутників між вихідними сторонами або між вихідним пунктом і вихідною стороною |
10 | 10 | 10 |
| Мінімальна довжина вихідної сторони , км | 2 | 1 | 1 |
| Відносна середня квадратична похибка вимірювання сторони мережі |
1:120000 | 1:80000 | 1:40000 |
Таблиця 1.8. Показники GPS ...............................................................................................................
| Частота | Довжина бази ,км | Кількість супутників | Тривалість сесії, хв | Точність визначення (106- Д) мм |
|---|---|---|---|---|
| Статистичне знімання | ||||
| Одна | 1 | 4 5 |
30 25 |
5-10 |
| 5 | 4 5 |
60 30 |
5 | |
| 10 | 4 5 |
90 60 |
4 | |
| 30 | 4 5 |
120 90 |
3 | |
| Одна | Кінематичне знімання | |||
| 3 | 5 | 0,1 | 10 | |
| Дві(Р код ) | 100 | 5 | 0,1 | 3 |
Розвиток геодезичних мереж можна виконувати також за допомогою GPS спостережень . Для визначення координат геодезичних пунктів застосовують такі методи GPS - знімання :
- статичний ( статичне знімання ) ; - кінематичний ( кінематичне знімання ); - псевдокінематичний ( статичний переривчатий ).
Вибір методу знімання залежить від вимог до точності визначення пунктів .
Державною висотною геодезичною мережою являються нівелірні мережі І , II , III і IV класів точності . Нівелірна мережа І і II класів є головною висотною основою за допомогою якої встановлюється єдина система висот на всій території України . Нівелірна мережа III і IV класів служить для забезпечення висотами топографічних знімань і рішення інженерних задач .
Таблиця 1.9. Показники точності висотних мереж ...........................................................................................
| I клас | II клас | III клас | VI клас | Технічні нівелювання | |
|---|---|---|---|---|---|
| Допустима нев'язка f h доп ( ММ ) |
2√L | 3√L | 5√L | 20√L | 50√L |
| На станції ( мм ) | - | - | ±3 | ±5 | ±5 |
де L - довжина нівелірного ходу в км .
Таблиця 1.10. Технічні характеристики ....................................................................................................
| Клас нівелювання | Нормальна довжина візирного променя (м) |
Мінімальна висота візирного променя |
Нерівність віддалей від нівеліра до стойки, м | |
|---|---|---|---|---|
| На станції | По секції | |||
| III | 75 | 0,3 | 2 | 5 |
| IV | 100 | 0,2 | 5 | 10 |
Периметри полігонів нівелювання І і II класів складають 2800 і 600 км відповідно .
Периметри полігонів нівелювання III класу в основному не перевищують 150 км .
Довжина ліній нівелювання IV класу не повинна перевищувати 50 км.
На лініях зі значним ухилом, коли число станцій на 1 км ходу більше 25, гранична нев'язка в технічному нівелюванні можна підрахувати за формулою , де n - число штативів в ході або в полігоні.
Висновки.
Державна геодезична мережа є головною геодезичною основою топографічних знімань усіх масштабів.
Державна геодезична мережа об'єднує в єдине ціле планову і висотну геодезичні мережі.
Планова геодезична мережа поділяється на:
- астрономо-геодезичну мережу 1 та 2 класів; - геодезичні мережі згущення 3 класу.
Висотна геодезична мережа поділяється на:
- нівелірні мережі І і II класів; - нівелірні мережі III і IV класів.
Державна геодезична мережа створюється відповідно до вимог діючих "основних положень про державну геодезичну мережу України", інструкцій та інших нормативних документів.
Розрядні геодезичні мережі згущення є основою топографічних знімань у масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 і 1:500 та інших інженерних робіт.
Літературні джерела
1.[http//essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3070]
2.[http//essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/2784]
3.[http//essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/2787]
4.[http//essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/28919]