Методы создания геодезических сетей кратко

Обновлено: 05.07.2024

Началом для развития геодезических сетей во все времена бесспорно считается потребность в составлении карт и проведение геодезических изысканий. Исходной основой для этого служат геодезические пункты, с которых производиться топографическая съемка. Исторический опыт позволил сформировать целую сеть таких съемочных точек в разных регионах планеты и в разных системах координат. Накопленные знания ученых привели к научному и системному подходу в стремлении становления геодезических сетей в единой системе координат, позволяющие решать многие теоретические научные и практические экономико-хозяйственные задачи.

Периодически в разные годы, через определенный временной промежуток, когда это связано с развитием техники, новых научных подходов и технологий требуется новый отсчет и скачок развития геодезических сетей и получения более высокоточных величин. Это в первую очередь касается развития геодезических сетей. В то же время уже существующая геодезическая основа, требует дальнейшего обновления и совершенствования из-за физического износа, потери пунктов и точности отдельных ее участков, а так же естественного движения земной поверхности.

Принципы построения геодезических сетей

Следующим принципиальным вопросом можно считать выбор геометрической схемы создания сети. Основанная на известном еще с восемнадцатого века способе триангуляции, опорная геодезическая сеть высшего порядка страны построена на использовании вытянутых полигонов из приближенных равносторонних треугольников. В геодезических сетях нижнего порядка возможно применение четырехугольников и многоугольников центральной системы, полигонометрических ходов.

Принцип поэтапного строительства сетей соотносится с последовательным выполнением каждой стадии работ по созданию сетей.

Последовательность выполнения работ при построении геодезических сетей

Построение сетей следует рассматривать как выполнение крупного технического проекта. В зависимости от территории, на которой могут развиваться сети, их можно подразделить на:

государственные
региональные
местные
опорные строительные.

В любом случае применяется один алгоритм последовательности их выполнения.

Первое, разрабатывается проект, который включает в себя:

сбор материалов для проектирования, при необходимости проводятся геодезические изыскания;
разработку схемы проекта сети, в том числе оценку точности и сопоставление нескольких альтернативных методик построения сети с выбором наиболее оптимальной;
технико-экономическое обоснование создания сети и составление локальной сметы по выполнению опорной геодезической основы.

Второе, исполняется проект сети. В состав выполняемых работ проекта входит рекогносцировка (по намеченной схеме проекта) расположения геодезических пунктов непосредственно на местности, уточнение их окончательного количества по типам закрепления центров и видам знаков на поверхности земли.

Третье, составляется окончательная сметная стоимость всего проекта.

Четвертое, выполняется закладка знаков и ориентирных пунктов на местности, и сдается актом под охрану ответственным лицам, независимо от того являются ли знаки пунктами государственной сети или опорной разбивочной сети на строительной площадке.

Пятое, производят полевые геодезические измерения.

Шестое, в камеральных условиях выполняют математическую обработку геодезических измерений. Все вычисления включают в себя определение координат пунктов, уравнивание сети, ее оценку точности.

Пути развития геодезических сетей в Российской Федерации

Развитие новых технологий и современных средств геодезических измерений привело к необходимости изменений, в том числе и в структуре геодезических сетей. При развитии геодезических сетей традиционными способами, координатно-плановое, высотное и гравиметрическое обоснования развивались достаточно отдельно друг от друга. Это связано с тем, что для их построения требовались разные местоположение и конструкции геодезических пунктов, методы и геодезические приборы. Сети триангуляции, полигонометрии строились из геометрических фигур по прямой видимости между соседними пунктами. Нивелирные сети имели свое линейное развитие вдоль магистральных трасс и дорог. Гравиметрические сети создавались в близости от населенных пунктов. При развитии спутниковых геодезических технологий имеется возможность объединения пунктов этих сетей в единую геодезическую систему. Это связано, в том числе и с повышением требований в точности определений координат, нормальных высот и значений величины силы тяжести в новых системах координат. Поскольку все эти параметры связаны с влиянием геодинамических процессов, движение земной поверхности происходит непрерывно. Поэтому возникает необходимость в их изучении и требованиях времени учитывать в геодезической теории и практики.

В основу геодезической системы координат ГСК-2011вошли следующие пункты государственной геодезической сети (ГГС):

пятьдесят пунктов фундаментальной астрономо-геодезической сети, тридцать три пункта из которых открыты для пользования,
триста пунктов высокоточной геодезической сети (ВГС),
четыре тысячи пятьсот пунктов спутниковой геодезической сети 1 класса.

Для развития геодезических систем и сетей по всей России требуется создание условий для реализации уже накопленного на данный момент материалов:

по государственному кадастру недвижимости,
по картографическим работам,
по инженерным изысканиям,
по генпланам городов и территорий развития

Многое из этого создавалось и в местных системах координат, число которых насчитывается по всей территории России около тридцати тысяч. Поэтому огромное значение имеет приведение всего этого в единую систему координат.

Основными методами создания плановых геодезических сетей являются методы триангуляции, трилатерации и полигонометрии.

Методы триангуляции и трилатерации 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 (базисом) и азимутом (дирекционным углом). На рисунке для ряда трилатерации базисные стороны не указаны.

Рис. 1. Методы построения геодезических сетей а) - метод триангуляции; б) - метод трилатерации; в) метод полигонометрии

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 также 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. В вершинах, являющихся исходными пунктами высших классов, измеряют т. н. примычные горизонтальные углы, которые используются для азимутальной привязки полигонометрического хода.

Сеть триангуляции 1 класса (астрономо-геодезическая сеть) строится в виде рядов треугольников (звена) длиной 200 - 250 км и периметром 800 -1000 км . 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 погрешностью не более 0, 4, а стороны - с относительной погрешностью не более 1: 300000.

Рис. 2. Схема построения Государственной геодезической сети • - пункты Лапласа; ▲ - пункты 1 класса; Δ - пункты 2 класса; ■- пункты 3 класса; ■ - пункты 4 класса.

Пункт Лапласа - это геодезический пункт, на котором из астрономических наблюдений были определены астрономический азимут и астрономическая долгота. Для астрономических наблюдений используют небесные светила: Солнце и звезды.

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. 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 создается 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.

Используемая литература: В.Н. Попов, С.И. Чекалин. Геодезия: Учебник для вузов.- М.: "Горная книга", 2007.

Плановое положение пунктов геодезических сетей создают методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии, а также другими методами (наземно-космическими).

Метод триангуляции состоит в создании геодезических сетей из треугольников, в вершинах которых размещены геодезические пункты, с измерением всех углов и некоторых из сторон – базисов.

Измерения горизонтальных углов в треугольниках производят точными угломерными приборами – теодолитами, а базисов светодальномерами, электронными тахеометрами или др. мерными приборами.

По мере удаления от базиса, измеренного в начале сети триангуляции, точность определения сторон треугольников понижается, поэтому для повышения точности и контроля в конце ряда треугольников измеряют еще один базис.

Для связи сети триангуляции с существующими геодезическими сетями во вновь создаваемую триангуляцию должны быть включены некоторые пункты ранее созданных сетей.

Для того чтобы в триангуляции было принципиально возможным определение координат всех пунктов, минимальное число измерений сводится: к измерению двух углов в каждом треугольнике, одного базиса сети, дирекционного угла одного из направлений и к определению координат одного из пунктов.

Метод трилатерации (линейной триангуляции) состоит в создании геодезических сетей из треугольников, в вершинах которых размещены геодезические пункты с измерением горизонтальных проекций длин всех сторон.

Метод полигонометрии состоит в создании геодезических сетей путем измерения горизонтальных проекций расстояний между геодезическими пунктами и горизонтальных углов между сторонами сети.

Метод полигонометрии широко применяют при развитии геодезической сетей в закрытой (заселенной или застроенной) местности.

Геодезические съемки подземных коммуникаций

Съемка существующих подземных сетей производится в случае отсутствия или утраты, или сомнения в правильности исполнительных чертежей, в целях технической паспортизации (инвентаризации) отдельных кабельных или трубных прокладок для их реконструкции и дальнейшего проектирования и развития.

Работы по съемке и обследованию существующих подземных сооружений включают (п. 5.174 СП 11-104-97):

сбор и анализ имеющихся материалов о подземных сооружениях (исполнительных чертежей, инженерно-топографических и кадастровых планов, материалов исполнительной и контрольной геодезических съемок, дежурные планы, исполнительные генеральные планы);

рекогносцировочное обследование (отыскание на местности подземных сооружений по внешним признакам, определение назначения и участков для поиска прокладок с помощью трубокабелеискателей);

обследование и (или) детальное обследование подземных сооружений в колодцах (шурфах);

поиск и съемка подземных сооружений, не имеющих выходов на поверхность земли;

плановая и высотная (нивелирование) съемки выходов подземных сооружений на поверхность земли и в колодцах;

составление плана и при необходимости схемы сетей подземных сооружений с их техническими характеристиками;

согласование полноты плана подземных сооружений и технических характеристик сетей, нанесенных на план, с эксплуатирующими организациями.

Съемку существующих подземных коммуникаций выполняют в сочетании с топографической съемкой участка местности или в качестве специального вида работ, выполняемого с использованием ранее составленных топографических планов.

Технологическая последовательность выполнения работ по съемке существующих подземных коммуникации зависит от специфики объекта, качества ранее составленных топографических планов, объема отображаемой информации, уровня картографического учета на местах, а также от принятого варианта организации работ и технического задания заказчика.

Как правило, на застроенных территориях, применяется следующая очередность работ:

создание (или использование ранее построенной) планово-высотной съемочной сети;

производство топографической съемки участка, включая съемку всех сооружений подземных коммуникаций, а также вводов в здания и других элементов внешних признаков наличия сетей;

подготовка предварительной схемы размещения сетей, с использованием составленных планов и данных эксплуатирующих и других организаций;

выполнение рекогносцировки участка местности;

обследование и нивелирование колодцев (камер) подземных коммуникаций в требуемом объеме;

уточнение по данным обследования схемы сетей и определение места для работы с трубо-кабелеискателями;

поиск и съемка скрытых подземных коммуникаций;

составление (по данным обследования, поиска и съемки скрытых подземных коммуникаций) схемы отрекогносцированных сетей и согласовывание ее с представителями организаций, эксплуатирующих эти сети.

Объектами съемки являются центры люков колодцев и камер, выходы на поверхность труб и кабелей у вводов в здания или в местах земляных работ, коверы, водоразборные колонки, распределительные шкафы, трансформаторные будки и подстанции, станции перекачки, тепловые пункты и другие сооружения, технологически связанные с существующими подземными коммуникациями. (слайд)

Подготовительные работы, как правило, производятся по завершении съемки участка местности и составления топографического плана для определения методики и объема предстоящих работ по обследованию и отыскиванию подземных коммуникаций.

При подготовительных работах производится сбор материалов об имеющихся в натуре подземных коммуникациях с составлением схемы расположения сетей.

5.2.14.Сбор материалов о подземных коммуникациях производится:

в отделах (управлениях) по делам строительства и архитектуры при местных органах исполнительной власти;

в отделах главного механика, главного энергетика и капитального строительства промышленных предприятий;

в жилищно-эксплуатационных конторах;

в отделах генплана ведущих проектных организаций города или промышленных предприятий.

Номенклатура материалов по подземным коммуникациям и число организаций, в которых производится сбор этих материалов зависят от состояния картографического учета на местах.

5.2.15.Схема расположения сетей - коммуникаций в большинстве случаев составляется на копии топографического плана участка работ.

5.2.16.По завершении подготовительных работ, на основе составленной схемы расположения сетей, следует определить объем следующих работ:

составления описания подземных коммуникаций;

нивелирования подземных коммуникаций;

отыскивания и съемки подземных коммуникаций при помощи трубокабелеискателей.

Объем описания и нивелирования подземных коммуникаций определяется числом колодцев (камер), имеющихся на участке работ. Объем отыскивания и съемки подземных коммуникаций с помощью трубокабелеискателей определяется количеством бесколодезных поворотов, вводов и створных точек на прямолинейных коммуникациях.

Объем работ, определенный при подготовительных работах, следует уточнить при производстве съемки подземных коммуникаций.

5.2.17. Рекогносцировка подземных коммуникаций производится с целью установления на местности их видов и местоположения, а также определения участков трубопроводов и кабелей, подлежащих отыскиванию с помощью трубокабелеискателей.

5.2.18.В состав рекогносцировки входят:

осмотр участка работ;

отыскивание на местности колодцев, камер, вводов в здания.

Осмотр участка следует производить со схемой расположения сетей, составленной при подготовительных работах, и желательно в присутствии представителя эксплуатирующей организации.

5.2.20.Для поиска засыпанных колодцев, при необходимости, могут быть использованы приборы, основанные на принципе металлоискателя.

5.2.21. Обследование подземных коммуникаций в колодцах и шурфах выполняется с целью определения:

назначения подземной коммуникации;

диаметра и материала труб, количества труб и кабелей, места их присоединений, вводов и выпусков;

направления стока самотечных коммуникаций.

5.2.24.При обследовании колодцев измеряют внешние диаметры труб, а в полевые журналы записывают внутренние диаметры или условный проход. При этом каждой трубе придается условный порядковый номер d₁, d₂ и т.д. Измерения диаметров труб производят металлической рулеткой или специальными приспособлениями.

5.2.25.По специальному заданию, используя данные эксплуатирующих организаций, определяют марку кабеля, определяющую материал изготовления, число и сечение жил кабеля, а также напряжение тока.

5.2.26.Данные, получаемые при обследовании колодцев, включая результаты привязки труб, кабелей и каналов к центру люка, следует помещать в журнал обследования колодцев.

5.2.27.На основе материалов обследования колодцев и других вспомогательных материалов составляются схемы рекогносцировки. На схему рекогносцировки по завершении обследования следует наносить все колодцы с их номерами, а также здания и сооружения, связанные с подземными коммуникациями. При этом указываются назначение и диаметры труб (число кабелей). Обследованные колодцы соединяются между собой линиями в тех случаях, когда для этого данных обследования достаточно. В завершенном виде схема отрекогносцированных подземных сетей составляется после окончания работ по поиску подземных коммуникаций.

5.2.28. Нивелирование подземных коммуникаций включает определение высот обечаек (верха чугунного кольца люка колодца), земли или мощения у колодца, а также высот расположенных в колодце труб, кабелей и каналов.

В колодцах подземных коммуникаций различного назначения нивелированию подлежат:

в самотечной канализации (водостоках и дренаже) - дно лотка, в перепадных колодцах, кроме того, определяется высота низа входящих труб;

на трубных прокладках - верх труб, при наличии врезок труб на разных уровнях следует определять высоты каждой примыкающей трубы;

на теплосетях, проложенных в каналах, - верх и низ канала. При наличии в колодце каналов разных габаритов или примыкающих на разных уровнях следует определять высоты верха и низа каждого канала;

на кабельных сетях - место пересечения кабеля со стенками канала. При наличии пучка кабелей, расположенных в вертикальной плоскости, следует определять высоты верхнего и нижнего кабелей. Если пучок кабелей расположен в канале, то определяют высоты верха и низа канала.

Результаты определения высот коммуникаций записывают в журнал обследования колодцев.

5.2.29.По специальному заданию для целей реконструкции и инвентаризации, выполняются детальные обследования и нивелирование подземных коммуникаций.

В дополнение к приведенному выше составу работ при обследовании производится обмер внутренних габаритов колодцев (камер) с привязкой к отвесной линии, проходящей через центр люка, и к направлениям на смежные колодцы. Обмеру также подлежат конструктивные элементы трубопроводов и кабелей и их фасонные части. При нивелировании определяют относительно обечайки высоты всех входящих в колодец (камеру) и выходящих из него труб, кабелей и каналов.

Данные детально выполненных обмеров и нивелирования записываются в журнал детального обследования колодцев.

По материалам детального обследования составляются чертежи колодцев в 3 х проекциях в масштабах 1:50, 1:20.

5.2.30. Поиск подземных коммуникаций включает фиксации минимума (максимума) напряженности магнитного поля.

Плановое положение пунктов геодезической сети определяется методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии, а также другими методами.

Геодезическая сеть, созданная методом триангуляции*, представляет собой сеть треугольников, в вершинах которых расположены геодезические пункты; в этой сети измеряют все горизонтальнае углы и некоторые из сторон - базисы.

Метод трилатерации** состоит в определении планового положения вершин треугольников, в которых расположены геодезические пункты, измерением длин всех сторон треугольников и одного горизонтального угла.

В настоящее времяв связи с широким использованием светодальномеров метод трилатерации получает всё более широкое применение.

Метод полигонометрии*** состоит в построении геодезической сети путём измерения расстояний и горизонтальных углов между пунктами. Метод олигонометрии для развития геодезической сети широко применяется в закрытой (залесённой, застроенной) местности.

Государственная плановая геодезическая сеть.

Государственная плановая геодезическая сеть служит основой для решения научных задач геодезии, для топографических съёмок, для проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений.

Государственная плановая геодезическая подразделяется на четыре класса. Геодезическая сеть 1 класса создаёт исходную геодезическую основу для

дальнейшего развития сетей, служит распространению единой системы координат

на всю территорию страны. Сети 2 класса опираются на пункты 1 класса, сгущают её и используются также для решения научно-технических задач. Сети 3 и 4 классов опираются на пункты старших по точности классов и используются на пункты старших по точности классов и используются для сгущения этих сетей до необходимой плотности для решения инженерных задач и съёмок. Сеть геодезических пунктов 1 класса состоит

Читайте также: