Проектирование опорных геодезических сетей

ОГС предназначаются для создания единой системы координат и решения научных задач по определению локальных движений земной коры в зоне городской территории. В соответствии с нормативно-справочными документами /13/ плотность пунктов ОГС должна быть доведена до 1 пункт на 4км . В зависимости от площади городской территории ОГС могут состоять из одной, двух или трёх ступеней. Эта зависимость приведена в следующей таблице.

Городское геодезическое обоснование, как правило, создается в местной системе координат. Поэтому первая ступень ОГС имеет только один исходный пункт, расположенный, по возможности, в центральной части города и несколько сторон с исходными дирекционными углами. Такая схема построения позволяет исключить влияние ошибок исходных данных, которые возникают при полной привязке городского геодезического обоснования к исходной Государственной геодезической сети. Для ориентирования городского геодезического обоснования между сторонами с исходными дирекционными углами и любой стороной сети должны быть измерены примычные углы (Рис.1.1). Отметим, что несколько исходных дирекционных углов используются для контроля ориентирования городского геодезического обоснования.

Как правило, координаты пунктов ГГО вычисляют как в городской, так и в государственной системе координат. Поэтому все исходные пункты, в том числе, образующие исходные дирекционные углы, должны принадлежать государственным геодезическим сетям.

ОГС строятся в виде триангуляции, трилатерации, линейно-угловых и комбинированных построений /5/. Одна из возможных схем построения таких сетей в виде городской триангуляции приведена на рис.1.1.

Схема построения ОГС в виде городской триангуляции

Городская триангуляция представляет собой сеть, состоящую из треугольников или геодезических четырёхугольников. В этой сети измеряются углы между соответствующими направлениями на смежные пункты, и 2 или 3 стороны.

D

A

Вставка определяемого пункта триангуляционной сети 3 класса в исходную сеть 2 класса

При многоступенчатом варианте построения ОГС (табл.1.1) последующие ступени проектируются как “вставки” в старшую ступень ОГС. Примерами таких сетей может служить городская триангуляционная сеть 3 класса (в сети запроектирован только один определяемый пункт), которая вставляется в исходную триангуляционную сеть 2 класса. Это построение изображено на рис.1.2 (следует иметь в виду, что только для первой ступени ОГС применима схема с одним исходным пунктом, для всех остальных ступеней городского геодезического обоснования в качестве исходных необходимо использовать не менее двух или более исходных пунктов, полученных из старших ступеней).

Отметим важную особенность построения на местности многоступенчатых ОГС. Пункты старших ступеней, могут терять свою стабильность в пространстве в результате осадок и деформаций зданий и сооружений, на крышах которых они расположены. Следовательно, при построении младшей ступени необходимо контролировать стабильность исходной основы. Данная процедура может быть выполнена на основании сравнения контрольных измерений (длин линий и углов на исходных пунктах) с их значениями, полученными по координатам этих пунктов, приведенных в исходном каталоге.

где m_S – нормативно заданная точность определения длин линий в наиболее слабом месте исходной ступени ОГС.

Первая ступень ОГС в виде трилатерации представляет собой геодезическое построение, состоящее из треугольников или геодезических четырёхугольников, в которых измерены только длины линий и один примычный угол между исходными дирекционными углами и стороной сети.

Cхема построения ОГС в виде городской трилатерации

Схема построения 1 ступени ОГС в виде линейно-угловой сети

Если в геодезической сети измерены все углы и длины линий, то такое построение называется линейно-угловой сетью, один из вариантов которой представлен на рис. 1.4

Новые возможности при построении опорных геодезических сетей открываются при использовании GPS – технологий. Этот метод основан на измерении псевдодальностей от наземных GPS-приёмников до спутников орбиты которых известны с высокой точностью /3,4,23/.

При использовании этих технологий возможна лучевая или сетевая схема построения на местности GPS-сети.

При использовании лучевой схемы построения ОГС базовый GPS-приёмник работает только на исходном пункте городского геодезического обоснования, а второй GPS-приёмник последовательно устанавливается на определяемые пункты ОГС.

В результате измерений GPS-аппаратурой вычисляются приращения координат между исходным пунктом с известными координатами в заданной координатной системе и определяемыми пунктами ОГС.

Отметим главное достоинство GPS-технологий – отсутствие необходимости иметь прямую оптическую видимость между пунктами ОГС. Недостатком лучевого способа построения ОГС является отсутствие контроля качества измерений.

Поэтому на практике построения ОГС с использованием системы GPS применяют сетевой метод, приведенный на рисунке 1.6

Контролем качества выполненных спутниковых определениях в таких построениях является выполнение координатных условий во всех образованных GPS-измерениями геометрических фигурах.

В соответствии с нормативными документами ко всем ступеням ОГС, которые создавались традиционными наземными способами предъявляют требования, которые приведены в следующей таблице.

Требования к параметрам опорных геодезических сетей

Табл.1.2

Параметры	Класс сети
Проектирование		40^0	30^0	30^0
S(км)	7-20	5-8	2-5
Построение на местности	m	1.0”	1.5”	2.0”
f	4.0”	6.0”	8.0”
m /B	1:300000	1:200000	1:200000
Оценка точности	m /S	1:20000	1:120000	1:70000

В таблице приняты следующие обозначения:

m - СКО измеренного угла; f - предельно допустимая угловая невязка в треугольнике; m /B - СКО измерения стороны; m /S - СКО наиболее слабой стороны; - минимальное значение связующего угла в треугольнике.

При построении GPS-сетей существует только рекомендуемое ограничение на длины линий между GPS-приемниками, которые не должны превышать 15км.

При проектировании ОГС и их построении на городской территории существуют следующие особенности:

1. Первая ступень ОГС создаётся в местной системе координат с одним исходным пунктом, расположенным, как правило, в центре города (это необходимо для минимизации поправок за редуцирование линейных измерений с поверхности относимости на плоскость в проекции Гаусса-Крюгера);

2. Линейные измерения редуцируются на поверхность относимости, которая соответствует средней отметке городской территории (это необходимо для минимизации поправок за редуцирование линейных измерений с физической поверхности земли на поверхность относимости);

3. Городская территория характеризуется сильным рефракционным полем с большим числом локальных температурных полей. Поэтому угловые измерения при определенных условиях могут выполняться по рефракционно опасным направлениям (например, температура по Новосибирску изменяется от периферии к центру до 5-6 градусов, а локальные температурные поля могут отличаться от общегородского поля на величину до 10-15 градусов);

4. Геодезические центры, которыми закрепляют ОГС, располагаются на крышах зданий. Здания подвержены осадкам и деформациям. Поэтому геодезические пункты могут терять свою стабильность и, как следствие, изменять значение своих координат.

5. При несовпадении центра визирного барабана геодезического знака над центром знака ОГС в измеренные значения направлений необходимо вводить поправки за редукцию.

Дата добавления: 2015-07-26