Государственная нивелирная сеть

ВЫСОКОТОЧНОЕ НИВЕЛИРОВАНИЕ

Под государственной нивелирной сетью понимают систему размещенных на всей территории страны надежно закрепленных на местности геодезических пунктов (реперов), высоты которых определены в единой системе от одного исходного пункта, принятого за начало отсчета высот.

Государственная нивелирная сеть строится по принципу «от общего к частному» и делится на четыре класса: I, II, III, IV. Нивелирная сеть I класса является главной высотной основой на территории страны и создается с наивысшей точностью с одновременным выполнением гравиметрической съемки. Нивелирная сеть II класса является сгущением высокоточной нивелирной сети страны и относится к разряду точных. На основе нивелирной сети II класса создаются нивелирные сети III, а затем IV класса.

Государственные нивелирные сети I и II классов как наиболее точные предназначены для распространения единой системы высот на всей территории страны. Используются они также и в научных целях:

детальное изучение фигуры физической поверхности Земли и ее внешнего гравитационного поля;

определение разностей высот и наклонов среднеуровенных поверхностей морей и океанов;

изучение вековых поднятий или опусканий крупных блоков земной коры;

определение деформаций уровенных поверхностей Земли, вызываемых перемещениями подземных масс;

изучение современных вертикальных движений земной поверхности, в том числе в сейсмически активных районах;

микросейсмическое районирование территории крупных городов.

Вследствие вертикальных движений земной коры изменяются высоты нивелирных марок и реперов, причем на разную величину в зависимости от их местоположения. Поэтому точность нивелирной сети с течением времени постепенно понижается. Для того, чтобы точность нивелирной сети не стала ниже допустимого уровня, нивелирование в сети необходимо периодически повторять через определенные интервалы времени. Повторное нивелирование сетей I – II классов выполняют в среднем через 25 лет. В сейсмоактивных районах повторное нивелирование должно выполняться чаще, чем в других районах.

Государственные нивелирные сети III и IV классов служат основой для создания высотного обоснования топографических съемок и решения разнообразных геодезических задач на местности.

В особую группу следует выделить нивелирные сети высокой точности, создаваемые в крупных городах, на геодинамических полигонах, а также на строительных площадках. На каждом конкретном объекте такая нивелирная сеть создается по специальной программе. В высотном отношении все эти сети должны быть привязаны к государственной нивелирной сети страны.

С.К.О. нивелирования определяют по формулам

,

где d = h_пр – h_обр, h_пр, h_обр – превышение по секциям в прямом и обратном ходах, мм; r – длина секции, км; n – число секций; s – накопление разностей Σ d на участке (линии), мм; L – длина участка (линии), км; L ≥ 100 км.

Характеристики точности и размеры полигонов приведены в табл.1.

Таблица 1

На линиях нивелирования I, II, III, IV классов закладывают вековые, фундаментальные, грунтовые, скальные, стенные и временные реперы. Вековые реперы обеспечивают продолжительную сохранность главной высотной основы, позволяют изучать вертикальные движения земной коры и колебания уровней морей и океанов, ими закрепляют места пересечения линий нивелирования I класса. Фундаментальные реперы закладывают на линиях нивелирования I и II классов не реже чем через 60 км (в сейсмоактивных районах – через 40 км), в узловых точках, вблизи морских, речных и озерных уровенных постах. В 50 – 150 м от фундаментального репера закладывают репер – спутник. Грунтовые, скальные, стенные реперы используют для закрепления нивелирных сетей I, II, III, IV классов. Временные реперы служат высотной основой для топографических съемок, и включают в ходовые линии нивелирования II, III, IV классов.

Местоположение реперов опознают на топокартах масштаба 1:100 000, 1:25 000 и крупнее и на аэроснимках. Их прилагают к материалам нивелирования, по карте определяют геодезические координаты репера (с ошибкой 0,25’). Координаты фундаментальных реперов определяют с ошибкой не более 1 м.

Для перехода к системе нормальных высот измеренные превышения между реперами I и II классов, а также нивелирования III класса в горах исправляют поправками

,

где γ_m – приближенное значение нормального ускорения силы тяжести на территории РФ (9,8 м/с²); γ_А, γ_В – нормальные ускорения силы тяжести на отсчетном эллипсоиде на реперах А и В; (g – γ) _m, H_m – среднее из аномалий силы тяжести и абсолютных высот на реперах А и В; h – измеренное превышение между реперами А и В.