ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ НИМИ

При выполнении геодезических работ на местности, работ с кар­той или чертежом необходимо определить положение линии (ориенти­ровать линию) относительно стран света или какого-нибудь направ­ления, принимаемого за исходное.

Ориентирование заключается в том, что определяют угол между исходным направлением и направлением данной линии. За исходное направление для ориентирования принимают истинный (географи­ческий), магнитный меридианы или ось абсцисс прямоугольной сис­темы координат плана. В качестве углов, определяющих направле­ние линии, служат истинный и магнитный азимуты, дирекционный угол и румбы.

Рис.10. Азимуты

Азимутом называется угол меж­ду северным направлением мери­диана и направлением данной ли­нии MN (рис. 10). Азимут измеряет­ся от севера через восток, юг и за­пад, т.е. по направлению движения часовой стрелки, и может иметь значения 0...360⁰. Азимут, измеряе­мый относительно истинного мери­диана, называется истинным.

В геодезии принято различать прямое и обратное направления линии. Если направление линии MN от точки М к точке N считать прямым, то NM - обратное на­правление той же линии. В соответствии с этим угол А - прямой азимут линии MN в точке М, а А₁ - обратный азимут этой же линии в точке N.

Меридианы разных точек не параллельны между собой, так как они сходятся в точках полюсов. Отсюда азимут линии в разных ее точках имеет разное значение. Угол между направлениями двух мери­дианов называется сближением меридианов и обозначается γ. Зависи­мость между прямым и обратным азимутами линии MN выражается формулой А₁ = А+ 180° + γ.

Истинные азимуты линий местности определяются путем астроно­мических наблюдений или с помощью приборов - гиротеодолитов.

Иногда для ориентирования линии местности пользуются не ази­мутами, а румбами.

Рис.11. Румбы

Румбом (рис. 11) называется острый угол между ближайшим (северным С или южным Ю) направлением меридиана и направлением данной линии.

Румбы обозначают буквой r с индек­сами, указывающими четверть, в которой находится румб. Названия четвертей со­ставлены из соответствующих обозначе­ний стран света. Так, первая четверть - северо-восточная (СВ), вторая - юго-вос­точная (ЮВ), третья - юго-западная (ЮЗ), четвертая - северо-западная (СЗ). Соот­ветственно обозначают румбы в четвер­тях, например, в первой r_CB, во второй –r_ЮВ. Румбы измеряют в градусах (0...90⁰).

Зависимость между азимутами и румбами

В прямоугольной системе координат ориентирование линии про­изводят относительно оси абсцисс. Угол, отсчитываемый в направле­нии хода часовой стрелки от положительного (северного) направле­ния оси абсцисс до линии, направление которой определяется, назы­вается дирекционным. Дирекционные углы обозначаются буквой α, и подобно азимуту, изменяются от 0...360⁰.

Дирекционный угол какого-либо направления непосредственно на местности не измеряют, его значение можно вычислить, если для дан­ного направления определен истинный азимут. Зависимость между дирекционным углом а и истинным азимутом А приведена на рис. 12. В данном случае γ - сближение меридианов - представляет собой угол между истинным меридианом М и осью абсцисс в этой точке. Ось абсцисс параллельна осевому меридиану зоны, в которой расположе­на линия MN. Как видно из рисунка, α = А - γ. Так же, как и для ази­мута, различают прямой и обратный дирекционные углы: α - прямой, α '-обратный дирекционные углы линии MN: α ' = α + 180°.

Румбы дирекционных углов обозначают и вычисляют так же, как румбы истинных азимутов, только отсчитывают от северного и южного направлений оси абсцисс.

Направление магнитной оси свободно подвешенной магнитной стрелки назы­вается магнитным меридианом. Угол между северным направлением магнит­ного меридиана и направлением данной линии называют магнитным азимутом. Магнитный азимут, так же как и истин­ный, считают по направлению движения часовой стрелки; он также изменяется в пределах 0...360⁰. Зависимость между магнитными азимутами и магнитными румбами такая же, как между истинны­ми румбами. Так как магнитный полюс не совпадает с географическим, направление магнитного меридиана в данной точке не совпадает с направлением истинного меридиана.

Рис. 12. Зависимость между дирекционным углом и истинным азимутом линии

Го­ризонтальный угол между этими направлениями называют склонением магнитной стрелки δ. В зависимости от того, в какую сторону уклоняет­ся северный конец стрелки от направления истинного меридиана, раз­личают восточное и западное склонение. Перед значением восточного склонения обычно ставят знак плюс, западного - минус. Зависимость (рис. 13, а) между истинным А и магнитным А_М азимутами выражается формулой А = А_М + δ. При использовании этой формулы учитывают знак склонения. Если известно склонение δ магнитной стрелки и сближение меридианов γ, по измеренному магнитному азимуту А_М линии MN можно вычислить дирекционный угол α (рис. 13, 6) этой линии: α = А_М + (δ – γ), где разность γ - δ - поправка на склонение стрелки и сближение меридианов (учитывают при ориентировании топографической карты).

Рис. 13. Зависимости между углами:

а - истинным и магнитным азимутами. б - магнитным азимутам и дирекционным углом

В различных точках Земли магнитная стрелка имеет различное склонение. Так, на территории РФ оно колеблется в пределах 0...±15°.

Склонение магнитной стрелки не остается постоянным и в данной точке Земли (различают вековые, годовые и суточные изменения скло­нений). Больше всего изменяются суточные склонения, колебания кото­рых достигают 15'. Следовательно, магнитная стрелка указывает по­ложение магнитного меридиана приближенно и ориентировать линии местности по магнитным азимутам можно тогда, когда не требуется высокой точности.

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СЕТИ

ПЛАНОВЫЕ СЕТИ

Для составления карт и планов, решения геодезических задач, в том числе геодезического обеспечения строительства, на поверхности Земли располагают ряд точек, связанных между собой единой системой коор­динат. Эти точки маркируют на поверхности Земли или в зданиях и сооружениях центрами (знаками). Совокупность закрепляемых на мест­ности или зданиях точек (пунктов), положение которых определено в единой системе координат, называют геодезическими сетями.

Геодезические сети подразделяют на плановые и высотные: первые служат для определения координат X и У геодезических центров, вто­рые - для определения их высот Н.

Принцип построения плановых геодезических сетей заключается в следующем. На местности выбирают точки, взаимное положение ко­торых представляется в виде геометрических фигур: треугольников, четырехугольников, ломаных линий и т.д. Причем точки выбирают с таким расчетом, чтобы некоторые элементы фигур (стороны, углы) можно было бы непосредственно измерить, а все другие элементы вычислить по данным измере­ний. Например, в треугольнике достаточно измерить одну сто­рону и три угла (один для кон­троля правильности измерений) или две стороны и два угла (один для контроля правильности из­мерений), а остальные стороны и углы вычислить. Для вычисления плановых координат вершин вы­бранных точек необходимо кроме элементов геометрических фигур знать еще дирекционный угол стороны одной из фигур и коор­динаты одной из вершин.

Сети строят по принципу пе­рехода от общего к частному, т. е. от сетей с большими расстояния­ми между пунктами и высоко­точными измерениями к сетям с меньшими расстояниями и менее точным.

Геодезические сети подразде­ляют на четыре вида: государст­венные, сгущения, съемочные и специальные.

Рис.91. Схема построения государствен­ных плановых геодезических сетей 1,2,3 и 4-го классов методом триангуляции

Государственные геодезические сети служат исходными для по­строения всех других видов сетей. Началом единого отсчета плановых координат в РФ служит центр круглого зала Пулковской обсервато­рии в Санкт-Петербурге.

Плановые сети. Государственные плановые геодезиче­ские сети разделяют на четыре класса. Сеть 1-го класса имеет наи­высшую точность и охватывает всю территорию страны как единое целое. Сеть каждого последующего класса строится на основе сетей высших классов. Так, сеть 2-го класса строят на основе сетей 1-го класса, 3-го класса - на основе сетей всех предыдущих классов. Ти­пичная схема построения государственных плановых геодезических сетей 1-, 2-, 3- и 4-го классов методом триангуляции (треугольников) приведена на рис. 91.

В настоящее время для построения государственных сетей исполь­зуют спутниковые методы измерений.

Сети сгущения строят для дальнейшего увеличения плотности (числа пунктов, приходящихся на единицу площади) государственных сетей. Плановые сети сгу­щения подразделяют на 1-й и 2-й разряды.

Съемочные сети – это тоже сети сгущения, но с еще большей плот­ностью. С точек съемоч­ных сетей производят непосредственно съемку предметов местности и рельефа для составления карт и планов различных масштабов.

Специальные гео­дезические сети соз­дают для геодезического обеспечения строитель­ства сооружений. Плот­ность пунктов, схема по­строения и точность этих сетей зависят от специ­фических особенностей строительства.

Строительными нор­мами и правилами (СНиП) предусмотрено создавать специальные сети с учетом:

- проектного и сущест­вующего размещения зда­ний (сооружений) и ин­женерных сетей на строи­тельной площадке;

- обеспечения сохранно­сти и устойчивости зна­ков, закрепляющих пунк­ты разбивочной основы;

- геологических, температурных, динамических процессов и других воздействий в районе строительства, которые могут оказать неблаго­приятное влияние на качество построения разбивочной основы;

- использования создаваемой геодезической разбивочной основы в процессе эксплуатации построенного объекта, его расширения и ре­конструкции.

Разбивочная сеть строительной площадки создается для выноса в натуру основных или главных разбивочных осей здания (сооружения), а также при необходимости построения внешней разбивочной сети здания (сооружения), производства исполнительных съемок.

Построение геодезической разбивочной основы для строительства производят методами триангуляции, трилатерации, полигонометрии, геодезических ходов, засечек и др.

ВЫСОТНЫЕ СЕТИ

Государственные высотные геодезические сети создают для распро­странения по всей территории страны единой системы высот. За нача­ло высот в РФ и ряде других стран принят средний уровень Балтий­ского моря, определение которого проводилось, начиная с 1825 г. Этот уровень отмечен горизонтальной чертой на медной металлической пластине, укрепленной в устое моста через обводной канал в Кронш­тадте.

Между пунктами государст­венных высотных геодезических сетей высокой точности (1-го класса) размещают пункты высот­ных сетей низших классов (2-го, 3-го и т.д.). Если на рисунке, где размещены пункты высотной сети, соединить эти пункты линиями, получатся фигуры, которые назы­вают ходами. Несколько пересе­кающихся ходов называют сетями. Как правило, сети создают из хо­дов, прокладываемых между тре­мя или более точками (рис. 93). В целом точки (реперы) высотных сетей, называемых нивелирными, достаточно равномерно распреде­лены на территории страны. На незастроенной территории расстоя­ния между реперами колеблются в пределах 5...7 км в городах сеть реперов в 10 раз плотнее.

Рис. 93. Схема государственной высотной сети

Для решения ограниченного круга вопросов при изысканиях, строитель­стве и эксплуатации зданий и сооруже­ний создают высотную сеть техниче­ского класса.

Нивелирные сети на строительных площадках и при создании внешних разбивочных сетей создают на базе пла­новых сетей, т.е. для части плановых сетей определяют высотные отметки.

Как правило, сети образуют полиго­ны с узловыми точками (общими точ­ками пересечения двух или более ходов одного и того же класса). Каждый ниве­лирный ход опирается обоими концами на реперы ходов более высокого класса или узловые точки.