РАСЧЕТ ВЫСОТЫ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ЗНАКОВ
На пунктах геодезической сети строят геодезические знаки такой высоты, чтобы визирные лучи при угловых и линейных измерениях проходили по каждому направлению на заданной минимальной высоте над препятствием, не касаясь его. Расчет высот знаков наиболее часто выполняют по формулам В. Н. Шишкина как наиболее простым. Задачу решают в два приближения. Сначала определяют приближенные высоты знаков 1’1 и l’2 для каждой пары смежных пунктов, а затем корректируют их и находят окончательные значения высот 11 и l2.
Приближенные высоты знаков вычисляют по формулам
(1)
где h1 и h2 - превышения вершины препятствия в точке С (с учетом высоты леса) над основаниями первого и второго знаков соответственно; а - установленная действующей инструкцией допустимая высота происхождения визирного луча над препятствием; v1 и v2 - поправки за кривизну Земли и рефракцию.
Знаки при h1 и h2 определяют по знакам разностей
(2)
где Н c - высота вершины препятствия в точке с; Н1 и Н2 высота земной поверхности в местах установки первого и второго знаков. Превышения hi определяют по карте крупного масштаба, либо из обработки измерений, выполненных в процессе рекогносцировки пунктов. Поправки v за кривизну Земли и рефракцию вычисляют по формуле
, (3)
где k - коэффициент земной рефракции; R – радиус Земли, s - расстояние от препятствия до соответствующего пункта. При k=0,13 и R=6371 км формула (3) примет вид
|
|
|
v =0,068 S 2 , где v получают в метрах, а S выражено в километрах.
| Точки | Расстоя- ние 5, (52)' км | Высота точек Н, м | Превы- шеиия hi, М | а. м | v. м | Приближенная высота 1; ( 1;). м | Откорректированная высота, м | |
| 1 | 309 | 14.3 | 16,2 | |||||
| 8 | +6 | +4 | +4.3 | |||||
| С | 315 | |||||||
| 15 | -7 | +4 | +15.2 | 12.2 | 8.6 | |||
| 2 | 322 | |||||||
| 353.3 | 336.4 |
В том случае, если превышения h1 и h2 имеют один и тот же знак, а расстояния S1 и S2 существенно разные, высоты знаков 1’1 и l’2, вычисленные по формулам (1), будут значительно отличаться друг от друга: один знак низкий, а другой чрезмерно высокий. Высокие знаки строить экономически невыгодно. Поэтому высоты знаков, вычисленные по формулам (1), необходимо откорректировать так, чтобы сумма квадратов окончательных высот знаков l 1 и l 2 была наименьшей, т. е. Σl 2 = min. При соблюдении данного требования расходы на постройку данной пары знаков будут, как правило, наименьшими, поскольку стоимость постройки каждого знака при прочих равных условиях почти пропорциональна квадрату его высоты (см. табл.).
|
|
|
Откорректированные высоты каждой пары знаков на концах стороны при соблюдении условия Σl 2 = min и выполнении требования о прохождении визирного луча на заданной высоте а над препятствием (табл.) вычисляются по формулам
Если стоимость доставки строительных материалов к первому и второму пунктам существенно разная, то высоты, полученные по формулам (4.5), следует откорректировать еще раз с учетом данного фактора.
На пункте с п направлениями будет получено п значений высоты знака, так как вычисления по каждой отдельной стороне (направлению) дадут разные значения высоты знака на данном пункте. За окончательную высоту принимают ту, при которой обеспечивается видимость по всем направлениям при минимальной (допустимой) высоте прохождения визирных лучей над препятствиями.
В практике рекогносцировочных работ неизбежны случаи, когда высота знака на одном пункте, например, втором, задана (или знак уже построен) и равна l2. Требуется определить высоту знака l1 на первом пункте. Вычислим по формулам (1) приближенные высоты знаков. Из подобия треугольников получим
(6)
|
|
|
Отсюда найдем искомую высоту знака:
(7)
Методы определения однозначных значений высот знаков на всех пунктах сети при требовании их наименьшей высоты и минимальных денежных затрат на постройку знаков нуждаются в дальнейшем совершенствовании.
ПРОГРАММА АВТОНОМНЫХ МЕТОДОВ СПУТНИКОВЫХ
КООРДИНАТНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ
Федеральной службой геодезии и картографии России в 1998 г. разработана концепция и программа перехода топографо-геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений. Традиционные геодезические методы основаны на последовательном развитии геодезических сетей путем угловых и линейных измерений, требующих для обеспечения прямой видимости между смежными пунктами постройки геодезических знаков, сооружение которых потребовало около 80% средств, затраченных на создание существующих опорных сетей.
Государственная геодезическая сеть (ГГС), создававшаяся в течении многих десятилетий как единая система для территории СССР, имеет около 164 тысяч закрепленных на местности пунктов 1 и 2 классов астрономо-геодезической сети (АГС).
Распространение единой системы высот на всю территорию РФ осуществляется путем создания государственной нивелирной сети (ГНС), т.е. сетей нивелирных сетей I и II классов (главная высотная основа) и заполняющих сетей III и IV классов.
|
|
|
В систему государственного геодезического обеспечения входит также государственная фундаментальная гравиметрическая сеть (ГФГС), государственная гравиметрическая сеть 1 класса и сеть астрономо-гравиметрического нивелирования (АГН).
Обеспечивая многие практические потребности, существующие наземные геодезические методы по точности, оперативности, экономической эффективности не соответствуют некоторым важным современным требованиям науки и практики, например, при изучении геодинамических процессов.
По сравнению с традиционными спутниковые методы ГЛОНАСС/GPS имеют следующие преимущества:
- передача с высокой оперативностью и точностью координат практически на любые расстояния;
- геодезические пункты можно располагать в благоприятных для их сохранности местах, так как не нужно обеспечивать взаимную видимость между пунктами и, следовательно, строить дорогостоящие геодезические знаки;
- простота и большой уровень автоматизации работ;
- понижение требований к плотности исходной геодезической основы.
Реализация спутниковых технологий предусматривает построение следующих геодезических сетей:
1) фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС) – высшее звено координатного обеспечения; она должна обеспечивать оперативное воспроизведение общеземной геоцентрической системы координат во времени, метрологическое обеспечение высокоточных космических средств измерений;
2) высокоточная геодезическая сеть (ВГС), обеспечивающая распространение на всю территорию страны общеземной геоцентрической системы координат и определение точных параметров взаимного ориентирования общеземной и референцной систем координат;
3) спутниковые геодезические сети 1 класса (СГС-1).
Эти три класса сетей строго связаны между собой: ФАГС является опорой для ВГС, а ВГС – для СГС-1. При построении ФАГС, ВГС и СГС-1 предусматривается привязка существующей ГГС к высшему классу спутниковых сетей, т.е. существующая ГГС будет сетью сгущения.
Пункты ФАГС располагаются на расстоянии 800 – 1000 км, их число 50 – 70, 10 – 15 пунктов должны быть постоянно действующими, а остальные переопределяться группами через промежутки времени, зависящие от геодинамической активности региона.
Пространственное положение пунктов ФАГС определяется в общеземной системе координат с ошибкой положения пунктов относительно центра масс не более (2 – 3)10-8 R, где R – радиус Земли, ошибка взаимного положения пунктов ФАГС не более 2 см в плане и 3 см по высоте. Для обеспечения этой точности необходимо использовать весь комплекс существующих космических измерений (лазерных, радиоинтерферометрических и др.).
ВГС является системой пунктов с расстоянием D = 150 – 300 км между ними, определяется относительными методами космической геодезии со средней квадратической ошибкой не более (3 мм + 5∙10-8D) для плановых координат и (5 мм + 7∙10-8D) – для геодезических высот.
СГС-1 состоит из системы легко доступных пунктов с плотностью, достаточной для использования потребителями всевозможных спутниковых определений. СГС-1 определяется относительными методами космической геодезии со с.к.о. 3 мм + 10-7D в плане и 5 мм + 2∙10-7D по геодезической высоте для геодинамически активных регионов и 5 мм + 2∙10-7D в плане и 7 мм + 3∙10-7D по высоте для остальных регионов. Среднее расстояние между пунктами СГС-1 равно 25 – 35 км. В экономически развитых районах пункты СГС-1 в зависимости от требований потребителей могут иметь большую плотность.
Постоянно действующие пункты ФАГС в основном создаются на базе действующих пунктов спутниковых (космических) наблюдений, астрономических обсерваторий, пунктов службы вращения Земли, радиоинтерферометрических комплексов со сверхдальними базами «Квазар», программы «Дельта» и др. На пунктах ФАГС предусматривают две программы наблюдений: постоянные наблюдения спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS и наблюдения других специализированных спутников и космических объектов согласно межведомственным программам построения ФАГС. На пунктах ФАГС должны выполняться абсолютные гравиметрические определения.
Выполнение планируемых мероприятий позволит:
1) повысить точность и оперативность геодезических определений на один - два порядка;
2) повысить уровень автоматизации работ в топографо-геодезическом производстве;
3) внедрить новые и оперативные методы геодезического обеспечения аэрофототопографических и других съемок, спутниковых методов точного нивелирования;
4) автоматизировать работы по установлению границ земельных участков;
5) исключить строительство наружных геодезических знаков;
6) разместить геодезические пункты в удобных для потребителей местах;
7) внедрить методы спутникового нивелирования вместо геометрического нивелирования III и IV классов;
8) создать систему постоянных наблюдений за динамикой уровней морей на уровенных постах и прогноза их состояния;
9) обеспечить изучение деформаций земной коры, являющихся предвестноками землетрясений;
10) обеспечить геодезическое обоснование картографирования страны и создание геоинформационных систем;
11) установить для территории страны высокоточную единую геодезическую систему координат и поддерживать ее на уровне современных и перспективных требований экономики, науки и обороны страны.
Следует заметить, что спутниковые технологии не всегда можно использовать при решении традиционных геодезических задач, например недостаточна относительная точность определений на коротких расстояниях, ограничено использование GPS-методов в точной инженерной геодезии. Сложно использовать GPS в закрытой и полузакрытой местности из-за экранирования спутниковых сигналов, что приводит к необходимости дополнительной привязки объектов обычными методами. Кроме отмеченных имеются и другие недостатки GPS-методов, которые приводят к необходимости наряду со спутниковыми использовать и традиционные технологии выполнения геодезических работ.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 49; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!