Построение и развитие геодезических сетей

Началом для развития геодезических сетей во все времена бесспорно считается потребность в составлении карт и проведение геодезических изысканий. Исходной основой для этого служат геодезические пункты, с которых производиться топографическая съемка. Исторический опыт позволил сформировать целую сеть таких съемочных точек в разных регионах планеты и в разных системах координат. Накопленные знания ученых привели к научному и системному подходу в стремлении становления геодезических сетей в единой системе координат, позволяющие решать многие теоретические научные и практические экономико-хозяйственные задачи.

Периодически в разные годы, через определенный временной промежуток, когда это связано с развитием техники, новых научных подходов и технологий требуется новый отсчет и скачок развития геодезических сетей и получения более высокоточных величин. Это в первую очередь касается развития геодезических сетей. В то же время уже существующая геодезическая основа, требует дальнейшего обновления и совершенствования из-за физического износа, потери пунктов и точности отдельных ее участков, а так же естественного движения земной поверхности. 

Принципы построения геодезических сетей 

Основным из них является принцип построения от «общего к частному». Что подразумевает собой выполнение сначала более крупных сетей первого порядка, которые должны иметь самую большую протяженность и наивысшую точность выполнения измерений. На основе получившихся данных пунктов, которые приняты за исходные и названы государственной геодезической сетью 1 класса, производят построение сети второго порядка. Далее, от получившихся пунктов геодезической сети 2 класса, осуществляют геометрические построения третьего и четвертого порядков. Таким образом, возникает государственная сеть 3 и 4 классов. И так далее развиваются все сети сгущения, съемочного и разбивочного обоснования. Практически во всех видах геодезических работ и измерений придерживаются этого принципа.

Следующим принципиальным вопросом можно считать выбор геометрической схемы создания сети. Основанная на известном еще с восемнадцатого века способе триангуляции, опорная геодезическая сеть высшего порядка страны построена на использовании вытянутых полигонов из приближенных равносторонних треугольников. В геодезических сетях нижнего порядка возможно применение четырехугольников и многоугольников центральной системы, полигонометрических ходов.

Принцип поэтапного строительства сетей соотносится с последовательным выполнением каждой стадии работ по созданию сетей. 

Последовательность выполнения работ при построении геодезических сетей 

Построение сетей следует рассматривать как выполнение крупного технического проекта. В зависимости от территории, на которой могут развиваться сети, их можно подразделить на:

  • государственные
  • региональные
  • местные
  • опорные строительные.

В любом случае применяется один алгоритм последовательности их выполнения.

Первое, разрабатывается проект, который включает в себя:

  • сбор материалов для проектирования, при необходимости проводятся геодезические изыскания;
  • разработку схемы проекта сети, в том числе оценку точности и сопоставление нескольких альтернативных методик построения сети с выбором наиболее оптимальной;
  • технико-экономическое обоснование создания сети и составление локальной сметы по выполнению опорной геодезической основы.

Второе, исполняется проект сети. В состав выполняемых работ проекта входит рекогносцировка (по намеченной схеме проекта) расположения геодезических пунктов непосредственно на местности, уточнение их окончательного количества по типам закрепления центров и видам знаков на поверхности земли.

Третье, составляется окончательная сметная стоимость всего проекта.

Четвертое, выполняется закладка знаков и ориентирных пунктов на местности, и сдается актом под охрану ответственным лицам, независимо от того являются ли знаки пунктами государственной сети или опорной разбивочной сети на строительной площадке.

Пятое, производят полевые геодезические измерения.

Шестое, в камеральных условиях выполняют математическую обработку геодезических измерений. Все вычисления включают в себя определение координат пунктов, уравнивание сети, ее оценку точности. 

Пути развития геодезических сетей в Российской Федерации 

Развитие новых технологий и современных средств геодезических измерений привело к необходимости изменений, в том числе и в структуре геодезических сетей. При развитии геодезических сетей традиционными способами, координатно-плановое, высотное и гравиметрическое обоснования развивались достаточно отдельно друг от друга. Это связано с тем, что для их построения требовались разные местоположение и конструкции геодезических пунктов, методы и геодезические приборы. Сети триангуляции, полигонометрии строились из геометрических фигур по прямой видимости между соседними пунктами. Нивелирные сети имели свое линейное развитие вдоль магистральных трасс и дорог. Гравиметрические сети создавались в близости от населенных пунктов. При развитии спутниковых геодезических технологий имеется возможность объединения пунктов этих сетей в единую геодезическую систему. Это связано, в том числе и с повышением требований в точности определений координат, нормальных высот и значений величины силы тяжести в новых системах координат. Поскольку все эти параметры связаны с влиянием геодинамических процессов, движение земной поверхности происходит непрерывно. Поэтому возникает необходимость в их изучении и требованиях времени учитывать в геодезической теории и практики.

Развитие геодезических сетей определяется не только состоянием средств геодезических измерений, но и экономической потребностью в высокой точности и получением оперативных геодезических данных. В последние два десятилетия в российской Федерации была осуществлена национальная программа «Глобальная навигационная система», был выполнен большой комплекс работ по развитию государственной геодезической сети, ориентированный на применении ГЛОНАСС. Результатом этого стало создание высокоточных геодезических геоцентрических систем координат для геодезических и картографических работ (СК-95, ГСК-2011) и общеземных геоцентрических систем координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90, ПЗ-90.11) для баллистических и навигационных задач.

В основу геодезической системы координат ГСК-2011вошли следующие пункты государственной геодезической сети (ГГС):

  • пятьдесят пунктов фундаментальной астрономо-геодезической сети, тридцать три пункта из которых открыты для пользования,
  • триста пунктов высокоточной геодезической сети (ВГС),
  • четыре тысячи пятьсот пунктов спутниковой геодезической сети 1 класса.

Для развития геодезических систем и сетей по всей России требуется создание условий для реализации уже накопленного на данный момент материалов:

  • по государственному кадастру недвижимости,
  • по картографическим работам,
  • по инженерным изысканиям,
  • по генпланам городов и территорий развития

Многое из этого создавалось и в местных системах координат, число которых насчитывается по всей территории России около тридцати тысяч. Поэтому огромное значение имеет приведение всего этого в единую систему координат.