Триангуляция

Основными методами создания плановых геодезических сетей являются триангуляция, полигонометрия, трилатерация.

Триангуляция 1 класса. Триангуляция 1 класса строится в виде астрономо-геодезической сети 1 класса, которая совместно со сплошной гравиметрической съемкой призвана обеспечить реше­ние основных научных задач, связанных с определением формы и размеров Земли, а также с изучением вековых движений и дефор­маций земной коры. В то же время она является главной основой развития геодезических сетей последующих классов и имеет целью распространение единой системы координат на всю территорию России. Построение ее осуществлено с наивысшей точностью, до­ступной современному приборостроению, и при использовании всех возможностей тщательно продуманной методики измерений [9]. Сеть 1 класса образует систему полигонов из звеньев триангуляции, каждое из которых не превышает 200 км. Периметр полигона по­рядка 800—1000 км. Звенья (ряды) триангуляции по возможности располагаются вдоль меридианов и параллелей.

Типовой фигурой, из которой построены звенья триангуляции, является треугольник, близкий к равностороннему. Однако исполь­зовались и комбинации треугольников, геодезических четырех­угольников и центральных систем. В месте пересечения звеньев (их концах) измерены базисные стороны или расположены базисные сети, построенные для определения длины выходной стороны, заменяющей базисную сторону. В этом случае измерен базис дли­ною не менее 6 км с точностью порядка 1: 1 000 000. На обоих концах базисных сторон (выходных сторон) определены пункты Лапласа (астрономические определения широт, долгот и ази­мутов).

В отдельных районах взамен полигонов, образованных звень­ями триангуляции 1 класса, построена сплошная сеть триангуляции 1 класса. Базисные стороны и пункты Лапласа в ней определены примерно через 10 сторон.

Взамен звеньев триангуляции строились вытянутые звенья полигонометрии 1 класса (максимальное удаление отдельных пунктов от замыкающей не превышает 20 км, а направления сторон уклоняются от направления замыкающей не более чем на 20°), состоящие не больше чем из 10 сторон длиною порядка 20—25 км [9]. Представление о схеме построения астрономо-геодезической сети дает (рис. 2).

Для определения высот базисов и линий полигонометрии над поверхностью эллипсоида, а также с целью изучения фигуры Земли и се гравитационного поля по всем рядам астрономо-геоде­зической сети проведено астрономо-гравиметрическое ниве­лирование.

Координаты астрономо-геодезической сети вычисляются в единой «Системе», основой которой является референц-эллипсоид Красовского, а исходным пунктом — координаты Пул­ковской обсерватории.

Триангуляция 2 класса строится в виде сплошных сетей треугольников, заполняющих полигоны триангуляции 1 класса. Она является основной опорной сетью, служащей для развития сетей последующего сгущения и геодези­ческого обоснования всех топографических съемок и изысканий инженерных сооружений. Вместе с тем благодаря своей жесткости и высокой точности сеть 2 класса наряду с сетью 1 класса может быть использована и для целей научного исследования. Треуголь­ники сети 2 класса должны по возможности

приближаться к равно­сторонним. В зависимости от физико-географических условий длины сторон сети триангуляции 2 класса колеблются в пределах от 7 до 20 км, причем в каждом отдельном случае выбор длин сторон должен быть экономически обоснован.

Сеть 2 класса надежно связана с сетью 1 класса. Типовые схемы привязки триангуляции показаны на(рис. 3). Базисные сто­роны располагаются не реже чем через 25 треугольников, причем одна базисная сторона должна располагаться примерно в середине полигона 1 класса и на ее концах определены пункты Лапласа.

Пункт Лапласа – это геодезический пункт, на котором из астрономических наблюдений были определены астрономический азимут и астрономическая долгота. Для астрономических наблюдений используют небесные светила: Солнце и звезды. Пунктов Лапласа на довольно обширную территорию (порядка1 млн км ) всего несколько – 10 – 12 пунктов [3].

На ( рис. 4). представлена наиболее типичная схема по­строения сети триангуляции 2 класса внутри полигона 1 класса со сгущением ее пунктами 3 класса для обеспечения необходимой густоты пунктов: 1 пункт на 50—60 км .

Взамен триангуляции 2 класса допускается построение сети методом полигонометрии, детальная схема которой разрабаты­вается в каждом конкретном случае.

Триангуляция 3 и 4 классов. Триангуляция 3 и 4 классов является дальнейшим сгущением государственной геодезической сети для целей крупномасштабного картографирования и обосно­вания строительства инженерных сооружений.

Триангуляция 3 и 4 классов строится в виде вставок жестких систем или отдельных пунктов в сети старших классов с обязательным измерением всех трех углов треугольников. Типовые схемы построения сетей 3 и 4 классов показаны на(рис. 5).

Пункты сетей всех классов должны иметь отметки, полученные из геометрического или тригонометрического нивелирования.

На пунктах государственной геодезической сети устанавли­вается по 2 ориентирных пункта на расстоянии от 500 до 1000 м (в лесу не ближе 250 м). В отдельных случаях в качестве одного из ориентирных пунктов может быть принят хорошо видимый с земли до основания геодезический знак или постоянный местный предмет (башня, колокольня, мечеть, фабричная труба п т. д.), расположенные на расстоянии не более 2—3 км от данного пункта [5].

Геодезическая сеть 2 класса представляет собой сплошную сеть треугольников, либо полигонометрических ходов с узловыми точками, которая полностью заполняет полигоны 1 класса.

Сети 3 и 4 классов могут быть представлены как сплошной сетью треугольников, опирающихся на пункты высших классов, так и могут быть отдельными точками, координаты которых определяются засечками привязкой к пунктам высших классов. При этом для точек 4 класса высшими по классу являются и пункты 3 класса.

Таблица 1.

Основные характеристики триангуляции 1, 2, 3 и 4-го классов

Класс триангуляции	Длины сторон, км	Допустимая средняя квадратическая погрешность измерения углов	Допустимая невязка в треугольниках	Допустимая относительная погрешность базисной (выходной) стороны
	20-25	0,7"	3,0"	1:400 000
	7-20	1,0"	4,0"	1:300 000
	5-8	1,5"	6,0"	1:200 000
	2-5	2,0"	8,0"	1:200 000

Как видно из таблицы при треангуляции допустимая средняя квадратическая погрешность измерения углов постепенно увиличивается с каждым слудующим классом; допустимая навязка также увеличивается, а вот длины сторон конечно же уменьшаются; допустимая относительная погрешность базисной стороны уменьшается.

Работы по развитию государственных геодезических сетей 1, 2 и 3-го классов выполняются Федеральной службой геодезии и картографии России (Роскартография) [1]. Сети 4-го класса развиваются по мере надобности ведомственными орга­низациями, ведущими топографические съемки крупных масштабов, инженерно- геодезические работы.