Геодезическая основа крупномасштабных топографических съемок. Государственная геодезическая сеть

ГЛАВА 1. ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ СЪЕМКА И СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА СБОРА ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Плановое и высотное обоснование для топографических съемок крупных масштабов

Постоянное планово-высотное съемочное обоснование должно служить не только для съемочных и изыскательских, но и для различных разбивочных работ, исполнительных съемок и съемок подземных сетей и сооружений.

Постоянное съемочное обоснование представляет сеть, состоящую из сохраняющих незыблемость на длительное время точек с определенными для них тремя координатами.

Геодезическая основа крупномасштабных топографических съемок. Государственная геодезическая сеть

Геодезической основой при производстве инженерно-геодезических изысканий на площадках строительства служат:

- пункты ГГС (плановых и высотных), в том числе пункты спутниковых геодезических определений координат;

- пункты опорной геодезической сети, в том числе геодезических сетей специального назначения для строительства;

- пункты геодезической разбивочной основы;

- точки (пункты) планово-высотной съемочной геодезической сети и фотограмметрического сгущения.

Государственная геодезическая сеть (ГГС) – система закрепленных на местности пунктов, положение которых определено в единой системе координат и высот. Государственная геодезическая сеть (ГГС) является главной геодезической основой топографических съемок всех масштабов и должна удовлетворять требованиям народного хозяйства и обороны страны при решении соответствующих научных и инженерно-технических задач.

ГГС предназначена для решения следующих основных задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение:

– установление и распространение единой государственной системы геодезических координат на всей территории страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований;

– геодезическое обеспечение картографирования территории;

– геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра, строительства, разведки и освоения природных ресурсов;

– обеспечение исходными геодезическими данными средств навигации, аэрокосмического мониторинга природной и техногенной сред;

– изучение поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени;

– изучение геодинамических явлений;

– метрологическое обеспечение высокоточных технических средств определения местоположения и ориентирования.

Плановая сеть создается методами триангуляции, полигонометрии, трилатерации и их сочетаниями; высотная сеть создается построением нивелирных ходов и сетей геометрического нивелирования. Государственная геодезическая сеть подразделяется на сети 1, 2, 3 и 4-го классов, различающиеся точностью измерений углов, расстояний и превышений, длиной сторон сети и порядком последовательного развития.

ГГС, создаваемая в соответствии с "Основными положениями о построении государственной геодезической сети Республики Беларусь", структурно формируется по принципу перехода от общего к частному и включает в себя геодезические построения различных классов точности:

1. Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС)

2. Высокоточная геодезическая сеть (ВГС)

3. Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1)

4. Геодезическая сеть сгущения (ГСС)

ФАГС является главной геодезической основой для формирования всей ГГС. ФАГС состоит из постоянно действующих и периодически определяемых пунктов, формирующих единую сеть. Пространственное положение этих пунктов определяется методом спутниковой геодезии в общеземеной системе координат с предельной ошибкой не более 3 мм*10-8R, где R – радиус Земли. Методами космической геодезии по совместной с РФ программе определен 1 пункт ФАГС, расположенный в г. Минске.

Плотность распределения пунктов ФАГС в среднем должна быть на 300000-500000 км². Расстояние между смежными пунктами ФАГС – 650-1000 км, а между активными – 1500-2000 км.

Все пункты ФАГС должны быть фундаментально закреплены с обеспечением долговременной стабильности их положения как в плане, так и по высоте.

Пространственное положение пунктов ФАГС определяется методами космической геодезии в геоцентрической системе координат относительно центра масс Земли со средней квадратической ошибкой 10-15 см, а средняя квадратическая ошибка взаимного положения пунктов ФАГС должна быть не более 2 см по плановому положению и 3 см по высоте с учетом скоростей их изменения во времени.

В число основных задач построения ФАГС входит достижение требуемой точности и достоверное оценивание точности создаваемой новой геоцентрической системы координат и определение изменений координат пунктов ФАГС во времени.

На пунктах ФАГС выполняются определения нормальных высот и абсолютных значений ускорений силы тяжести. Определения нормальной высоты производится нивелированием не ниже II класса точности, абсолютные определения силы тяжести - по программе определения фундаментальных гравиметрических пунктов. Периодичность этих определений на пунктах ФАГС устанавливается в пределах 5-8 лет и уточняется в зависимости от ожидаемых изменений измеряемых характеристик.

Задаваемая пунктами ФАГС геоцентрическая система координат согласовывается на соответствующем уровне точности с фундаментальными астрономическими (небесными) системами координат и надежно связывается с аналогичными пунктами различных государств в рамках согласованных научных проектов международного сотрудничества.

Высокоточная геодезическая сеть (ВГС) представляет собой пространственное геодезическое построение, однородное по точности, опирающиеся на пункты ФАГС, основными функциями которой являются распространение геоцентрической системы координат и уточнение параметров взаимного ориентирования геоцентрической системы и системы геодезических координат.

ВГС, наряду с ФАГС, служит основой для развития геодезических построений последующих классов, а также используется для создания высокоточных карт высот квазигеоида совместно с гравиметрической информацией и данными нивелирования.

В стране находится 9 пунктов ВГС: Поставы, Полоцк, Витебск, Могилев, Гомель, Калинковичи, Микашевичи, Кобрин, Скидель (рисунок 1).

Средняя плотность распределения пунктов ВГС: 1 пункт на 45000 км². Расстояние между смежными пунктами ВГС – 150-300 км в обжитых районах и 300-500 км в не обжитых районах.

Рисунок 1. Расположение пунктов ФАГС и ВГС на территории Республики Беларусь

Пункты ВГС определяются относительными методами космической геодезии, обеспечивающими точность взаимного положения со средними квадратическими ошибками, не превышающими 3 мм + 5*10-8D (где D - расстояние между пунктами) по каждой из плановых координат и 5 мм + 7*10-8D по геодезической высоте. Каждый пункт ВГС должен быть связан измерениями со смежными пунктами ВГС и не менее чем с тремя ближайшими пунктами ФАГС. В исключительных случаях на труднодоступных территориях допускается отсутствие связей между смежными пунктами ВГС при условии их связи с бoльшим количеством близких пунктов ФАГС и использовании наблюдений большей продолжительности.

На пунктах ВГС выполняются определения нормальных высот и абсолютных значений ускорений силы тяжести.

Для связи существующей сети с вновь создаваемыми геодезическими построениями определяется взаимное положение пунктов ФАГС и ВГС с ближними пунктами астрономо-геодезической сети (АГС) со СКО, не превышающей 2 см по каждой координате. Для связи с главной высотной основой пункты ВГС привязываются к реперам государственной нивелирной сети I-II классов или совмещаются с реперами соответствующих линий нивелирования.

Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1) представляет собой пространственное геодезическое построение, основная функция которой состоит в обеспечении оптимальных условий для реализации точностных и оперативных возможностей спутниковой аппаратуры при переводе геодезического обеспечения на спутниковые методы определения координат.

Расстояние между смежными пунктами СГС-1 – 15-25 км в обжитых районах и 25-50 км в не обжитых районах.

Пункты СГС-1 определяются относительными методами космической геодезии, обеспечивающими определение взаимного положения ее смежных пунктов со средними квадратическими ошибками 3 мм + 1*10-7D (где D – расстояние между пунктами) по каждой из плановых координат и 5 мм + 2*10-7D по геодезической высоте.

Для связи СГС-1 с АГС и нивелирной сетью часть пунктов СГС-1 должна быть совмещена или связана с существующими пунктами АГС и реперами нивелирной сети не ниже III класса. Связь, как правило, должна определяться относительным метододом космической геодезии со средними квадратическими ошибками не более 2 см для плановых координат при привязке пунктов АГС и 1 см для геодезических высот при привязке нивелирных реперов. При высотной привязке использование пунктов АГС с известными нормальными высотами вместо нивелирных реперов не допускается. Расстояние между пунктами АГС, совмещенными с пунктами СГС-1 или привязанными к ним, не должно быть больше 70 км при средней плотности СГС-1 и 100 км при построении разреженной сети СГС-1 в необжитых районах. Расстояние между нивелирными реперами для связи с пунктами СГС-1 должно быть не более 100 км.

Пункты СГС-1, совмещенные или связанные с реперами нивелирной сети I-III классов, используются для уточнения высот квазигеоида. В исключительных случаях в районах, не обеспеченных необходимыми данными о высотах квазигеоида, для определения нормальных высот допускается применение тригонометрического нивелирования.

Геодезические сети сгущения развиваются на основе государственной геодезической сети (ГГС) и служат для обоснования крупномасштабных съемок, а также инженерно-геодезических и маркшейдерских работ, выполняемых в городах и поселках, на строительных площадках крупных промышленных объектов, на территориях горных отводов и т. д. Расстояние между пунктами сети должно быть 2-8 км (таблица 1).

Таблица 1

Основные характеристики современной государственной геодезической сети Республики Беларусь

Класс	Расстояние между пунктами, км	Средняя квадратическая погрешность взаимного положения пунктов
ФАГС	700 - 2000	Не более 1 – 2 см по плановому положению и 2 – 3 см по высоте
ВГС	150 - 300	Соответственно 2 см и 2 см
СГС-1	15 - 25	Соответственно 1 – 2 см и 1 – 2 см
ГСС	2 - 8	Соответственно 5 см и 5 см

Точность определения планово-высотного положения, плотность и условия закрепления пунктов геодезической основы должны удовлетворять требованиям производства крупномасштабных топографических съемок, в том числе для разработки проектной и рабочей документации предприятий, сооружений и жилищно-гражданских объектов, выноса проекта в натуру, выполнения специальных инженерно-геодезических работ и стационарных наблюдений за опасными природными и техноприродными процессами, а также обеспечения строительства, эксплуатации и ликвидации объектов.