Геодезическая сеть сгущения. Геодезические сети сгущения и съемочные сети Современная концепция развития

Геодезические сети сгущения развиваются на основе государственной геодезической сети и служат для обоснования крупномасштабных съемок, а также для ведения инженерно-геодезических работ на строительных участках крупных промышленных объектов.

Плановые геодезические сети сгущения создаются в виде триангуляции (триангуляционные сети) и полигонометрии 1 и 2 разрядов.

Триангуляция 1 разряда развивается в виде сетей и цепочек треугольников со стороной 1-5 км, а также путем вставок отдельных пунктов в сеть высшего класса. Углы измеряются со средней квадратической погрешностью не более 5", относительная погрешность выходных сторон - не более 1: 50 000.

Триангуляция 2 разряда строится так же, как триангуляция 1 разряда; кроме того, положение пунктов 2 разряда может определяться прямыми, обратными и комбинированными геодезическими засечками. Длины сторон треугольников в сетях 2 разряда принимаются от 0,5 до 3 км, средняя квадратическая погрешность измерения углов -10", относительная погрешность выходных сторон - не более 1:20 000.

Полигонометрия 1 и 2 разрядов создается в виде одиночных ходов или систем с узловыми точками, длины сторон которых принимаются в среднем равными, соответственно, 0,3 и 0,2 км. Средняя квадратическая погрешность измерения углов в ходах полигонометрии 1 разряда - 5", относительная погрешность измерения длин - 1:10 000.

В полигонометрии 2 разряда точность угловых и линейных измерений в 2 раза ниже по сравнению с полигонометрией 1 разряда.

На все пункты геодезических сетей сгущения должны быть переданы отметки нивелированием IV класса или техническим нивелированием. В горной местности допускается передача отметок точек тригонометрическим нивелированием.

Съемочное обоснование развивается от пунктов государственных геодезических сетей и геодезических сетей сгущения. Съемочные сети создаются построением съемочных триангуляционных сетей, проложением теодолитных, тахеометрических и мензульных ходов, прямыми, обратными и комбинированными засечками. При развитии съемочного обоснования одновременно определяется, как правило, плановое и высотное положение точек. Высоты точек съемочных сетей определяются тригонометрическим или геометрическим нивелированием.

1:1000

1:2000

1:5000

Масштаб съемки

Число пунктов на 1 кв. км

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ СГУЩЕНИЯ И СЪЕМОЧНЫЕ СЕТИ

Съемочные геодезические сети (геодезическое съемочное

обоснование) создаются для сгущения геодезической сети до плотности, обеспечивающей выполнение топографической съемки.

Плотность съемочных сетей определяется масштабом съемки, характером рельефа местности, а также необходимостью обеспечения инженерно-геодезических, маркшейдерских и других работ для целей изыскания, строительства и эксплуатации сооружений.

Теодолитным ходом называют систему закрепленных на местности точек, координаты которых определены из измерений горизонтальных углов и длин сторон хода. По форме и полноте исходных данных линейно-угловые ходы подразделяются на следующие виды:

разомкнутый ход - исходные пункты с известными координатами и исходные дирекционные углы есть в начале и в конце хода;

замкнутый теодолитный ход - начальный и конечный пункты хода совмещены; один пункт хода имеет известные координаты и называется исходным пунктом; на этом пункте должно быть исходное направление с известным дирекционным углом, и измеряется примычный угол между этим направлением и направлением на второй пункт хода.

свободный теодолитный ход не имеет исходных пунктов и исходных дирекционных углов ни в начале, ни в конце хода; висячий линейно-угловой ход имеет исходный пункт с известными координатами и исходный дирекционный угол только в начале хода.

Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в пределах от 20 до 350м. Предельно допустимая длина ходов зависит от масштаба съемки.

Масштаб съемки	Длина хода, км
Масштаб съемки	На застроенной территории	На незастроенной территории
	На застроенной территории	На незастроенной территории

Углы поворотов на точках ходов измеряют теодолитом со средней квадратической ошибкой 0,5′одним приемом. Расхождение значений углов в полуприемах допускается не более 0,8′. Длину линий в ходах измеряют светодальномерами или рулетками. Каждую сторону измеряют дважды – в прямом и обратном направлениях. Расхождения в измеренных значениях допускается в пределах 1:2000 от измеряемой длины линии.

Пункты геодезических сетей закрепляются на местности подземными центрами, которые должны обеспечивать неизменность положения и сохранность пункта в течение продолжительного времени.

Типы подземных центров устанавливаются в зависимости от физико- географических условий региона, состава грунта и глубины сезонного промерзания грунта. Например, центр пункта государственной геодезической сети 1-4 классов типа 1 состоит из железобетонного пилона сечением 16Х 16 см (или асбоцементной трубы 14-16 см, заполненной бетоном) и бетонного якоря. Пилон

цементируется в якорь.

Основание центра должно располагаться ниже глубины сезонного промерзания грунта не менее 0,5 м и не менее 1,3 м от поверхности земли. В верхней части знака на уровне поверхности земли бетонируется чугунная марка с указанием точки, к которой, относятся координаты пункта. В 1 - 1,5м от центра устанавливается опознавательный столб с охранной плитой.

ЗАКРЕПЛЕНИЕ И ОБОЗНАЧЕНИЕ НА МЕСТНОСТИ ПУНКТОВ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ

Пункты высотной геодезической сети закрепляются грунтовыми реперами, стенными реперами и марками. Грунтовый репер в верхней части имеет чугунную марку; отметка репера относится к верхней точке полусферического выступа марки.

Высоту стенного репера определяют для верхней грани выступа, а высоты марок-для центра отверстия, сделанного в диске. В качестве внешнего оформления стенного репера служит охранная плита, отлитая из чугуна. Она закрепляется в стене здания или сооружения рядом со стенным репером или над ним.

Большая часть пунктов съемочных сетей закрепляется временными знаками, представляющими собой деревянные колья или металлические трубки длиной не менее 40-50 см, которые забивают вровень с поверхностью земли, центром деревянного временного знака служит гвоздь, вбитый в верхний торец кола. Для облегчения отыскания такого знака рядом с ним забивают сторожок высотой 30 см.

В настоящее время наиболее эффективным методом создания геодезической сети, включая и геодезические сети сгущения , является метод, связанный со спутниковыми технологиями (ГЛ0НАСС, GPS). Однако этот метод требует наличия приемной аппаратуры, высокая стоимость которой препятствует широкому ее использованию. Поэтому наряду с высокоэффективными спутниковыми технологиями используют и традиционные методы. Следует заметить, что при выполнении геодезических работ в закрытых помещениях и в стесненных условиях, когда наблюдение созвездия спутников невозможно или затруднительно, традиционные методы являются единственно возможными для решения многих задач.

Геодезические сети сгущения строят методами триангуляции и полигонометрии для сгущения государственной геодезической сети до плотности, необходимой для создания съемочного обоснования съемок крупного масштаба. Триангуляцию 1 и 2-го разрядов развивают в открытой и горной местности. Там, где триангуляцию 1 и 2-го разрядов выполнить по условиям местности невозможно или нецелесообразно, развивают полигонометрическую сеть 4-го класса, 1 и 2-го разрядов. Необходимо отметить, что полигонометрия 4-го класса для крупномасштабных съемок по сравнению с государственной выполняется с пониженной точностью.

При создании полигонометрии выполняют весь комплекс основных геодезических работ: угловые и линейные измерения, нивелирование. Углы на пунктах полигонометрии измеряют способом отдельного угла или круговых приемов оптическими теодолитами типа. Т1, Т2, Т5 с точностью центрирования 1 мм. Высоты на все пункты полигонометрии передаются нивелированием IV класса или техническим. Линии измеряют непосредственно: светодальномерами, подвесными мерными приборами или косвенно - длины сторон хода вычисляют по вспомогательным величинам.

При проведении различных народнохозяйственных, в том числе и землеустроительных, мероприятий на большой территории необходимы топографические карты и планы, составленные на основе сети геодезических пунктов, плановое положение которых на земной поверхности определено в единой системе координат, а высотное - в единой системе высот. При этом геодезические пункты могут быть только плановыми или только высотными или одновременно - плановыми и высотными.

Сеть геодезических пунктов располагается на местности согласно составленному для нее проекту. Пункты сети закрепляются на местности особыми знаками.

Построенная на большой территории в единой системе координат и высот геодезическая сеть дает возможность правильно организовать работу по съемке местности. При наличии такой сети съемка может производиться независимо в разных местах, что не вызовет затруднения при составлении общего плана или карты. Кроме того, использование сети геодезических пунктов приводит к более равномерному распределению по территории влияния погрешностей измерений и обеспечивает контроль выполняемых геодезических работ.

Геодезические сети строятся по принципу перехода от общего к частному, т. е. вначале на большой территории строится редкая сеть пунктов с очень высокой точностью, а затем эта сеть сгущается последовательно по ступеням пунктами, построение которых производится на каждой ступени с меньшей точностью. Таких ступеней сгущения бывает несколько. Сгущение геодезической сети производится с таким расчетом, чтобы в результате получилась сеть пунктов такой плотности (густоты) и точности, чтобы эти пункты могли служить непосредственной опорой для предстоящей съемки.

Плановые геодезические сети строятся в основном методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации.

Метод триангуляции состоит в том, что строят сеть треугольников, в которой измеряют все углы треугольников и как минимум две стороны на разных концах сети (вторую сторону измеряют для контроля измерения первой стороны и установления качества всей сети). По длине одной из сторон и углам треугольников определяются стороны всех Треугольников сети. Зная дирекционный угол одной из сторон сети и координаты одного из пунктов, можно затем вычислить координаты всех пунктов.

Метод полигонометрии заключается в построении сети ходов, в которых измеряют все углы и стороны. Полигонометрические ходы отличаются от теодолитных более высокой точностью измерения углов и линий. Этот метод применяется обычно в закрытой местности. Внедрение в производство электромагнитных дальномеров делает целесообразным применение полигонометрии и в открытой местности.

Метод трилатерации состоит в построении сети треугольников с измерением всех сторон треугольников. В некоторых случаях создаются линейно-угловые сети, представляющие собою сети треугольников, в которых измерены стороны и углы (все или в необходимом их сочетании).

Плановые геодезические сети делятся на государственную геодезическую сеть; сети сгущения 1 и 2 разрядов; съемочное обоснование - съемочную сеть и отдельные пункты.

Геодезические сети сгущения развиваются на основе государственной геодезической сети и служат для обоснования крупномасштабных съемок в масштабе от 1:5000 до 1:500, а также инженерно-геодезических и маркшейдерских работ. i

Плановые геодезические сети сгущения создаются в виде триангуляции и полигонометрии 1 и 2 разрядов. Триангуляция 1 разряда развивается в виде сетей и цепочек треугольников со стороной 1-5 км, а также путем вставок отдельных пунктов в сеть высшего класса. Углы измеряются со средней квадратической погрешностью не более 5", относительная погрешность выходных сторон - не более 1: 50 000.

2.5. Специальные геодезические сети

Специальная геодезическая сеть – это сеть геодезических пунктов заданного класса (разряда) точности, которая создается в процессе инженерных изысканий и служит геодезической основой для обоснования проектной подготовки строительства, самого строительства и эксплуатации транспортного объекта. Также она предназначена для выполнения топографических съемок, для планировки местности, создания разбивочной основы для строительства, обеспечения других видов изысканий, а также выполнения стационарных геодезических работ и исследований, с её помощью можно измерить крен сооружения или осадку фундамента.

Специальные геодезические сети создаются в случаях, когда при формировании системы точек необходима особая точность. Такие сети востребованы в районах с высокой сейсмической активностью, где изменение положения точек в системе координат и высот может предвещать надвигающееся землетрясение. Однако чаще всего подобные сети создаются при планировании строительства масштабных объектов: промышленных предприятий, узлов транспортной инфраструктуры.

Одним из видов геодезических сетей являются специальные реперные системы контроля положения железнодорожного пути в профиле и плане, которые являются геометрической основой геоинформационных систем железных дорог, обеспечивающих точностью, оперативностью и достоверностью своих данных все возможные сферы применения ГИС: инвентаризацию, управление, проектирование, строительство и пространственный мониторинг.

Геодезические сети сгущения

Сети сгущения могут создаваться как самостоятельные опорные геодезические сети, так и в дополнение к государственной геодезической сети. Их делят на плановые, состоящие из полигонометрии 4-го класса и триангуляции, трилатерации и полигонометрии 1-го и 2-го разрядов, и высотные, создаваемые техническим нивелированием (см. гл. 8).

Рис. 6.7. Схемы триангуляции 1-го и 2-го разрядов:

1-исходный геодезический пункт, 2- исходная сторона триангуляции; 3-определяемый пункт, 4 - базис, 5-сторона триангуляции с двусторонними направлениями, 6-односторонние направления

Триангуляция 1-го и 2-го разрядов представляет собой сплошную сеть (рис. 6.7, а) или цепочку треугольников (см. рис. 6.2), а равно и отдельные точки, получаемые засечками с пунктов государственной сети (рис. 6.7, б), а для триангуляции 2-го разряда - и с пунктов сети 1-го разряда. Полигонометрические сети 4-го класса и 1-го и 2-го разрядов создаются из отдельных ходов и их систем.

Отдельные ходы должны опираться на два исходных (более высокого класса точности) пункта.

Ниже приведены показатели для плановых геодезических сетей сгущения, в соответствии с которыми их создают при выполнении топографо-геодезических съемок в масштабах 1: 500, 1: 5000.

Координаты и высоты пунктов геодезических сетей сгущения вычисляют в системе координат в проекции Гаусса и Балтийской системе высот.

Техническое нивелирование для создания пунктов высотного геодезического обоснования производится геометрическим методом п>тем проложения замкнутых или разомкнутых ходов. Погрешности в таких ходах не должны превышать (50 корень(L)) мм, где L - длина хода, км.

Принципы построения государственных геодезических сетей.

Геодезич. сети – совокупность точек, закреплённых на местности, положение которых определёно в общей для них системе координат.

Виды топографических съемок.

Геодезические работы при инженерных изысканиях.

Элементы геодезических разбивочных работ.

Способы разбивки сооружений.

Перенесение на местность проектов застройки.

28. Геодезическая подготовка разбивочных данных и ее способы.

Детальная разбивка осей зданий.

Способ разбивки осей сооружений заключается в том, что от исходных точек в заданном направлении укладывают два линейно-измерительных прибора, например рулетки, до пересечения друг с другом. При этом первую рулетку укладывают от первой исходной точки, пересекая направление разбиваемой оси, вторую рулетку укладывают от второй исходной точки, пересекая направление разбиваемой оси, причем точки пересечения разбиваемой оси и рулеток выбирают произвольно. Рулетки укладывают за пределами точки их взаимного пересечения, затем берут отсчеты по рулеткам в точке их пересечения, от начальных отсчетов рулеток, совпадающих с исходными точками, откладывают расстояния, вычисленные в соответствии с приводимыми выражениями.

Геодезическое обеспечение строительства подземной части зданий и сооружений.

1) Выбор площадки под строительство (сбор, анализ и обобщение геодезического материала);

2) Строит. проектирование (топограф. геод. изыскания, геод. обеспеч. др. видов изысканий);

3) Изготовление строит. конструкций (контроль за соблюдениями геом. параметров элементов и изготовлении строит конструкций);

4) Подготовит. период строительства (создание геод. разбивки основы, инж. подготовке территории, которая включает планировочные работы, прокладку подземных коммуникаций и подземных дорог);

5) Основной период строительства (вывоз на натуру осей конструктивных элементов, геод. обеспечения строит.-монтажн. производства при возведении подземных и надземных частей здания, исполнит.);

6) Окончание строительства (составление и сдача тех. отчёта о результатах работы выполненных в процессе строительства)

Служат для продолжения покрытия территорий регионов геодезическим опорным обоснованием. Потребности в увеличении плотности геодезических пунктов диктуются здравым смыслом и удобством работы для всех участников производственных отношений. Когда все объекты на местности ориентированы в единой системе координат , с ее помощью комфортно работать всем: архитекторам, проектировщикам, землеустроителям, геодезистам. Основой для решения многих региональных вопросов, безусловно, являются топографические планы крупных масштабов. А в свою очередь основой для крупномасштабных топографических съемок служат геодезические сети сгущения.

Исходными точками при выполнении сгущения сетей принимаются пункты государственных сетей высших классов (от I до IV). Известно, что расстояния между ними колеблются максимум от тридцати километров (для I класса) и до минимума пяти километров (для III класса). Плотность сетей высших классов составляет ориентировочно в количестве одного пункта на площадь в среднем 20-30 квадратных километров при съемках такого масштаба, как 1:5000. А при выполнении топосъемок в масштабе 1:2000 и крупнее средняя плотность достигает 5-15 квадратных километров.

Очевидно, что возникает необходимость в дальнейшем увеличении количества геодезических пунктов для покрытия местности опорным съемочным обоснованием. Особенно это касается промышленных и городских районов. Требуется укрупнение геодезического обоснования. Довести их плотность до четырех пунктов триангуляции или полигонометрии на один квадратный километр в городах, поселках, то есть застроенной части. А также необходимо наличие не менее одного пункта на один квадратный километр в незастроенных районах местности.

Мы знаем, что сгущение геодезического обоснования осуществляется с применением основного геодезического принципа, а именно: от общего к частному. Таким образом, от основы высшего качества (I, II, III, IV классов) производится построение сетей низших классов, а точнее 1 и 2 разрядов. Более того, с целью сокращения ступенчатого характера развития геодезических построений следует с применением современной электронной измерительной техники выполнять строительство одинаковых (одноразрядных) по точности сетей.

Построение и виды пунктов сетей сгущения 1, 2 разрядов

Для проведения основных геодезических работ изначально разрабатываются технические проекты. В них определяются оптимальные места расположения пунктов на топопланах более мелких масштабов (1:25000, 1:10000). В процессе осуществления рекогносцировки уже на местности приходят к окончательному варианту мест закладки, типов центра и выбору наружных знаков.

К пунктам сетей сгущения 1, 2 разрядов имеются свои требования в зависимости от метода, который используется в техническом проекте.

При триангуляции расстояния закладки между пунктами должно быть в пределах пятисот метров - пяти километров (1 разряд) и двухсот пятидесяти метров - трех километров (2 разряд). При полигонометрических ходах, предусмотренных в проекте, длины полигонов должны быть в рамках допустимых. А между отдельными, исходными и узловыми пунктами предельные расстояния варьируются от двух до трех и пяти километров для 1 разряда, и от полутора до двух и трех километров соответственно для 2 разряда сети сгущения. Триангуляционные и полигонометрические сети одного разряда являются равноценными по точности. Поэтому любой из методов, который более приемлемый для исходной местности с привлечением минимальных экономических затрат, и будет в приоритете при выборе для проведения комплекса работ по сгущению сетей.

Каждый геодезический пункт 1 и 2 разряда закрепляется в грунте центром и в соответствии с установленным руководством по постройке этих знаков соответствующими конструкциями наружных сигналов.

Основными типами конструкций центров являются:

туры;
пирамиды металлические трехгранные;
пирамиды-штативы;
пирамиды четырехгранные;
сложные сигналы (при необходимости).

Геодезическими турами пункты могут закрепляться как на местности в грунте, так и на строительных сооружениях. В городских условиях они сооружаются на верхотурах зданий, жестко соединенных с конструктивными элементами крыш или перекрытий. Изображения туров показаны ниже на рис.1 и рис.2.

Рис.1. Тур со съемной визирной целью.

Рис.2. Тур со съемной визирной целью и площадкой для измерений.

В районах с незастроенной территорией, открытой местности наружные знаки представляют собой трехгранные или четырехгранные пирамиды. Они изготавливаются из металлических уголков в основном сечением 50×50×5 мм. В верхней части пирамид конструируются визирные цели, которые изготавливаются из трубы длиной 500 мм и сечением круглой формы радиусом 250 мм. Изображение наземных знаков в виде пирамид изображено на рис.3.

Рис.3. Наружные знаки: трехгранная и четырехгранная пирамиды.

Кроме стандартных наземных знаков существуют и специальные приспособления называемые пирамидами-штативами. Некоторые из них имеют выдвижные визирные цели высотой до 19 метров, крепящиеся на растяжках. Визирные цели выставляются на выдвижных стяжках механизированным способом только на время наблюдений. Высота собственно визирной цели не должна превышать двух значений высоты пирамиды. Изображение наружного знака пирамиды-штатива показано на рис.4.

Рис.4. Пирамида-штатив со столиком и выдвижной визирной целью.

Все наземные знаки имеют жесткие конструкции с устойчивым креплением оснований и прочными элементами. Они, как правило, всегда обрабатываются антикоррозийным покрытием.

Центры пунктов сетей сгущения бывают разных типов в зависимости от места закладки, географического района, характеристик грунтов, климатических условий. Типовые центры предусматривают закрепление центров в песчаных грунтах, твердых покрытиях и грунтах, с сезонным промерзанием. Изображения таких центров указаны на рис. 5, 6, 7.

Рис.5. Центр для твердого покрытия.

Рис.6. Центр для подвижных песков.

Рис.7. Центр для грунтов с сезонным промерзанием.

При устройстве геодезических центров в городской черте приходится закреплять их специальными марками с центральными отверстиями в турах, установленных наверху зданий. Кроме этого их можно фиксировать в верхних перекрытиях, на металлических конструкциях типа водоприемных решеток. Получаемые отверстия диаметром до двух-четырех мм и глубиной до пяти мм начеканиваются цветным металлом, например медью, и соответствуют центру с несущими фактическими координатами. Помимо прочего, иногда оформление центров геодезических пунктов разрядных сетей осуществляется рядом установленными в грунт железобетонными столбами с охранной платиной. Это всегда происходит при отсутствии постоянных наружных знаков на них. Изображение со схемой устройства геодезического пункта показано на рис.8.

Рис.8. Схема геодезического пункта с опознавательным столбом.