Принцип развития государственной нивелирной сети (ГНС) в России

Принцип развития государственной нивелирной сети (ГНС) в России

Государственной нивелирной сетью (ГНС) называется совокупность размещенных на территории государства и закрепленных на местности геодезических пунктов, высоты которых определены в единой системе от одного исходного пункта, принятого за начало счета высот. У пунктов высотной сети есть специальное название, их называют реперами.

ГНС является главной высотной основой всех топосъемок и геодезических измерений, выполняемых для удовлетворения потребностей хозяйственной деятельности и обороны, а также для решения научных и инженерно-технических задач. Высоты реперов ГНС в России вычисляются в системе нормальных высот. Началом счета высот служит нуль Кронштадского футштока (Балтийская система высот).

Государственная сеть строится (развивается) по принципу перехода от общего к частному и подразделяется на геодезические построения четырех классов. Различают I,II,III и IV классы нивелирования.

При развитии сети III класса необходимо брать два пункта главной высотной основы.

Средняя плотность ГНС определяется расстоянием (в среднем 5 км)

Организация производственного цикла нивелирования III класса.

1. Проектирование нивелирной работы (намечаем исходные пункты, заявки в росреестр, места закладки пунктов, выбираем типы пунктов, изучаем физико-географические и геологические особенности и условия, траектория нивелирования)

2. Рекогносцировка (обследование исходных пунктов и при необходимости составление заявки на восстановление пункта, результат: уточненный проект)

3. Закладка выбранных типов реперов по выбранным технологиям (составление абрисов с текстовым сопровождением)

4. Выполнение нивелирования с использованием инструментов, прошедших гос.проверку

5. Математическая обработка данных (полевые, предварительные вычисления, уравнивание сетей)

6. Контроль и приемка работ

7. Составление технического отчета и каталогов высот пунктов

Исследование пары реек.

-Исследование дециметровых делений (определение случайной ошибки нанесения дециметровых делений). Используют контрольную линейку.

-Определение среднего метра пар реек (лист у паши)

-Определение разности высот нулей реек

Разность пят– разность высот нулей реек по черной и красной сторонам реек.

Пяточная разность– разность по красным сторонам реек.

-Исследование пяток реек

Порядок работы на станции.

Наблюдения на станции способом «средней нити»выполняют в следующем порядке.

- Приводят нивелир в рабочее положение.

- Наводят трубу на черную сторону задней рейки,приводят пузырек уровня элевационным или подъемным винтом точно на середину и после полного успокоения пузырька делают отсчеты по среднему и дальномерным штрихом1. При работе нивелиром с компенсатором наблюдения выполняют сразу после наведения на рейку.

- Наводят трубу на черную сторону передней рейки и действуют аналогично тому, как это было при наблюдении задней рейки.

- Наводят трубу на красную сторону передней рейки и выполняют действия, необходимые для взятия отсчета по среднему штриху сетки трубы.

- Наводят трубу на красную сторону задней рейки и выполняют действия для получения отсчета по среднему штриху сетки трубы. При работе нивелиром с компенсатором отсчеты по рейке можно начинать сразу же после приведения прибора в рабочее положение с помощью установочного уровня.Результаты наблюдений на станциях записывают в журнал установленной формы или вводят в оперативную запоминающего устройства регистратора.

Требование инструкции к нивелированию III класса.

Нивелирование III класса выполняется в прямом и обратном направлении. Если изменение направления происходит сразу после прямого, то необходимо поменять рейки

При выборе инструмента руководствуемся СКП (на 1км хода 5мм)

Нормальная длина луча - 75 метров (можно до 100)

Высота над поверхностью - 3 см

Неравенство плеч 2м, по секции 5м

Расхождение между черной и красной сторонами - 3мм

При повторном наблюдении горизонт инструмента меняется минимум на 3см

Расхождение между прямым и обратным превышением:

В нивелирный комплект стараются получить 3 костыля и рейки с уровнем

Виды полигонометрии.

Углы в полигонометрии измеряют оптическими теодолитами с точностью, предусмотренной для данного класса или разряда. Для измерения линий применяются различные методы:

1) светодальномерный, когда длину линии измеряют путем определения времени распространения света вдоль измеряемой линии;

2) радиодальномерный, основанный на том же принципе, но использующий распространение радиоволн;

3) непосредственный, при котором длины линий измеряются откладыванием мерного прибора вдоль измеряемой линии;

4) дальномерный, когда длины линий измеряют различными типами оптико-механических дальномеров;

5) короткобазисный параллактический, когда длину линии определяют от короткого базиса через вспомогательную геометрическую фигуру с измеренными углами.

Точность указанных методов линейных измерений неодинакова, поэтому и применяются они соответственно в разных классах и разрядах полигонометрии.

По методам измерения линий различаются следующие виды полигонометрии:

● светодальномерная;

● радиодальномерная;

● с непосредственным измерением линий;

● дальномерная;

● короткобазисная параллактическая.

Светодальномерная полигонометрия применяется при развитии геодезических сетей всех классов и разрядов, а также и специальных геодезических сетей.

Радиодальномерная полигонометрия применяется при развитии государственных геодезических сетей всех классов.

Полигонометрия с непосредственным измерением линий применяется в тех случаях, когда линии имеют небольшую длину. Это имеет место при создании обоснования

для крупномасштабных съемок и для решения различных инженерных задач. Ограниченное применение этой полигонометрии объясняется трудоемкостью линейных измерений.

Дальномерная полигонометрия применяется для определения положения пунктов 2 разряда, так как точность измерения расстояний оптическими дальномерами относительно невелика.

Короткобазисная параллактическая полигонометрия применяется при проложении полигонометрических ходов и сетей 1 и 2 разрядов. Отдельные параллактические звенья могут строиться на местности и при непосредственном измерении сторон.

Требования, предъявляемые к полигонометрии 4 класса, 1 и 2 разрядов.

Основные показатели полигонометрии 4 класса, 1 и 2 разрядов

Полигонометрия 4 класса, 1 и 2 разрядов создается в виде отдельных ходов или сетей. Ходы должны быть по возможности вытянутой формы, не иметь крутых изломов и должны опираться на два исходных пункта высшего класса или разряда и на две стороны с исходными дирекционными углами. Не допускается проложение замкнутых ходов, опирающихся только на один исходный пункт, а также проложение висячих ходов, т. е. разомкнутых ходов, опирающихся только на один исходный пункт

с одним исходным направлением. Полигонометрические сети должны содержать избыточное число исходных данных. С целью обеспечения большей жесткости при создании сетей следует стремиться к сокращению ее многоступенчатости, ограничиваясь, например, развитием полигонометрии 4 класса и 1 разряда.

При проложении параллельных полигонометрических ходов одинаковой точности (одного класса или разряда) и по длине близких к предельным

расстояния между пунктами должны быть не менее 2,5 км в 4 классе и 1,5 км — в 1 разряде. При меньших расстояниях между ближайшими пунктами должна быть произведена связь путем проложения хода соответствующего класса или разряда. При проложении полигонометрических ходов разной точности, например 1 разряда и 4 класса, идущих параллельно, и при наличии расстояний между пунктами менее 1,5 км между этими ходами должна быть произведена связь проложением хода 1 разряда. Пункты полигонометрического хода должны закрепляться на местности центрами (но не все, а только часть их) в соответствии с требованиями плотности обеспечения съемки плановой основой. Обязательно закрепляются узловые пункты. Высоты полигонометрических пунктов должны определяться нивелированием IV класса или техническим. В горной местности при обеспечении съемок с сечением рельефа через 2 и 5 м допускается определять высоты пунктов тригонометрическим нивелированием.

Точность измерения угла.

При измерении угла n приемами при двух полуприемах в каждом из приемов производится по каждой стороне угла 2n визиро­ваний и при каждом визировании по два отсчета при совмещении диаметрально противоположных штрихов лимба с помощью микро­метра или по одному отсчету при отсчитывании по шкаловому микроскопу. В результате величину измеренного угла можно представить

где ал, bл — отсчеты при наведении на левую и правую точки при круге слева; ап, bп — отсчеты при наведении на те же точки при круге справа. Считая, что каждое направление по левой и правой сторонам угла измеряется с одинаковой точностью, выражаемой средней квадратической ошибкой т и, можно записать

Кроме того, для нахождения величины mh можно записать при двух совмещениях штрихов с помощью оптического микро­ метра или при отсчитывании по шкаловому микроскопу.

mвиз- средняя квадратическая ошибка визирования, m0— средняя квадратическая ошибка отсчета.

В соответствии с этим формуле можно придать вид при двух отсчетах при каждом визировании или при одном отсчете при каждом визировании.

Если — средняя квадратическая ошибка собственно изме­рения угла одним приемом, то для полуприема будем иметь

Для направления в полуприеме получим

Следовательно, расхождения между полуприемами могут быть в среднем

а переходя к пределу

Разность значений направлений, полученных при круге слева и круге справа, дает двойную коллимационную ошибку 2С, средняя квадратическая ошибка которой может быть определена как

При измерении двух направлений в угле 2С может колебаться со средней квадратической ошибкой или с предельной величиной, равной

Азимутальный ход. Вывод.

В полигонометрическом ходе любой формы с независимым определением дирекционного угла в каждой линии при этом α и S были определены k раз.

Определим связь между СКО конечной точки хода и СКО α и S.

Заменим полный дифференциал на частный

Заменим на соответствующие ошибки

Получим

- конечная формула

частные случаи:

Если имеются незначительные ошибки в исходных данных то

Для вытянутого хода СКО конечной точки хода будет

Принцип развития государственной нивелирной сети (ГНС) в России

Государственной нивелирной сетью (ГНС) называется совокупность размещенных на территории государства и закрепленных на местности геодезических пунктов, высоты которых определены в единой системе от одного исходного пункта, принятого за начало счета высот. У пунктов высотной сети есть специальное название, их называют реперами.

ГНС является главной высотной основой всех топосъемок и геодезических измерений, выполняемых для удовлетворения потребностей хозяйственной деятельности и обороны, а также для решения научных и инженерно-технических задач. Высоты реперов ГНС в России вычисляются в системе нормальных высот. Началом счета высот служит нуль Кронштадского футштока (Балтийская система высот).

Государственная сеть строится (развивается) по принципу перехода от общего к частному и подразделяется на геодезические построения четырех классов. Различают I,II,III и IV классы нивелирования.

При развитии сети III класса необходимо брать два пункта главной высотной основы.

Средняя плотность ГНС определяется расстоянием (в среднем 5 км)