Что такое плановая опорная сеть
Опорная геодезическая сеть
Это построенная система базовых геодезических пунктов по принятым правилам и методикам, с требуемой точностью измерений в общегосударственной системе координат с возможностью выполнения всесторонних практических и чисто научных задач. С них начинается вся пространственная геометрия. Их можно считать началом, точками отсчета, относительно которых производят построения на поверхности и под землей, ориентирование в пространстве и космосе. Их можно считать основой всей государственной и всемирной систем координат, которые изменяются во времени в зависимости от технологий измерений, постоянного уточнения параметров Земли, пространственных координат базовых пунктов астрономо-геодезической сети, динамических процессов земной поверхности и внутри ее.
История развития
Серьезное развитие государственных сетей в нашей стране началось с середины двадцатых годов прошлого столетия. За первые пятнадцать лет было построено четыре тысячи семьсот тридцать три геодезических пунктов. Если представить, выполненный объем работ, то получается, что за каждый рабочий день в стране происходило появление не менее одного из них. С 1946 года с введением новой системы координат (СК-42) на базе эллипсоида Красовского продолжается строительство опорных сетей по всей территории страны. К семидесятым годам государственные сети в СК-42 достигают границ Крайнего Севера и Дальнего Востока. С 1963 года в стране параллельно вводится система координат СК-63. В семидесятые и восьмидесятые годы происходит их обновление и усовершенствование. Практическое внедрение в геодезические технологии спутниковых методов измерений в девяностые годы связано с создание системы ГЛОНАСС. К 1995 году в этой навигационной системе насчитывалось двадцать четыре космических летательных аппаратов, численность которых впоследствии уменьшилась. В эти же годы было положено начало создания государственной геодезической основы нового поколения.
Технология и последовательность работ при построении обоснования
Государственная опорная сеть считается основой для развития всех последующих. Все работы складываются по определенным технологическим правилам и по геометрическим традиционным схемам с соблюдением главного принципа «от общего к частному». Вначале строится основа из пунктов высшего порядка с достижением наивысшей точности работ. Затем от исходных базовых точек осуществляется геометрическое построение следующей более детальной цепочки. И так далее. Каждая последующая ветвь строится на исходных данных предыдущих ветвей, более высокого порядка. Таким образом, была построена вся система государственных сетей в СССР. Она состоит из нескольких классов точности, от первого до второго, третьего и четвертого классов, плановых и высотных опорных сетей.
Вся последовательность общегосударственных проектов по построению геодезической основы состоит из целого комплекса работ, включающего следующие этапы:
Устройство геодезических пунктов
Каждый геодезический пункт опорной сети представляет достаточно сложное инженерное сооружение, состоящее из подземной (центра) и наземной (знака) части. Наземная часть в виде какой-то надстройки (пирамиды, тура, монолитной конструкции) должна быть видна с сопряженных знаков для выполнения наблюдений и измерений на них. Подземная часть закладывается обычно в земной поверхности из железобетонных и забетонированных металлических конструкций с маркировкой центра (с координатами) и буквенно-цифровых обозначений в его верхней части. Типы центров строго регламентированы, соответствующими инструкциями. Сохранность гарантируется государством.
Геодезические центры по месту заложения бывают разных видов:
В связи с современным развитием опорных сетей спутниковыми методами закладка центров регламентируется уже другими правилами, отличными от правил закладки геодезической плановой и нивелирной основы.
Современное развитие
С середины девяностых годов двадцатого века с началом развития спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС изменились стратегические подходы по построению геодезических сетей. Эти подходы коснулись и правил закрепления в земной поверхности, и новых технологических принципов развития. В это же время была разработана программа перехода на самостоятельные и альтернативные спутниковые методы определений координат.
В соответствии с новой концепцией и положениями начались изменения в организации работ и структуре государственной геодезической сети. Вся система ее развития сводится к передаче на геодезические пункты параметров (пространственных координат) государственной системы координат, действующей на данном этапе. В настоящий момент введены в действие геоцентрические системы координат ГСК-2011 и ПЗ-90.11.
При создании главной геометрической основы страны всегда решается ряд важных вопросов по выбору:
Оптимизация плотности пунктов и их количества с точки зрения финансового аспекта понятна. Она необходима и достаточно обоснована и для решения научно-технических задач высшей геодезии с целью динамического изучения размеров и параметров Земли, уточнения и постоянных обновлений пространственных координат всего обоснования, обеспечения картографического развития и государственной безопасности. Определение с необходимой и достаточной точностью наблюдений на взаимно расположенных рядом точках требуется с точки зрения технической и методической составляющих.
Структура государственной опорной сети
На первом этапе, высшего уровня точности, у нас в стране была организована и устроена фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (сокращенно ФАГС). Она, безусловно, является базовой основой для развития всех остальных опорных сетей страны. Всего в ней задействовано около пятидесяти пунктов, информация тридцати трех из них имеется в пользовании.
Следует отметить, что пункты ФАГС являются носителями пространственных координат и в совокупности представляют часть высокоточной общегосударственной системы координат.
Помимо прочего ФАГС выполняет точное эфемеридное обеспечение навигации космических летательных аппаратов. По существу ее пункты можно считать целыми астрономическими обсерваториями, часть из которых задействована даже в межгалактических измерениях.
На втором уровне государственной основы находится высокоточная геодезическая сеть (ВГС), с помощью которой вся система координат распространяется по территории страны. Собственно с использованием ВГС определяются и периодически уточняются все ее параметры. ФАГС и ВГС совместно представляют основу для формирования следующих классов сетей. Кроме этого каждая пара станций ГГС для увязки и укрепления соединяется непосредственно с точками ВГС и ФАГС. На данный момент около трехсот станций в системе ВГС задействовано в работе по всей стране.
Третьим уровнем новой модели служит спутниковая геодезическая сеть первого класса (СГС-1). Ее предназначение заключается в использовании новых методов (спутникового) ориентирования с обеспечением высокой точности и дальнейшего распространения геодезической основы для применения в решении всевозможных практических задач. Система СГС-1 связывается с традиционной ГГС через пункты триангуляции и нивелирования третьего класса. Такие взаимные связи традиционных, и новых спутниковых методов позволят выполнять уравнивание, и получать результаты в единой системе отсчета. Всего в образовании новой системы координат в СГС-1 участвует почти четыре с половиной тысячи геодезических пунктов.
На четвертом уровне построений у нас в стране предусмотрена астрономо-геодезическая сеть первого и второго классов (сокращенно АГС). Ее функцией можно считать обеспечение с достаточной плотностью точек национальной системы координат с применением в практической деятельности. Расстояние между сторонами АГС колеблются в пределах двенадцати километров. Развитие их происходит с опорой на точки СГС-1 и ГГС (II класса) наземными и спутниковыми методами. Через соединение и уравнивание в единой общегосударственной сети страны участвует до трехсот тысяч станций разных классов.
Методы создания опорной сети
Для создания государственных сетей наряду с традиционными методами применяются и другие альтернативные способы, позволяющие с развитием космической геодезии использовать ее технологии для этих построений. К ним относятся:
Геометрической схемой построения триангуляции считаются треугольники (четырехугольники) с геодезическими пунктами в вершинах и угловыми измерениями в них. Исходными данными для начала работ служат базисные стороны с известной длиной и начальным азимутом.
Способ, который до последнего времени считался более трудоемким процессом ввиду более сложных линейных измерений длин сторон базисными приборами. Применяется при построении сетей высшего порядка по такой же геометрической схеме, как и триангуляция. Использование этого метода значительно расширилось с появлением новой измерительной техники в виде радио- и светодальномеров с достаточной точностью измерений.
Суть этого способа заключается в проведении угловых и линейных измерений в вытянутых полигонах.
В нем применяются линейные и угловые измерения, как в триангуляции и трилатерации. Используется при необходимости получения повышенной точности.
В нем одновременно используются все выше перечисленные способы, которые наиболее экономически целесообразны с учетом рельефных условий местности;
Наиболее эффективные на данный момент способы с использованием наземных станций приема радиосигналов (GPS-приемников) со спутников навигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Отличительной особенностью их считается одновременное получение всех трех координат с приблизительно одинаковой точностью работ.
Самый современный из них является радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ). Кратко суть состоит в следующем. На базисных точках, находящихся на больших (несколько тысяч километров) расстояниях друг от друга расположены радиотелескопы. С помощью радиометров, принимающих и регистрирующих радиоизлучения в виде электромагнитных сигналов от внегалактических объектов (квазаров), определяются расстояния. По разности получения похожих (когерентных) сигналов и определяется эквивалентное расстояние до квазаров. Таким образом, это связывает геоцентрическую систему координат нашей планеты и инерциальную систему с центром масс в Солнечной системе. Отдельно между геодезическими пунктами с известными координатами, на которых и находятся радиотелескопы, могут определяться расстояния.
Динамический способ определения пространственного положения геодезических станций и искусственных спутников земли. В сочетании с методом РСДБ этот метод дает высокоточные координаты пунктов и независимый контроль получаемых результатов.
Геодезические сети
Геодезическая компания «ТОЧНО» предлагает полный спектр услуг по выполнению инженерно-геодезических изысканий с последующим оформлением необходимых для дальнейшего проектирования документов.
Одной из услуг является создание геодезической сети или системы специальных точек, закрепленных на поверхности земли выбранного участка для последующей застройки. Эти точки получили название «геодезические пункты». Их положение на карте строго определено и размещено в пространстве относительно уже существующих объектов, отраженных в плане на определенной высоте.
Именно геодезический пункт является важнейшей точкой отсчета для проведения дальнейших исследований с целью обнародования большего количества полезной информации, которая может пригодиться при дальнейшем проектировании капитальных строений или прокладке инженерных сетей. Геодезические сети используются для:
Создание геодезических сетей позволяет наиболее точно определять виды геодезических работ и способы их выполнения. Для наиболее качественного восприятия данных и удобной работы опорная геодезическая сеть располагается на выбранной местности согласно предварительно составленному для нее проекту. Но наши специалисты могут и без предварительных работ найти наиболее оптимальные и места для размещения качественных точек по факту на самом объекте.
Геодезическая сеть состоит из точек, которые определенным образом закреплены на исследуемой территории. Для этого могут быть использованы штыри, вставленные в землю, также специальные точки, закрепленные на здания или конструкции. Эти точки имеют координаты, представленные общей системой. Также на них указывается высота от начальной точки.
Геодезическая сеть позволяет получить наиболее точные данные и в дальнейшем рационально распределить работы геодезических служб.
Какие виды геодезических сетей существуют?
В зависимости от целевого назначения все геодезические сети грубо можно разделить на три основные группы:
Опорная геодезическая сеть
Опорная геодезическая сеть является основополагающей для проведения любых инженерно-геодезических работ, так как позволяет наиболее рационально распределить средства и время.
Они применяются для осуществления топографической съемки, выполнения выноса в натуру, организации исполнительной съемки, осуществления наблюдения за осадками при конструировании фундаментов и опорных конструкций. Также они используются для проведения геодезических работ при межевании плана и разработке технического плана здания.
О плановой и высотной опорных геодезических сетях
На практике различают два вида опорных геодезических сетей:
Наша компания выполняет создание планово-высотной съемочной геодезической сети в общепринятой балтийской системе, что позволяет получать наиболее точные данные и построить наиболее полную топографическую карту местности.
Геодезическая сеть
Геодезические сети представляют собой определённые точки, обозначенные на карте местности путём проведения геодезических измерений. Они служат в качестве опорных точек при определении границ отдельных земельных владений. Кроме того, они служат научно-изыскательским целям, целям проектировки отдельных хозяйственных объектов. В зависимости от назначения выделяют плановые или высотные виды геодезических сетей.
Общая информация о геодезических сетях
Основной задачей геодезических сетей является определение с установленной точностью места расположения опорных точек на местности. Такие точки называются геодезическими пунктами.
В отличие от обычных точек на карте геодезические пункты представляют собой целую площадь со строго определённым центром. Данный центр служит взаимосвязанности нескольких смежных сетей между собой. Основной деталью является маркер центра, который и служит отправной точкой при проведении тех или иных геодезических работ.
Систему, состоящую из нескольких таких пунктов, называют плановой сетью. Основным требованием к образованию сети является их взаимосвязь между собой, определённая не менее чем двумя измеренными элементами. В целях измерений используются расстояние между пунктами, а также углы.
Для удобства анализа систем опорных точек их составляют в виде простейших геометрических фигур. Поэтому каждый измеренный показатель представляет собой сторону данной фигуры, без которой сеть считается неполной. Вершинами каждой фигуры признаются именно геодезические пункты.
Методы построения геодезических сетей
В основном выделяются следующие методы построения:
Сущность метода триангуляции состоит в построении системы в виде взаимосвязанных треугольных фигур, имеющих между собой хотя бы одну смежную сторону. При этом для определения расстояния между геодезическими пунктами используют угловые значения во взаимном расположении двух и более геодезических пунктов.
Полигонометрия представляет собой систему измерений расстояния между двумя точками и угла между ними. При этом конечная фигура может быть представлена в виде многоугольника, как разомкнутого, так и завершённого. Это происходит в зависимости от выбора геодезических пунктов и угла между ними. Такой метод позволяет измерить ограниченные площади земли.
Трилатерация является производной от метода триангуляции и представляет собой определение геодезической планировки по всем сторонам образуемых треугольников. При этом специалисты могут комбинировать различные методы.
Высотные геодезические сети
Такие опорные пункты создаются с высокой точностью для производства измерительных работ высоты отдельных пунктов земной поверхности. За основу создания такой системы в России геодезия берёт Балтийскую систему.
Данная система определяет абсолютное нулевое значение поверхности моря. Делается это благодаря специальной установке, которая находится на мосту через один из заливов в Балтийском море.
Балтийское море выбрано неслучайно. Именно здесь поверхность моря отличается относительной стабильностью.
Такие измерения, как в Балтийском море, проводятся во всех странах, имеющих выход к мировому океану. Обычно уточнение уровня моря производится в соотношении показателей нескольких постоянных и временных установок.
Для переложения данных с уровня моря на континентальную сушу по всей местности устанавливаются так называемые реперы, которые призваны сохранять точность относительно показателей пунктов замера уровня моря. Положение реперов со временем меняется в зависимости от изменения уровня моря, так что по всей стране обеспечивается единая система вычисления высоты отдельных объектов.
Геодезическая сеть государства
Государственной системой геодезических пунктов признаётся вся совокупность таких точек, которая определена по всей стране. Такая планировка образуется для устранения расхождения в измерениях в различных частях страны, особенно смежных между собой.
Создание такого плана является сложной, дорогостоящей работой, ответственность за которую несёт специально уполномоченная государственная служба. По этой причине уже созданные геодезические сети пытаются сохранить, несмотря на изменение и установление частных систем и опорных точек. По этой причине часто можно обнаружить расхождения между геодезическими данными отдельной местности и всей России.
Сгущённая геодезическая сеть
Сети, создаваемые на основе большей по размеру системы, называются сгущёнными. В основном они создаются для ограниченных и небольших территорий, отдельных населённых пунктов, административных единиц.
При создании таких систем используются опорные точки, которые уже были определены планировкой высшего порядка. Такие опорные точки дополняются другими, и создаются более сокращённые по площади фигуры геодезической системы.
Назначением таких сетей является создание опорных точек для более точного определения границ мелких земельных участков, отдельных владений в рамках населённого пункта при проведении межевых работ, планирования строительных работ и т. д.
Как и общая государственная система, сгущённая сеть, или как её ещё называют – местная, подразделяется на высотную и плановую.
К примеру, высотные систем опорных точек местного значения создаются при недостаточности показаний государственных реперов для проведения измерительных работ для отдельных объектов местного значения.
Съёмочные сети
Съёмочные сети – это те же самые сгущённые сети, создаваемые для производства топографической съёмки местности.Такие сети могут создаваться в несколько уровней, которые служат обоснованием одна для другой.Но в отличие от сетей сгущения геодезических пунктов в съёмочной системе гораздо больше.
Так, на одну фигуру триангуляции в такой планировке приходится опорных точек в десять раз больше, чем в сети сгущения. И точность таких систем гораздо выше.
В ходе создания подобной сети уже меньше используются вычислительные формулы, а больше делается упор на непосредственное механическое измерение местности. Таким образом, углы измеряются теодолитом, а расстояния между опорными точками обычным шагомером или простой рулеткой.
Однако конечный результат, отражаемый на геодезической карте, имеет форму выбранного метода измерения. Ведь полученные практическим методом данные проверяются по математическим и геометрическим формулам, а полученные результаты должны соответствовать друг другу с точностью 100%.
Метод теодолитного хода, как уже говорилось, проводится путём выяснения углового соотношения двух определённых между собой опорных точек.
Инструменты создания геодезических сетей
Ранее для создания систем опорных точек и проведения измерительных работ использовались инварные проволоки. С появлением возможности оптического измерения и измерения при помощи радиоволн работа специалистов значительно облегчилась, а их производительность и точность многократно выросла.
Каждый из этих приборов имеет множество моделей с тем или иным классом точности. Выбор оборудования зависит от требований точности и возможностей рабочей группы.
Таким образом, геодезические сети имеют большое значение для землемерных работ. Вместе с тем такие работы являются сложными и требуют специальных знаний и оборудования.
Что такое плановая опорная сеть
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Классификация. Общие технические требования
Geodetic networks. Classification. General technical requirements
Дата введения 2013-01-01
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им.Ф.Н.Красовского» (ФГУП «ЦНИИГАиК»)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 404 «Геодезия и картография»
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на геодезические сети и устанавливает их классификацию и общие технические требования к ним.
Геодезические сети предназначены для построения координатной основы, распространения единой системы координат на всю территорию страны, геодезического обеспечения картографирования этой территории, изучения поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени, а также для решения научных, экономических и технических задач.
Стандарт не распространяется на нивелированные и гравиметрические сети, требования к которым устанавливаются в отдельных стандартах.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 8.563-96* Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений
ГОСТ Р 51794-2008 Глобальные навигационные спутниковые системы. Системы координат. Методы преобразования координат определяемых точек
ГОСТ Р 52572-2006 Географические информационные системы. Координатная основа. Общие требования
ГОСТ Р 53864-2010 Глобальная навигационная спутниковая система. Сети геодезические спутниковые. Термины и определения
ГОСТ 22268-76 Геодезия. Термины и определения
ГОСТ 25634-83 Каталог координат геодезических пунктов. Форма и содержание
3 Термины, определения, обозначения и сокращения
3.1 В настоящем стандарте применены термины и определения по ГОСТ Р 53864 и ГОСТ 22268.
3.2 В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:
4 Классификация геодезических сетей
4.1 Геодезические сети подразделяют:
4.2 Государственную геодезическую сеть по роли в общей системе координатного обеспечения территории страны подразделяют на:
— фундаментальную астрономо-геодезическую сеть;
— высокоточную геодезическую сеть;
— спутниковые геодезические сети 1 класса;
— астрономо-геодезическую сеть 1 и 2 классов;
— государственные геодезические сети сгущения.
4.3 Геодезические сети специального назначения подразделяют на виды в зависимости от народно-хозяйственных или технических задач (например, геодинамические сети, дорожные сети, строительные сети, межевые сети и т.п.).
4.4 Геодезические сети сгущения и геодезические сети специального назначения в зависимости от их назначения и точности допускается подразделять на классы и разряды, количество которых устанавливают в технических проектах на выполнение геодезических работ.
5 Общие технические требования
5.1 Характеристики
5.1.1 К основным характеристикам геодезических сетей (или их фрагментов) относятся:
— значения координат пунктов сетей в принятой системе координат;
— плотность пунктов (или расстояние между смежными пунктами сети);
— средняя квадратическая погрешность взаимного положения пунктов в плане и по высоте;
— средняя квадратическая погрешность определения координат пунктов относительно исходных пунктов.
5.1.2 Положение пунктов государственной геодезической сети может быть выражено следующими характеристиками:
5.1.4 Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть должна включать постоянно действующие и периодически определяемые геодезические пункты, измерения на которых поддерживают и уточняют геоцентрическую систему координат. Расстояние между смежными пунктами ФАГС должны быть от 650 до 1000 км.
5.1.5 Высокоточная геодезическая сеть должна представлять собой опирающееся на пункты ФАГС пространственное геодезическое построение, состоящее из системы пунктов, удаленных один от другого на (150-300) км.
5.1.6 Спутниковые геодезические сети 1 класса должны представлять собой пространственные геодезические построения, опирающиеся на пункты ФАГС и ВГС и создаваемые в первую очередь в экономически развитых районах страны, состоящие из системы пунктов с плотностью, достаточной для эффективного использования потребителями всех возможностей спутниковых определений.
Расстояния между смежными пунктами должны быть:
— (5-6) км для территорий городов и промышленных площадок;
Средние квадратические погрешности во взаимном положении должны быть:
— (3+1·10 ) мм по каждой из плановых координат;
— (5+2·10 ) мм по высоте.
Средние квадратические погрешности определения положения пунктов СГС-1 относительно ближайших пунктов ВГС и ФАГС должны быть:
— не более 2 см в районах с сейсмической активностью 7 и более баллов;