Геодезические сети

1.понятие о геодезических опорных сетях

Основными материалами при проведении большого комплекса различных землеустроительных мероприятий являются планы и карты местности, создаваемые в результате проведения топографо-геодезических работ.

Создание планов и карт на большой территории требует предварительного построения на всю эту территорию плановых и высотных опорных геодезических сетей. Под этими сетями понимают совокупность пунктов на земной поверхности, положение которых определено координатами в принятой системе координат и высотами над уровнем моря или другой принятой уровневой поверхности. При этом пункты могут быть только плановые или только высотные. Эти пункты располагают согласно заранее составленному проекту и отмечают на местности соответствующими знаками.

Построение опорных геодезических сетей производится от общего к частному. Это значит, что первоначально на обширной территории строятся сети с редкими пунктами, но измерения проводят с высокой точностью. Затем от этих пунктов уже при меньшей точности, переходя постоянно к пунктам служащим непосредственным обоснованием съемки. Планово геодезические сети строятся методами триангуляции, трилатерации и полигонометрии или их сочетаний и видоизменений в зависимости от требуемой точности. Высотные сети создаются методами геометрического и тригонометрического, а иногда и барометрического нивелирования.

2.плановые высотные сети

Планово-высотные сети включают в себя пункты с тремя координатами Х, Y, Н

Комбинируют оба способа (и плановый и высотный )измерений и потому представляются наиболее сложными и трудоемкими. Построение планово-высотных сетей востребовано в промышленности.

3.высотные геодезические сети

Первоочередное назначение геодезического пункта сети — сохранять неизменным свое плановое положение — координаты х, у. Однако, как правило, эти пункты являются одновременно и пунктами высотной сети, т. е. их центры фиксируют также и высоту.

Геодезический знак, специально предназначенный для долговременного и надежного закрепления на местности высоты, называют репером. Вообще говоря, на репер могут быть переданы и плановые координаты х, у, но основное назначение репера — сохранение высоты относительно уровня моря. Таким образом, геодезическая высотная сеть есть совокупность реперов и геодезических пунктов, для центров которых определены высоты.

Высотная геодезическая сеть состоит, как правило, из системы пересекающихся высотных ходов, пункты пересечения которых называются узловыми точками. Отдельный высотный ход, который заканчивается точкой, не являющейся узловой или репером, называют висячим. Отметки на точки высотного хода передают от предыдущей точки к последующей методами геометрического или тригонометрического нивелирования.

4. Метод триангуляции

Метод триангуляции заключается в том, чтоНа командных высотах местности закрепляют систему геодезических пунктов, образующих сеть треугольников. В этой сети для определения координат пунктов измеряют с высокой точностью горизонтальные углы в каждом треугольнике, а также длины и азимуты базисных сторон.

5. Метод трилатерации.

Метод трилатерации. Сеть треугольников, в которых измеряются не углы, а длины сторон. В трилатерации, как и в триангуляции, для ориентирования сетей на местности должны быть определены азимуты ряда сторон.

6. Метод полигонометрии.

Метод полигонометрии На местности закрепляют систему геодезических пунктов, образующих вытя¬нутый одиночный ход или систему пересекающихся ходов, образующих сплошную сеть. Измеряют длины сторон, а на пунктах — углы поворота.

7.государственные геодезические сети

Государственной геодезической сетью называют геодезическую сеть, обеспечивающую распространение координат на территорию государства и являющуюся исходной для построения других геодезических сетей. Государственная геодезическая сеть РФ является главной геодезической основой топографических съемок всех масштабов и должна удовлетворять требованиям народного хозяйства и обороны страны при решении соответствующих научных и инженерных задач. Государственные геодезические сети подразделяют на плановые и высотные. Плановая сеть создается методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации и их сочетаниями, высотная — методом геометрического нивелирования. Государственная плановая геодезическая сеть подразделяется на сети 1, 2, 3 и 4 классов, различающиеся между собой точностью угловых и линейных измерений и длиной сторон. Государственная геодезическая сеть 1 класса строится в виде полигонов периметром 800—1000 км, образуемых триангуляционными, полигонометрическими или трилатерационными звеньями длиной порядка 200 км, расположенными по возможности вдоль меридианов и параллелей. Звено триангуляции (трилатерации) состоит из треугольников, близких к равносторонним, или из комбинаций треугольников, геодезических четырехугольников и центральных систем.Геодезическую сеть, имеющую пункты с определенными на них астрономическими координатами и азимутами, называют астрономо-геодезической сетью. Государственная геодезическая сеть 2 класса строится внутри полигонов 1 класса в виде сплошной триангуляционной сети или в виде системы пересекающихся ходов полигонометрии.Внутри полигонов 1 класса на нескольких пунктах 2 класса производятся астрономические определения широты, долготы и азимута. Пункты государственной геодезической сети триангуляции 3 и 4 классов определяются относительно пунктов высших классов (1 и 2) как вставкой «жесткой системы», т. е. такого построения геодезической сети, при котором вновь определяемые пункты имеют связи со всеми ближайшими пунктами высшего и того же класса, так и вставкой отдельных пунктов. Возможно построение сетей 3 и 4 классов методами полигонометрии и трилатерации.Геодезическая сеть, высоты пунктов которой над уровнем моря определены геометрическим нивелированием, называется нивелирной сетью

8.закрепление государственных геодезических сетейина местности

Закрепление на местности пунктов государственной геодезической плановой сети выполняется специальными устойчивыми и долговременными центрами. В зависимости от характера грунта и других физико-географических условий местности применяют различные конструкции центров. Важнейшей частью любого центра является чугунная марка с небольшим, расположенном посередине, отверстием, которое обозначает закрепляемую точку геодезической сети. Каждый центр имеет несколько дублирующих друг друга чугунных марок, расположенных на разной глубине, но на одной отвесной линии.

Поскольку в государственных геодезических сетях расстояния между пунктами составляют от двух до двадцати и более километров, то обеспечить видимость между такими пунктами с земли невозможно. Кроме того, атмосфера в непосредственной близости от земли существенно влияет на погрешности результатов измерений. По этим причинам на пунктах государственных плановых геодезических сетей строят специальные сооружения, геодезические сигналы или пирамиды.

С помощью геодезических сигналов теодолит при измерении углов устанавливается высоко над землёй. Для геодезиста на уровне, удобном для работы с теодолитом, сооружается специальная площадка с ограждением, лестницей и крышей. На крыше устанавливается визирный барабан для наведения на данную точку со смежных пунктов сети. По конструкции сигналы делятся на простые и сложные. Простые сигналы имеют высоту до 15 м, сложные - 40 м и более. Геодезические пирамиды устроены более просто. Их высота, как правило, не превышает 10 м. материалом для изготовления сигналов и пирамид обычно служит дерево и металл

Каталоги координат пунктов плановых геодезических сетей являются основным итоговым документом работ по созданию главной геодезической основы. Они составляются в соответствии с установленными требованиями и содержат сведения о названии пунктов, их классе и местоположении, типе центра и знака, даты их постройки. Координаты пункта приводятся в каталоге с указанием системы координат, в которой они получены. Кроме того, в каталог вписывают длины и дирекционные углы сторон сети.

9.нивелирные сети их густота

Густота пунктов зависит от метода съемки от фткого-географических результатов, от характера рельефа местности ,от количества и размеров пунктов от степени залесенности участка.

10.закрепление нивелирных пунктов на местности

Пункты высотной государственной сети закрепляют на местности капитальными грунтовыми реперами, стенными реперами или марками. На всех нивелирных сетях I и II классов капитальные реперы закладывают на устойчивых геологических, как правило, коренных породах, в среднем через 50—80 км. Нивелирные сети III и IV классов закрепляют стандартными реперами и марками в среднем через 7—8 км, а в труднодоступных и незаселенных местах—через 10—15 км. Основные типы таких реперов

Реперы государственных нивелирных сетей закладывают в грунт на 0,5—1,0 м ниже максимально возможной глубины сезонного промерзания. В 1 м от капитального грунтового репера государственной нивелирной сети устанавливают железобетонный опознавательный столб, к которому на болтах прикрепляют чугунную охранную плит.

В населенных пунктах государственную нивелирную сеть закрепляют стенными реперами или марками, которые закладывают в стены и фундаменты капитальных зданий, водонапорных башен, в ус-ее высота и к которой с помощью штифта крепят специальную рейку. Стенные реперы закладывают обычно на высоте 0,7—1 м над поверхностью земли. Стенные реперы имеют специальный уступ для установки рейки.

11ГГС местного назначения

Густота пунктов ГГС бывает часто недостаточна и возникает необходить ее слущение.Такое происходит сетями местного назначения,которые создаются в виде аналитических сетей1,2 разрядова также технического нивелирования.

Для дальнейшего олущен ия геодезической геодезической опоры разбивают на съемочные сети которые строятся аналитическим или графическим мнтодом.

Для построения аналитической сети 1,2 разрядов широко применяются такие фигуры как

1)геодезическмй четырехуголних

2)Центральная система

3)вставка пунктов в твердом угле

4)цепь между твердыми сторонами

5)комонирование 2-х центральных систем.

42 Съемочные сети в геодезии

Съемочные сети являются геодезической основой при решении инженерно-геодезических задач. Их создают в качестве съемочного обоснования для производства топографических съемок, выноса на местность инженерных сооружений, а также для плановой и высотной привязки отдельных объектов.

Съемочное обоснование разбивается от пунктов плановых и высотных опорных сетей.

Самый распространенный вид съемочного обоснования – теодолитные ходы (рис. 69), опирающиеся на один или два исходных пункта. Они представляют собой геодезические построения в виде ломаных линий, в которых углы измеряют одним полным приёмом с помощью технического теодолита, а стороны – стальной 20-метровой лентой или дальномерами, обеспечивающими заданную точность. Теодолитные ходы могут быть замкнутыми или разомкнутыми.

Длины линий (сторон) теодолитных ходов зависят от масштаба съемки и условий снимаемой местности и должны быть не более 350 м и не менее 20 м. Относительные линейные невязки в ходах должны быть менее 1:2000, при неблагоприятных условиях измерений допускается 1:1000.

Углы поворота на точках хода измеряют теодолитом со средней квадратической ошибкой 0,5' одним приемом. Расхождение значений углов в полуприемах не более двойной точности теодолита.

Точки съемочного обоснования, как правило, закрепляют на местности временными знаками: деревянными кольями, столбами, металлическими штырями, трубами.

Если эти точки предполагается использовать в дальнейшем для других целей, их закрепляют постоянными знаками.

43 Закрепление пунктов сетей местного значение.

44Метод геодезических зачесек проф.А.И.Дурнова

(отправлю фоткой в тетради лекция)

45Метод четырёхугольника без диагоналей проф.И.В.Зубрицкого.

На местности строят прилижащих друг к другу четырехугольников в котором измеряют все 4 угла и по одной боковой стороне ,а в 1 и в послед четырех-угольнике эти результаты измеряются для контроля .Если одна из сторон 1 и последу-го 4 уголника является стороной исходной сети то использую ее известную сторону.

46Точность высотных съемочных сетей.

47Привязка пунктов геодезических сетей и способы разыскания центров.

Привязка к опорным геодезическим пунктам имеет целью:

1) получить возможность вести с заданной точностью предстоящие геодезические работы в системе координат и отметок исходных опорных пунктов;

2) осуществлять контроль и выдерживать необходимую точность выполняемых геодезических работ.

Такой способ привязки к плановой опорной сети, когда прибор устанавливается на опорном пункте, называется способом непосредственного примыкания к опорным пунктам. Однако он не всегда возможен и не всегда целесообразен. Если опорные пункты удалены от участка строительства на значительное расстояние, либо измерения углов и линий на участках подхода к опорному пункту сильно затруднены, то выгоднее выполнить привязку прямой либо обратной засечками.

Для определения положения точки обратной засечкой из этой точки должно быть видно не менее трех опорных пунктов.

Прямую и обратную засечки вычисляют по особым формулам.

Кроме описанных возможны и иные способы привязки к опорной плановой сети. В частности, когда опорный пункт располагается значительно выше поверхности земли, например на крыше здания, решают задачу по снесению координат с вершины знака на землю.

Привязка к пунктам полигонометрии типа стенных реперов имеет свои особенности.

48Привязка пунктов к близким предметам.

49Привязка пунктов к далеким предметам.

50.разыскание утерянных центров

Необходимость утерянных пунктов центров возник при использовании этих пунктов для вычисления съемок или других геодезических работ. Эти случаи встречаются нередко, иногда требуется разыскать иногда восстановить межевые знаки землепользователей.

Способы разыскания пунктов зависит от того, как была произведена невязка. Если пункты сети расположены в застроенной части вблизи искусственных сооружений или зданий удобнее всех их по данным привязки. самым опытным случаем для разыскивания пунктов будет такой ,когда привязка была произведена к удаленным пунктам триангуляции

51.способ измерений горизонтальных углов и направлений

При развитии аналитических сетей применяют главным образом два способа измерения горизонтальных углов (направлений):

— способ круговых приемов;

— способ измерения отдельного угла.

Число приемов и обоих способах должно быть не менее двух

Работу на пункте аналитической сети выполняют в следующем порядке:

— устанавливают теодолит, находят пункты, подлежащие наблюдению, и составляют программу наблюдений;

— измеряют горизонтальные направления в сети;

— определяют элементы центрировки и редукции;

— проверяют результаты наблюдений на пункте и составляют сводку результатов измерений горизонтальных направлений.

При измерении горизонтальных направлений необходимо:

— до начала наблюдений на данном пункте правильно отфокусировать зрительную трубу (по удаленному хорошо видимому предмету) и отсчетный микроскоп и сохранять установленную фокусировку на все время наблюдений или на период наблюдений одной группы направлений;

— не завинчивать слишком туго закрепительные винты и при работе использовать среднюю часть наводящих винтов алидады и зрительной трубы;

— тщательно горизонтировать прибор и следить, чтобы пузырек уровня при алидаде горизонтального круга в течение приема не смещался более чем на два деления (пузырек уровня приводится на середину в перерыве между приемами);

— плавно, без рывков, вращать алидаду и зрительную трубу; окончательное наведение биссектора на изображение наблюдаемого предмета выполнять только ввинчиванием наводящего винта; если при этом нити перейдут через предмет, то повторить наведение;

— устанавливать горизонтальную нить вблизи изображений наблюдаемых предметов примерно на одинаковом расстоянии от них (в одном полуприеме выше, в другом — ниже) во избежание влияния на результаты измерений остаточного наклона вертикальной нити зрительной трубы;

— совмещать изображения одних и тех же диаметрально противоположных штрихов горизонтального круга вращением головки микрометра только по ходу часовой стрелки.

52.Способ круговых приемов

Горизонтальные направления способом круговых приемов измеряют при двух положениях вертикального круга с замыканием горизонта. Каждый прием наблюдений выполняется в следующем порядке. В первом полуприеме наводят зрительную трубу теодолита на пункт, принятый за начальный. Вращением наводящего винта алидады наводят вертикальную нить (биссектор) зрительной трубы на визирную цель наблюдаемого пункта и записывают в журнал отсчет по горизонтальному кругу. Далее, вращая алидаду по ходу часовой стрелки, наводят зрительную трубу на следующий пункт и снова записывают отсчеты по горизонтальному кругу и т. д. Полуприем наблюдения заканчивают повторным наведением трубы на начальный пункт — замыканием горизонта.

Для выполнения второго полуприема переводят зрительную трубу через зенит. Не изменяя положения лимба, вращением алидадной части против хода часовой стрелки наводят зрительную трубу на начальный пункт и записывают отсчет по горизонтальному кругу. Вращая далее алидаду против хода часовой стрелки, наводят зрительную трубу поочередно на все пункты, которые наблюдались в первом полуприеме, но в обратном порядке. Второй полуприем также заканчивается повторным наблюдением начального направления.

При наведении зрительной трубы на каждый пункт дважды совмещают и записывают отсчеты по оптическому микрометру; разности между этими отсчетами не должна превышать 2".

При выполнении наблюдений двумя приемами в первом приеме горизонтальный круг устанавливают на отсчет, близкий к 0°00¢, а во втором приеме—на отсчет, близкий к 90°30¢

53.Способ повторений.

Суть метода заключается в поочередном откладывании на лимбе несколько раз величины измеряемого угла р (рис. 57, в). Теодолит в точке Т приводят в рабочее положение и устанавливают на лимбе отсчет, близкий к 0°. Открепляют зажимной винт лимба и вращением лимба визируют на заднюю точку А, по горизонтальному кругу берут исходный отсчет an. Потом при открепленной алидаде визируют на переднюю точку С и берут контрольный отсчет ак. Переводят трубу через зенит, открепляют лимб и повторно визируют на заднюю точку А при II положении вертикального круга; отсчет не берут, так как он будет равным ак. Открепив алидаду, опять визируют на переднюю точку С и берут окончательный отсчет. Сиим заканчивается измерение угла одним полным повторением. Тогда величина горизонтального угла будет равна. Для увеличения точности угол может быть измерен несколькими повторениями. При измерении угла п повторениями нуль отсчетного устройства может перейти через нуль лимба К раз..

54.определение элементов направлений к центрам пунктов

Установить прибор над центром пунктов удается не всегда.при установлении инструмента на стороне от центра возникает необходимость приводить изменение направления к к центрам пунктов путем ведения поправок за центрировку.

Поправку за рядукцию вводят для измерения направлений центрового пункта.

За центрировку и редукцию надо определять на горизонтальной плоскости проекции центра пункта С.точки на которой был установлен инструмент В и основного визирного цилиндра С.,а так же ориентир линии СG, СS ,LиL1,относимтельно измеренной линии

55.уравновешивание геодезических сетей местного значения

Густота пункта ггадля производства съемочных работ недостаточно возникают необходимость его сгущения такое сгущение производит построение сетей местного значения, которое создается в виде аналитических сетей.1 или 2 разряда или полигонометрически 1 или 2 ряда и технического нивелировании. Для дальнейшего сгущения геодезическоц опоры разбивают на сьемочные сети, которые строятся аналитическим или графическим методом. Аналитическия сеть 1 и 2 разряда строится методом триангуляции в виде сплошных сетей, рядов треугольников и засечек опирается на пункты ГГс аналитическая сеть 2 разряда кроме того на пункте сети 2 разряда формула ∆ предъявляет требование чтобы связывающие сети были не менее 20” а в целых 30”/

При построении аналитических сетей 1 и 2 разряда широко применяются типовые фигуры которые обладают достаточной жесткостью и являются весьма простыми при вычислительной обработке.

56.определение дополнительных пунктов

Для сгущения геодезической сети пунктами съемочного обоснования необходимо определить дополнительные пункты. Для этого следует выполнить: 1) прямую засечку; 2) боковую засечку; 3) определить переходные точки; а) полярным способом, б) способом Болотова.

Порядок выполнения прямой засечки. Установить мензулу над точкой А. Выполнить центрирование и горизонтирование. Ориентирование выполнить, приложив ребро линейки кипрегеля к линии ab и вращая планшет до совпадения изображения вехи, стоящей на пункте В местности, с вертикальной нитью сетки трубы. После чего планшет закрепить. Вращая кипрегель около точки а и визируя на веху, стоящую в точке С местности, прочертить линию ас через точку а (рис.17).

Боковая засечка. Эта засечка применяется, если в одну из данных точек нельзя встать с мензулой (например точка В – шпиль здания) или чтобы не делать лишней станции.

Для решения задачи мензулу установить в пункте А местности. Выполнив ориентирование планшета по линии ab и визируя через точку а планшета на точку С местности, прочертить линию ас (рис. 18). Затем перейти с мензулой в определяемую точку С, где, выполнив приближенное центрирование над точкой, произвести ориентирование по прочерченной линии ас. Вращая кипрегель около точки b до совмещения изображения вехи, установленной на пункте В, с вертикальной нитью сетки трубы, прочертить на себя направление bc до пересечения с линией ас.

Переходные точки. При съемке местности с пунктов съемочного обоснования может случиться так, что часть местности окажется незаснятой из-за ограничения расстояний от станции до снимаемых точек или отсутствия видимости. В связи с этим определяют положение переходных точек, с которых снимают ситуацию и рельеф. Переходные точки необходимы также в заселенной (закрытой местности). Положение их можно определить по створу, полярным способом, прямыми, боковыми и обратными засечками.

57.Передача координат с вершины знака на землю.

При невязки теодолитных ходов пункту триангуляции на который нельзя стать производить таким образом выбирают вблизи на земле от этого пункта А на расстояние 50 или 100 м.т Р в таком месте чтобы кроме пункта А были видны 2 удаленных пункта исходных сети В и С и удобно было измерить 2 базиса для определения неприступного расстояние АВ. Дописать формулу.

59.прямая засечка формула гаусса

Если между исходными пунктами АB и BC по которым определяется положение пункта P нет видимости, то используется формула Гаусса..Для этого измерения углы β1 и β2 для контроля измеряется угол β3.

α 1=(AP)=(AK)+β1

α 2=(BP)=(BL)-β2

α 3=(CP)=(CN)-β3

60.обратная засечка Потенота

Эта задача нужна для определения 4 пункта по 3м данным пунктам и 2х измеренных при этих пунктах угла для контроля измеряется 3й угол. Для решения этой задачи необходимо видеть из определенного пункта 4 пункта сети.

61 . Линейная засечка:

Этот способ применяют в том случае, если нет теодолита. С пунктов съемочного обоснования до съемочного пикета измеряют два расстояния.

При построении точки на плане циркулем проводят две дуги, радиусом d1 и d2. На пересечении этих дуг будет находиться съемочный пикет.

62.уравнивание нивелирных ходов с одной узловой точкой Уравнивание нивелирных ходов в одну узловую точку.

Нам требуется уравнять систему их 3-х нивелирных ходов. Для расчета рисуем схему, на которой записываем превышения, расстояния, отметки точек и указываем направления. После чего производим расчет невязок по всем возможным ходам и сравниваем с дополнительной невязкой. Находим значение отметки узловой точки 42 со всех направлений и их веса. Определяем окончательное значение отметки узловой точки как весовое среднее. После этого находим невязки по каждому ходу. Распределяем полученные невязки на превышения и вычисляем отметки точек по каждому ходу. Затем вычисляем среднюю квадратическую погрешность.

Пусть требуется уровнять систему из 3-х нивелирных ходов.

Дано:

Суммарные превышения по ходам ;

Длины ходов в км

Уравнивание: сначала определяют допустимость невязок по наиболее коротким ходам, включающим все измеренные превышения.

Находят значения отметки узловой точки О по каждому ходу и их веса:

Определяют окончательное значение отметки узловой точки как весовое среднее:

После этого находят невязки по каждому ходу:

Распределяют полученные невязки на превышения по правилу увязки одиночного хода и вычисляют отметки точек по каждому ходу.

Согласно теории ошибок

Если веса вычислены как , то СКО хода

Если , то

Так как вес окончательного значения отметки узловой точки равен сумме весов, средняя квадратическая ошибка определения весового среднего:

63.Уравнивание теодолитных ходов с одной узловой точкой

В зависимости от сложности системы теодолитных ходов их уравнивают как одиночный ход или как систему с одной узловой точкой, либо как систему ходов.

При уравнивании теодолитных ходов применяют способ эквивалентной замены (проф. А. С. Чеботарева); способ узлов или способ полигонов (проф.

В. В. Попова) или метод наименьших квадратов. Опытом и расчетами установлено, что в сетях с незначительным числом пунктов и в сетях простых по своей конструкции, уравнительные вычисления выгодно вести средствами обычной вычислительной современной техники. Сложные и громоздкие сети надо уравнивать строгим методом наименьших квадратов с использованием ЭВМ, который имеет неоспоримое преимущество перед приближенными способами.

Перед уравниванием теодолитных ходов необходимо проверить журналы измерения углов и сторон теодолитного хода и нанести

па их значение схему (рис. 7.6).

На схеме условными знаками показывают точки поворота проложенных теодолитных ходов (поворотные, створные и висячие), и все пункты полигонометрии, имеющиеся на данной территории углы наклоны сторон хода к горизонту, а также данные компарнрования мерных приборов или определенный коэффициент дальномера. Обработку угловых и линейных измерений теодолитных ходов начинают с заполнения ведомости вычислений ^значениями измеренных горизонтальных углов правых или левых по ходу, а не их дополнения, и сторон хода.

65. способ красных чисел

Для каждого звена полигона вычисляют красные числа ki, ki,j (i — номер данного полигона, j — номер смежного с ним). Красным числом называется отношение числа станций в звене к числу станций во всем полигоне (или отношение длины звена к периметру полигона).

Сумма красных чисел для каждого полигона должна быть равна единице

Если , то

33.Уравнивание теодолитных ходов с одной узловой точкой

па их значение схему (рис. 7.6).

35. способ красных чисел

Сумма красных чисел для каждого полигона должна