Создание геодезической сети специального назначения

Системы отсчета координат  и времени. Единая государственная  система геодезических координат 1995 года получена в результате совместного уравнивания трех самостоятельных, но связанных между собой, геодезических построений различных классов точности: КГС, ДГС, АГС по их состоянию на период 1991-93 годов.

Объем измерительной  астрономо-геодезической информации, обработанной для введения системы координат 1995 года, превышает на порядок соответствующий объем информации, использованной для установления системы координат 1942 года (СК-42).

Космическая геодезическая  сеть предназначена для задания  геоцентрической системы координат, доплеровская геодезическая сеть - для распространения геоцентрической системы координат, астрономо-геодезическая сеть - для задания системы геодезических координат и доведения системы координат до потребителей.

 В совместном уравнивании  АГС представлена в виде пространственного построения. Высоты пунктов АГС относительно референц-эллипсоида Красовского определены как сумма их нормальных высот и высот квазигеоида, полученных из астрономо-гравиметрического нивелирования.

В процессе нескольких приближений совместного уравнивания высоты квазигеоида для территории отдаленных восточных регионов дополнительно уточнялись с учетом результатов уравнивания. С целью контроля геоцентричности системы координат в совместное уравнивание включены независимо определенные геоцентрические радиус-векторы 35 пунктов КГС и ДГС, удаленных один от другого на расстояния около 1000 км, для которых высоты квазигеоида над общим земным эллипсоидом получены гравиметрическим методом, а нормальные высоты - из нивелирования.

В результате совместного  уравнивания КГС, ДГС, АГС и значений радиус-векторов пунктов построена  сеть из 134 опорных пунктов ГГС, покрывающая  всю территорию при среднем расстоянии между смежными пунктами 400...500 км.

Точность определения  взаимного положения этих пунктов по каждой из трех пространственных координат характеризуется средними квадратическими ошибками 0,25. ..0,80 м при расстояниях от 500 до 9000 км. Абсолютные ошибки отнесения положений пунктов к центру масс Земли не превышают 1 м по каждой из трех осей пространственных координат. Эти пункты использовались в качестве исходных при заключительном общем уравнивании АГС. Точность определения взаимного планового положения пунктов, полученная в результате заключительного уравнивания АГС по состоянию на 1995 год, характеризуется средними квадратическими ошибками:

-0,02...0,04 м  для смежных  пунктов,

-0,25...0,80 м при расстояниях  от 1 до 9 тыс. км.

Между единой государственной  системой геодезических координат 1995 года (СК-95) и единой государственной геоцентрической системой координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90) установлена связь, определяемая параметрами взаимного перехода (элементами ориентирования). Направления координатных осей X,Y,Z используемой геоцентрической системы координат определены координатами пунктов КГС; начало координат этой системы установлено под условием совмещения с центром масс Земли.

За отсчетную поверхность  в государственной геоцентрической  системе координат (ПЗ-90) принят общий земной эллипсоид со следующими геометрическими параметрами:

-большая полуось 6378 136 м;

-сжатие 1:298,257839.

Центр этого эллипсоида совмещен с началом геоцентрической  системы координат; плоскость начального (нулевого) меридиана совпадает с  плоскостью XZ этой системы.

Геометрические параметры общего земного эллипсоида приняты равными соответствующим параметрам уровенного эллипсоида вращения. При этом за уровенный эллипсоид вращения принята внешняя поверхность нормальной Земли, масса и угловая скорость вращения которой задаются равными массе и угловой скорости вращения Земли.

Система координат 1995 года установлена так, что ее оси параллельны  осям геоцентрической системы координат. Положение начала СК-95 задано таким  образом, что значения координат  пункта ГТС Пулково в системах СК-95 и СК-42 совпадают. Переход от геоцентрической системы координат к СК-95 выполняется по формулам:

X_CK-95 = X_ПЗ-90 –    Х₀

Y_CK-95 = Y_ПЗ-90 –    Y₀ 

Z_CK-95 = Z_ПЗ-90 –    Z₀

где   Х₀,  Y₀,   Z₀ - линейные элементы ориентирования, задающие координаты начала системы координат 1995 года относительно геоцентрической системы координат ПЗ-90, составляют    Х₀=+25,90 м ,   Y₀= -130,94 м,   Z₀ = -81,76 м.

За отсчетную поверхность  в СК-95 принят эллипсоид Красовского  с параметрами:

-большая полуось  6378 245 м;

-сжатие 1: 298,3.

Малая полуось эллипсоида совпадает с осью Z, остальные  оси системы координат СК-95 лежат  в его экваториальной плоскости, при этом плоскость начального (нулевого) меридиана совпадает с плоскостью XZ этой системы.

Положение пунктов ГГС  в принятых системах задается следующими координатами:

-пространственными прямоугольными  координатами X, Y, Z;

-геодезическими (эллипсоидальными) координатами В, L, Н;

-плоскими прямоугольными  координатами х и у, вычисляемыми  в проекции Гаусса-Крюгера. При  решении специальных задач могут применяться и другие проекции эллипсоида на плоскость.

Геодезические высоты пунктов  ГТС определяют как сумму нормальной высоты и высоты квазигеоида над  отсчетным эллипсоидом или непосредственно  методами космической геодезии, или  путем привязки к пунктам с известными геоцентрическими координатами. Нормальные высоты пунктов ГТС определяются в Балтийской системе высот 1977 года, исходным началом которой является нуль Кронштадтского футштока. Карты высот квазигеоида над общим земным эллипсоидом и референц-эллипсоидом Красовского на территории Российской Федерации издаются Федеральной службой геодезии и картографии России и Топографической службой ВС РФ.

Масштаб ГГС задается Единым государственным эталоном времени-частоты-длины. Длина метра принимается в соответствии с резолюцией XYII Генеральной конференции по мерам и весам (октябрь 1983 г.) как расстояние, проходимое светом в вакууме за1:299 792 458-ую долю секунды.

В работах по развитию ГГС используются шкалы атомного ТА (SU) и координированного UTC (SU) времени, задаваемые существующей эталонной базой Российской Федерации, а также параметры вращения Земли и поправки для перехода к международным шкалам времени, периодически публикуемые Госстандартом России в специальных бюллетенях Государственной службы времени и частоты (ГСВЧ).

 Астрономические широты  и долготы, астрономические и  геодезические азимуты, определяемые  по наблюдениям звезд, приводятся  к системе фундаментального звездного каталога, к системе среднего полюса и к системе астрономических долгот, принятых на эпоху уравнивания ГТС.

Метрологическое обеспечение  геодезических работ осуществляется в соответствии с требованиями государственной системы обеспечения единства измерений. Типы средств измерений, применяемые при создании ГГС, включая импортируемые, должны быть утверждены, а средства измерений при выпуске из производства, после ремонта и в процессе эксплуатации должны проходить поверку в соответствии с Федеральным законом «Об обеспечении единства измерений» от 27.04.1993 №4871-1 (с изменениями).

1. 2 Геодезические  сети сгущения

Сгущение геодезической  основы, как правило, производится от общего к частному,  от высшего  класса (разряда) к низшему. Следует стремиться к сокращению многоступенчатости геодезических построений и развивать на местности одноклассные (одноразрядные) сети на основе применения современных дальномерных и угломерных геодезических приборов и вычислительной техники. Необходимая плотность сети при одноклассных (одноразрядных) построениях достигается уменьшением длин сторон. При создании геодезической основы крупномасштабных съемок исходными пунктами для развития построений данного класса (разряда) могут служить, как правило, только пункты геодезических построений высших по точности классов (разрядов).

Средняя плотность пунктов государственной геодезической и   нивелирной   сети   для   создания   съемочного   геодезического  обоснования   топографических   съемок,  как  правило,  должна   быть  доведена:

-на территориях, подлежащих  съемкам в масштабе 1:5000, до одного пункта триангуляции или полигонометрии на 20—30 км² и одного репера нивелирования на 10-15 км²;

-на территориях, подлежащих  съемкам в масштабе 1:2000 и крупнее,  до одного пункта триангуляции  или полигонометрии па 5-15 км² и одного репера нивелирования на 5-7 км² .

-на застроенных территориях  городов и подлежащих к застройке в ближайшие годы плотность пунктов государственной геодезической сети должна быть не менее 1 пункта на 5 км².

Дальнейшее увеличение плотности геодезической основы крупномасштабных съемок достигается развитием геодезических сетей сгущения и съемочного обоснования.

Плотность геодезической  основы должна быть доведена развитием геодезических сетей сгущения в городах, прочих населенных пунктах и на промплощадках не менее чем до 4 пунктов триангуляции и полигонометрии на 1 км²  в застроенной части и 1 пункт на 1 км² на незастроенных территориях.

Для обеспечения инженерных изысканий и строительства в  городах и на промышленных объектах плотность геодезических сетей может быть доведена до 8 пунктов на 1 км² . Плотность геодезической основы для съемок в масштабе 1:5000 территорий вне населенных пунктов должна быть доведена не менее чем до 1 пункта на 7—10 км² , а для съемок в масштабе 1:2000 - до 1 пункта на 2 км² .

Развитием съемочных геодезических сетей достигается плотность, обеспечивающая непосредственное выполнение съемки. Геодезические знаки, установленные при развитии геодезического обоснования топографической съемки, сдаются на наблюдение за сохранностью в соответствии с действующей «Инструкцией об охране геодезических знаков» по акту.

2. 1 Назначение, устройство и характеристики  точного теодолита 3Т5КП. Методика  измерения горизонтальных и вертикальных  углов

Теодолит  ЗТ5КП предназначен для измерения  углов в геодезических сетях сгущения, съемочных сетях, для теодолитных съемок, проведения изыскательских работ, измерения в прикладной геодезии и определения магнитных азимутов.

Теодолит  может быть использован для измерения  расстояний нитяным дальномером и для определения магнитных азимутов с помощью буссоли.

На теодолит можно  устанавливать светодальномер 2СТ10 для измерения расстояний с высокой точностью. Длина резьбовой части закрепительных осей, устанавливаемых на теодолит, должна быть не более 4 мм.

Температурный диапазон работы от минус 40 до + 50 °С.

Теодолит  изготавливается в следующих  исполнениях: с секторной оцифровкой вертикального круга, с круговой оцифровкой вертикального круга.

           Технические характеристики

Средняя квадратическая погрешность измерения угла одним приемом:

горизонтального (m_β)…………………….…………..5"*

вертикального (m_α) или зенитного расстояния (т_z)….5" **

Погрешность ориентирования по буссоли:

систематическая составляющая …………..30'***

среднее квадратическое отклонение случайной 
составляющей………………………………..........10'

Диапазон  измерения:

для секторной  оцифровки

вертикальных  углов …-55...+60°

горизонтальных  углов ….O...36O^º

для круговой оцифровки

зенитных  расстояний  …30...145°

горизонтальных  углов …O...36O°

Зрительная  труба

Изображение.……..прямое

Увеличение …30^х

Угловое поле …1^º35'

Наименьшее  расстояние визировании, м:

без дополнительной насадки …1,5

с линзовой насадкой  ...0

Коэффициент нитяного дальномера………100±0,55

Постоянное  слагаемое нитяного дальномера…...0

Наружный  диаметр оправы объектива, мм…….48

Отсчетное устройство

Цена деления:

Лимбов…………………………………………...1°

шкал микроскопа………………………….……..1'

круга-искателя…………………………………..10°

Диапазон  работы компенсатора

при вертикальном круге, не менее……………..±4'

Систематическая погрешность

компенсации на 1' наклона……………………..1,5"

          Уровни

Цена деления  уровней:

Цилиндрического……………………………….30"

Круглого…………………………….……………5'

Оптический  центрир

Изображение прямое

Увеличение …..2.5^х

Угловое поле …4°30'

Наименьшее  расстояние визирования, м._. …0,6

Масса, кг

Теодолит …3,7

Подставка …0,7

Теодолит  в футляре с принадлежностями ..8,8

Штатив ..5,6

Габаритные  размеры, мм