Назначение и виды геодезических сетей

Геодезическая сеть – это система закрепленных специальными знаками точек земной поверхности, положение которых определено в общей для них системе геодезических координат. Геодезические сети бывают плановые и высотные и служат геодезической основой для выполнения комплекса проектно-изыскательских и строительных работ.

Геодезические сети как плановые так и высотные подразделяются на государственную сеть, сеть сгущения и съемочную. Сети строят по принципу перехода от общего к частному, т. е. от сетей с бóльшими расстояниями между пунктами и высокоточными измерениями к сетям с меньшими расстояниями и менее точными.

Государственная сеть является исходной для построения всех других геодезических сетей. Сеть сгущения служит для дальнейшего увеличения количества точек геодезической сети. Съемочная сеть является геодезическим обоснованием для производства топографических съемок и для выполнения различных инженерно-геодезических работ.

6.2.Плановые геодезические сети

Началом единого отсчета плановых координат в России служит центр круглого зала Пулковской обсерватории в Санкт-Петербурге.

Рис. 6.2.1. Начало единого отсчета плановых координат в России

Плановые инженерно-геодезические сети формируются в виде триангуляционных, полигонометрических, линейно-угловых, трилатерационных построений и геодезических строительных сеток.

Триангуляция – метод построения геодезической сети в виде треугольников, в которых измерены углы и некоторые из сторон, называемые базисными.

Пользуясь измеренными длинами базисов и величинами углов, вычисляют длины всех сторон треугольника. Зная длины сторон треугольников и их дирекционные углы, вычисляют приращения координат и координаты вершин треугольников.

В связи с возможностью высокоточного измерения больших расстояний свето- и радиодальномерами можно измерять длины всех сторон треугольников сети, не измеряя горизонтальных углов. Такой способ создания геодезической сети называется трилатерацией.

Положение исходных координат пунктов триангуляции или трилатерации и азимут стороны, идущей от пункта с известными координатами определяются либо по звездам, либо путем привязки к пунктам и сторонам существующей триангуляции.

Полигонометрия – метод построения геодезической сети путем измерения расстояний и углов между пунктами хода.

Пункты триангуляции и полигонометрии закрепляются на местности соответствующими знаками.

Строительные и монтажные сетки. Плановая геодезическая сеть, стороны которой параллельны осям существующих или проектируемых сооружений на проектном генеральном плане предприятия, называется разбивочной строительной сеткой или сокращенно строительной сеткой. За направление координатных осей этой частной системы принимают направления, строго параллельные направлению главных осей сооружения и осей проездов. Длины сторон строительной сетки принимают равными или кратными расстояниям между проездами или равными 100 или 200 м. Помимо обеспечения разбивок, строительная сетка служит геодезической основой для исполнительных съемок, поэтому при проектировании строительной сетки стремятся, чтобы закрепленные точки не попадали в зону земляных работ и не уничтожались.

От пунктов строительной сетки переносят в натуру оси запроектированных сооружений. В процессе выполнения строительных работ для обеспечения монтажа строительную сетку сгущают или строят специальную монтажную сетку.

В настоящее время для построения государственных сетей используют спутниковые методы измерений. На основе этой технологии принята концепция построения трех уровней государственной геодезической спутниковой сети:

• фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС);
• высокоточной астрономо-геодезической сети (ВАГС);
• спутниковой геодезической сети I класса (СГС-1).

Государственная плановая геодезическая сеть (рис. 6.2.1.) подразделяется на сети 1, 2, 3 и 4 классов. Сеть 1 класса предназначается для решения научных задач геодезии, а также является основой для развития геодезических сетей последующих классов. Геодезическая сеть 1 класса строится в виде полигонов периметром около 800 км, образуемых триангуляционными звеньями длиной не более 200 км, располагаемыми по возможности вдоль меридианов и параллелей.

Рис. 6.2.1. Схема построения плановой государственной геодезической сети

В местах пересечения звеньев триангуляции измеряются базисные стороны. На концах базисных сторон закрепляются пункты, для каждого из которых путем астрономических наблюдений определяют широту, долготу и азимут на смежный пункт. Такие пункты получили название астрономических пунктов или пунктов Лапласа, а геодезическую сеть с включенными в нее астрономическими пунктами называют астрономо-геодезической сетью.

Сеть 2 класса строится в виде сплошной сети треугольников, покрывающих полигоны 1 класса или в виде пересекающихся ходов полигонометрии.

Пункты сетей триангуляции 3 и 4 классов 5 определяются вставками систем треугольников или отдельных пунктов относительно пунктов высшего класса.

При построении государственной геодезической сети выполняют высокоточные геодезические измерения. В настоящее время для этого используются спутниковые методы измерений.

Для увеличения плотности пунктов опорной геодезической сети строят геодезические сети сгущения. Эти сети развиваются относительно пунктов государственной геодезической сети 1 – 4 классов и создаются в виде отдельных ходов или различной системы пересекающихся ходов.

Съемочная геодезическая сеть создается с целью обеспечения геодезической опорой топографических съемок, а также создания рабочего обоснования для выполнения различного рода инженерно-геодезических работ в строительстве. Съемочное обоснование развивается относительно пунктов государственной геодезической сети и сетей сгущения построением съемочных триангуляционных сетей, проложением теодолитных, тахеометрических и мензульных ходов, прямыми, обратными и комбинированными засечками.

6.3.Высотные геодезические сети

Высотная геодезическая сеть строится путем геометрического или тригонометрического нивелирования.

Государственная высотная геодезическая сеть также делится на классы. Нивелирные сети I и II классов являются главной высотной основой, посредством которой устанавливается единая система высот на всей территории России. Нивелирные сети III и IV классов служат для обеспечения топографических съемок и решения инженерных задач. Высоты пунктов государственной нивелирной сети в России считают от нуля Кронштадтского футштока (Балтийская система).

Рис. 6.3.1. Схема построения высотной государственной сети

6.4.Закрепление пунктов геодезической сети

Каждый пункт геодезической сети рассчитан на многолетнее неизменное положение. Соответственно этому разрабатывают конструкции и способы закладки знаков геодезических пунктов.

Каждый пункт геодезической сети закрепляют подземной маркой и наружным сигналом или пирамидой (рис. 6.4.1.). Наземные знаки различаются между собой конструкцией, высотой и материалом, из которого изготавливаются. Например, в лесных районах иногда сооружают сигналы высотой 40 м и выше. В городских условиях пункты триангуляции устанавливают на крышах зданий. Точка, координаты которой определяют, обозначается на центрах знака отверстием (диаметром 2 мм) на специальной металлической марке, закладываемой в бетонный монолит центра (рис. 6.4.2.).

Рис. 6.4.1. Наружные знаки:

а – металлическая пирамида, б – сложный сигнал.

Пункты высотной государственной геодезической сети закрепляются специальными знаками – реперами, марками. Реперы бывают грунтовые, закладываемые в грунт и стенные, закладываемые в стены каменных капитальных зданий и фундаментальных сооружений. У нивелирных знаков разных конструкций определяют путем нивелирования высоты таких точек: верхней точки сферической головки трубчатого грунтового репера, верхней поверхности рельсового репера, верхней образующей выступающей цилиндрической части стенного репера, верхнего выступающего ребра трехгранной призмы стенного репера, центра круглого отверстия нивелирной марки.

Рис. 6.4.2. Конструкции центров пунктов:

а – для районов с сезонным промерзанием грунтов, б – для районов с сезонным оттаиванием грунтов, в – скальная марка, г – стенной центр.

Теодолитная съемка

Сущность теодолитной съемки

Теодолитная съемка – это горизонтальная или контурная съемка местности, которая выполняется с помощью теодолита. Теодолитом измеряются горизонтальные углы и углы наклона. Линии измеряются стальной лентой и дальномерами различных конструкций. По результатам теодолитной съемки может быть составлен план без изображения рельефа. Для получения плана с изображением рельефа необходимо произвести нивелирование поверхности, на которой выполнялась теодолитная съемка. Сочетание теодолитной съемки и нивелирования поверхности целесообразно применять для получения топографического плана строительного участка.

Процесс теодолитной съемки складывается из следующих видов работ:

· проложение теодолитных ходов,

· привязка их к пунктам геодезической сети,

· съемка ситуации.