Геодезические пункты, виды и их классификация
Для ведения любого вида геодезических работ, безусловно, используют измерения. Большую часть из них выполняют в полевых условиях на местности. За исходные отправные точки измерений берут известные координаты точек, обозначенные специальными метками (марками) и закрепленные специальными знаками в наиболее пригодных местах и подготовленных для этого поверхностях. Все такие точки обычно называют геодезическими пунктами. Они всегда являются неотъемлемыми элементами наземных геодезических и подземных маркшейдерских сетей. Все данные по этим пунктам, как правило, соответственно оформляются, систематизируются и каталогизируются.
В 2020 году появилась возможность получить сведения о пунктах государственной геодезической сети онлайн. Подробнее читайте в статье: «Как заказать пункты ГГС в Росреестре в 2020 году?»
Классификация геодезических пунктов
В зависимости от сроков использования пунктов в работе их можно выделить на такие группы:
Геодезические пункты делятся еще на такие, которые несут в себе только высотные координаты и применены в сетях нивелирования. Они именуются реперами. Другие пункты считаются носителями плановых координат и используются в опорных геодезических сетях государственного, регионального и местного назначения. Стоит отметить, что с развитием спутниковой высокоточной геодезии на всех пунктах практически определяют все три пространственные координаты.
Так же геодезические пункты можно классифицировать по точности исполнения в сетях выполненных геодезических наблюдений, в зависимости от класса или разряда, например плановой государственной опорной сети:
Геодезические пункты так же можно разделить на типы в зависимости от мест, глубины заложения знаков и категории грунтов. На это влияют климатические условия местоположения пунктов, а именно глубины промерзания почвы в зимний период в разных регионах страны.
Методы и технологии создания, развития геодезических сетей то же являются критериями по группированию пунктов, а именно:
Более того их можно назвать современными опорными региональными геодезическими пунктами перспективного развития. Они являются целым комплексом высокоточного определения координат в выбранной точке, наиболее удобной для совместной работы по наблюдениям со спутниками. С помощью таких станций производят непрерывные измерения по определению координат местоположения на пунктах наблюдений в стационарном и передвижном (RTK) режимах.
Программа создания геодезических пунктов
Выполнение работ по созданию геодезических пунктов включает в себя целую программу. Если кратко изложить, то ориентировочно в нее входят следующие составные части:
Геодезические пункты охраняются государством, что указывается на специальных табличках.
Места закладки пунктов, как правило, должно быть узнаваемо, хорошо просматриваться и иметь возможность длительной сохранности. В населенных пунктах места закладки марок и реперов в обязательном порядке согласовываются в управлениях архитектуры и строительства и организациях, в ведении которых находятся все подземные коммуникации. В населенных пунктах ввиду сезонного промерзания грунтов геодезические пункты, центра и реперы закладываются в стенах, цокольных частях фундаментов на высотах от 0,3 до 1,2 метра. В исключительных случаях, где невозможно сделать закладку марок и реперов в стенах зданий, разрешается глубинная их закладка.
Геодезические пункты, их устройство и закладка производится и при выполнении:
Это происходит с дополнительными особенностями применительно к конкретным условиям работ и на основании соответствующих нормативных документов.
Опорная геодезическая сеть
Это построенная система базовых геодезических пунктов по принятым правилам и методикам, с требуемой точностью измерений в общегосударственной системе координат с возможностью выполнения всесторонних практических и чисто научных задач. С них начинается вся пространственная геометрия. Их можно считать началом, точками отсчета, относительно которых производят построения на поверхности и под землей, ориентирование в пространстве и космосе. Их можно считать основой всей государственной и всемирной систем координат, которые изменяются во времени в зависимости от технологий измерений, постоянного уточнения параметров Земли, пространственных координат базовых пунктов астрономо-геодезической сети, динамических процессов земной поверхности и внутри ее.
История развития
Серьезное развитие государственных сетей в нашей стране началось с середины двадцатых годов прошлого столетия. За первые пятнадцать лет было построено четыре тысячи семьсот тридцать три геодезических пунктов. Если представить, выполненный объем работ, то получается, что за каждый рабочий день в стране происходило появление не менее одного из них. С 1946 года с введением новой системы координат (СК-42) на базе эллипсоида Красовского продолжается строительство опорных сетей по всей территории страны. К семидесятым годам государственные сети в СК-42 достигают границ Крайнего Севера и Дальнего Востока. С 1963 года в стране параллельно вводится система координат СК-63. В семидесятые и восьмидесятые годы происходит их обновление и усовершенствование. Практическое внедрение в геодезические технологии спутниковых методов измерений в девяностые годы связано с создание системы ГЛОНАСС. К 1995 году в этой навигационной системе насчитывалось двадцать четыре космических летательных аппаратов, численность которых впоследствии уменьшилась. В эти же годы было положено начало создания государственной геодезической основы нового поколения.
Технология и последовательность работ при построении обоснования
Государственная опорная сеть считается основой для развития всех последующих. Все работы складываются по определенным технологическим правилам и по геометрическим традиционным схемам с соблюдением главного принципа «от общего к частному». Вначале строится основа из пунктов высшего порядка с достижением наивысшей точности работ. Затем от исходных базовых точек осуществляется геометрическое построение следующей более детальной цепочки. И так далее. Каждая последующая ветвь строится на исходных данных предыдущих ветвей, более высокого порядка. Таким образом, была построена вся система государственных сетей в СССР. Она состоит из нескольких классов точности, от первого до второго, третьего и четвертого классов, плановых и высотных опорных сетей.
Вся последовательность общегосударственных проектов по построению геодезической основы состоит из целого комплекса работ, включающего следующие этапы:
Устройство геодезических пунктов
Каждый геодезический пункт опорной сети представляет достаточно сложное инженерное сооружение, состоящее из подземной (центра) и наземной (знака) части. Наземная часть в виде какой-то надстройки (пирамиды, тура, монолитной конструкции) должна быть видна с сопряженных знаков для выполнения наблюдений и измерений на них. Подземная часть закладывается обычно в земной поверхности из железобетонных и забетонированных металлических конструкций с маркировкой центра (с координатами) и буквенно-цифровых обозначений в его верхней части. Типы центров строго регламентированы, соответствующими инструкциями. Сохранность гарантируется государством.
Геодезические центры по месту заложения бывают разных видов:
В связи с современным развитием опорных сетей спутниковыми методами закладка центров регламентируется уже другими правилами, отличными от правил закладки геодезической плановой и нивелирной основы.
Современное развитие
С середины девяностых годов двадцатого века с началом развития спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС изменились стратегические подходы по построению геодезических сетей. Эти подходы коснулись и правил закрепления в земной поверхности, и новых технологических принципов развития. В это же время была разработана программа перехода на самостоятельные и альтернативные спутниковые методы определений координат.
В соответствии с новой концепцией и положениями начались изменения в организации работ и структуре государственной геодезической сети. Вся система ее развития сводится к передаче на геодезические пункты параметров (пространственных координат) государственной системы координат, действующей на данном этапе. В настоящий момент введены в действие геоцентрические системы координат ГСК-2011 и ПЗ-90.11.
При создании главной геометрической основы страны всегда решается ряд важных вопросов по выбору:
Оптимизация плотности пунктов и их количества с точки зрения финансового аспекта понятна. Она необходима и достаточно обоснована и для решения научно-технических задач высшей геодезии с целью динамического изучения размеров и параметров Земли, уточнения и постоянных обновлений пространственных координат всего обоснования, обеспечения картографического развития и государственной безопасности. Определение с необходимой и достаточной точностью наблюдений на взаимно расположенных рядом точках требуется с точки зрения технической и методической составляющих.
Структура государственной опорной сети
На первом этапе, высшего уровня точности, у нас в стране была организована и устроена фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (сокращенно ФАГС). Она, безусловно, является базовой основой для развития всех остальных опорных сетей страны. Всего в ней задействовано около пятидесяти пунктов, информация тридцати трех из них имеется в пользовании.
Следует отметить, что пункты ФАГС являются носителями пространственных координат и в совокупности представляют часть высокоточной общегосударственной системы координат.
Помимо прочего ФАГС выполняет точное эфемеридное обеспечение навигации космических летательных аппаратов. По существу ее пункты можно считать целыми астрономическими обсерваториями, часть из которых задействована даже в межгалактических измерениях.
На втором уровне государственной основы находится высокоточная геодезическая сеть (ВГС), с помощью которой вся система координат распространяется по территории страны. Собственно с использованием ВГС определяются и периодически уточняются все ее параметры. ФАГС и ВГС совместно представляют основу для формирования следующих классов сетей. Кроме этого каждая пара станций ГГС для увязки и укрепления соединяется непосредственно с точками ВГС и ФАГС. На данный момент около трехсот станций в системе ВГС задействовано в работе по всей стране.
Третьим уровнем новой модели служит спутниковая геодезическая сеть первого класса (СГС-1). Ее предназначение заключается в использовании новых методов (спутникового) ориентирования с обеспечением высокой точности и дальнейшего распространения геодезической основы для применения в решении всевозможных практических задач. Система СГС-1 связывается с традиционной ГГС через пункты триангуляции и нивелирования третьего класса. Такие взаимные связи традиционных, и новых спутниковых методов позволят выполнять уравнивание, и получать результаты в единой системе отсчета. Всего в образовании новой системы координат в СГС-1 участвует почти четыре с половиной тысячи геодезических пунктов.
На четвертом уровне построений у нас в стране предусмотрена астрономо-геодезическая сеть первого и второго классов (сокращенно АГС). Ее функцией можно считать обеспечение с достаточной плотностью точек национальной системы координат с применением в практической деятельности. Расстояние между сторонами АГС колеблются в пределах двенадцати километров. Развитие их происходит с опорой на точки СГС-1 и ГГС (II класса) наземными и спутниковыми методами. Через соединение и уравнивание в единой общегосударственной сети страны участвует до трехсот тысяч станций разных классов.
Методы создания опорной сети
Для создания государственных сетей наряду с традиционными методами применяются и другие альтернативные способы, позволяющие с развитием космической геодезии использовать ее технологии для этих построений. К ним относятся:
Геометрической схемой построения триангуляции считаются треугольники (четырехугольники) с геодезическими пунктами в вершинах и угловыми измерениями в них. Исходными данными для начала работ служат базисные стороны с известной длиной и начальным азимутом.
Способ, который до последнего времени считался более трудоемким процессом ввиду более сложных линейных измерений длин сторон базисными приборами. Применяется при построении сетей высшего порядка по такой же геометрической схеме, как и триангуляция. Использование этого метода значительно расширилось с появлением новой измерительной техники в виде радио- и светодальномеров с достаточной точностью измерений.
Суть этого способа заключается в проведении угловых и линейных измерений в вытянутых полигонах.
В нем применяются линейные и угловые измерения, как в триангуляции и трилатерации. Используется при необходимости получения повышенной точности.
В нем одновременно используются все выше перечисленные способы, которые наиболее экономически целесообразны с учетом рельефных условий местности;
Наиболее эффективные на данный момент способы с использованием наземных станций приема радиосигналов (GPS-приемников) со спутников навигационных систем ГЛОНАСС и GPS. Отличительной особенностью их считается одновременное получение всех трех координат с приблизительно одинаковой точностью работ.
Самый современный из них является радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ). Кратко суть состоит в следующем. На базисных точках, находящихся на больших (несколько тысяч километров) расстояниях друг от друга расположены радиотелескопы. С помощью радиометров, принимающих и регистрирующих радиоизлучения в виде электромагнитных сигналов от внегалактических объектов (квазаров), определяются расстояния. По разности получения похожих (когерентных) сигналов и определяется эквивалентное расстояние до квазаров. Таким образом, это связывает геоцентрическую систему координат нашей планеты и инерциальную систему с центром масс в Солнечной системе. Отдельно между геодезическими пунктами с известными координатами, на которых и находятся радиотелескопы, могут определяться расстояния.
Динамический способ определения пространственного положения геодезических станций и искусственных спутников земли. В сочетании с методом РСДБ этот метод дает высокоточные координаты пунктов и независимый контроль получаемых результатов.
Опорные геодезические пункты
Наши услуги
Опорные сети
Любые измерения, связанные с топографией, землеустройством, проектированием, планированием местности, не застрахованы от погрешностей. И чем дальше ведутся замеры от исходно точки, тем выше вероятность ошибки. Чтобы снизить уровень погрешностей, на территории установлены опорные точки или, иначе говоря, опорные геодезические пункты.
Именно с них и ведется геодезическая съемка. Расположение этих пунктов строго привязано к системе координат, как плановых, так и высотных.
Равномерно распределенные по территории геодезические пункты и составляют из себя опорную геодезическую сеть.
Сети сгущаются!
Чем больше освоена территория, тем точнее она размечена и тем выше на ней плотность геодезических опорных пунктов. Но если проектирование ведется на вновь разрабатываемой территории, точности существующих сетей может не хватить. И тогда застройщик обязан заказать создание местной опорной сети, отвечающей требованиям проекта.
Построение таких сетей – одно из профильных направлений в компании ЦМиГ. Вы можете заказать любой из видов работ, представленных в нашем прайс-листе, для планирования местности, проектирования любых объектов, для создания геодезической основы обоснования подготовки строительства.
Наши специалисты уже зарекомендовали себя не только в Калужской области, но и в Москве, Туле и других городах и областях России. Работаем быстро, хорошо и недорого!
О принципе построения опорных сетей
Отсчетной системой для построения любой сети являются государственные опорные сети. Чтобы создать основу сети высшего порядка, необходимо произвести закрепление пунктов с максимально возможной точностью.
От этих пунктов можно провести следующие замеры и построить более детализированную опорную сеть следующего порядка. Всего в геодезии четыре класса точности опорных сетей. Они служат всему спектру инженерных задач, связанных с аналитическим определением точек местности и сооружений.
Последовательность шагов при построении опорных геодезических сетей примерно равнозначная как для масштабных государственных проектов, так и для частных случаев. Вот основные этапы:
Экономическое и проектно-техническое обоснование задачи
Составление предварительного плана
Рекогносцировка в полевых условиях
Закладка центров пунктов, установка знаков, реперов
Полевые измерения длин, углов и высот
Важно знать, что на полевом этапе может происходить корректировка конечной стоимости работ, поскольку их сложность и длительность может зависеть не только от субъективных факторов, но и от погодных, сезонных и т.д.
Как устрен Геодезический опорный пункт?
Пункты опорных геодезических сетей можно встретить и в городе, и в поле. Это может быть простой бетонный столбик или многометровая конструкция с площадкой наверху, либо же репер на здании.
В любом случае опорный пункт – это сооружение, которое нельзя построить без точного соблюдения заданной технологии.
В основе типового геодезического пункта – его укрепленная подземная часть с четко обозначенным центром и проставленными координатами.
Наземная часть выполняется различными способами, обеспечивающими прочность и устойчивость на местности. И еще одно необходимое требование – нужно создать или обеспечить прямую видимость сопряженных с ней знаков.
Есть различные типы опорных знаков:
На перекрытиях зданий и сооружений
Как построить опорную геодезическую сеть?
Существует ряд старых и надежных, проверенных временем и огромной практикой, методов. Но наряду с ними развитие средств цифровых и спутниковых измерений, подняли технологию проектирования ОГС на новые высоты, позволив при этом оптимизировать расценки.
Триангуляция – метод построения сети из треугольников или четырехугольников, в вершинах которых закрепляются геодезические пункты. Размер сторон фигур документируются и служит исходными данными измерений.
Трилатерация – этот метод также связан с построением треугольников, но прежде считался более трудоемким из-за необходимости проводить масштабные линейные замеры. Сейчас метод получил новую жизнь благодаря электронным дальномерам с необходимой точностью.
Полигонометрия – это проведение линейных и угловых замеров в вытянутых полигонах.
Линейно-угловой способ – совмещает преимущества триангуляции и трилатерации, когда необходима особенно высокая точность. Однако является достаточно сложным и трудоемким.
Комбинированный метод – использует все способы, перечисленные выше. Обычно применим на сложной местности с большими перепадами местности, когда измерения нужно сделать точно и по возможности дешево.
Спутниковые методы – здесь используются возможности спутникового позиционирования. Колоссальное преимущество в том, что одновременно идет и плановый, и высотный замер, а полученные координаты на месте обрабатываются. Недостаток – достаточно высокая стоимость оборудования.
Опора на опыт и ответственность.
Компания ЦМиГ является лицензированным предприятием по проведению геодезических изысканий, включая построение ОГС. Мы работаем как на стройплощадках, так и на карьерах, имея успешный опыт построения маркшейдерских сетей как основы для выполнения топосъемок.
Заказать работу наших специалистов легко: ознакомьтесь с ассортиментом услуг и расценками в нашем прайс-листе и свяжитесь с сотрудниками – вам обязательно помогут! Помните, что окончательная цена определяется индивидуально в зависимости от специфики работ.
Наши офисы в Калуге, а также в Московской и Тульской областях всегда открыты для вас, а мы готовы к самым нестандартным и сложным задачам, которые выполним по привлекательным расценкам.
Геодезический пункт
Геодези́ческий пункт — точка, особым образом закреплённая на местности (в земле, реже — на здании или другом искусственном сооружении), и являющаяся носителем координат, определённых геодезическими методами. Геодезический пункт является элементом геодезической сети, которая служит геодезической основой топографической съёмки местности и ряда других геодезических работ, а по назначению подразделяется на плановую (тригонометрическую), высотную (нивелирную) и гравиметрическую. Плановая сеть 1 класса, элементы которой определены также астрономическими и гравиметрическими методами, называется астрономо-геодезической.
В последнее время проводится работа по созданию новой — спутниковой — геодезической сети (прежде всего — в промышленно развитых и обжитых районах), с закреплением на местности пунктами спутниковой геодезической сети, координаты которых определяются относительными методами космической геодезии. По возможности такие пункты совмещаются с действующими пунктами старых геодезических сетей, а создаваемая спутниковая сеть подлежит жесткой привязке к существующим геодезическим пунктам. Кроме этого к геодезическим пунктам относятся и пункты специального предназначения. Это пункты лазерной локации спутников, сверхдлиннобазисной радиоинтерферометрии, пункты службы вращения Земли и некоторые другие.
Поэтому геодезические пункты, принадлежащие к этим сетям, имеют различное предназначение.
Пункты плановой геодезической сети являются носителями плановых координат которые определены в известной системе координат с заданной степенью точности, в результате геодезических измерений. Традиционными геодезическими методами определения координат плановых (тригонометрических)геодезических пунктов являются триангуляция (тогда такой пункт называется пунктом триангуляции или триангуляционным пунктом), полигонометрия (тогда такой пункт называется пунктом полигонометрии или полигонометрическим пунктом), трилатерация (тогда такой пункт называется трилатерационным пунктом), или их сочетание (тогда он называется пунктом линейно-угловой сети). Располагаются они, по возможности, на возвышенных местах (вершинах холмов, сопок, гор), чтобы обеспечить видимость на соседние пункты сети во всех направлениях. Пункты плановой геодезической сети также определены по высоте над уровнем моря, но точность определения по высоте ниже точности определения в плане, в результате технологических различий в методах определения.
Пункты высотной геодезической сети являются носителями высотных координат, определённых с большой точностью методом геометрического нивелирования. Поэтому такие пункты называют также нивелирными пунктами (центры нивелирных пунктов называют реперами). В плане они определены лишь приблизительно. Во взаимной видимости между нивелирными пунктами нет необходимости, а технология измерений требует расположения данных пунктов, по возможности, в равнинных местах (чаще всего — вдоль рек), поскольку с наличием перепада высот теряется точность определения. По этой причине, как правило, пункты тригонометрической сети не совпадают с пунктами нивелирования (нивелирными пунктами).
На пунктах гравиметрической сети производится определение уклонений силы тяжести. Параметры таких пунктов определяются с помощью специального прибора — гравиметра. Гравиметрические пункты также определены в плане и по высоте, с определённой степенью точности.
Каждый геодезический пункт закрепляется специальным геодезическим центром, к которому приводятся координаты геодезического пункта (у нивелирных пунктов геодезические центры именуются реперами или марками). (Пункты спутниковой сети и других специальных сетей закрепляются центрами или группами центров особой конструкции). Над центром пункта тригонометрической (плановой) сети сооружается геодезический знак — наземное сооружение (деревянное, металлическое, каменное или железобетонное), в виде тура, штатива, пирамиды геодезическая пирамида или сигнала геодезический сигнал, служащего для закрепления визирной цели, установки геодезического прибора, и являющегося площадкой для работы наблюдателя. Также служит для опознавания пункта на местности. На определённом расстоянии от тригонометрического пункта закладывается ориентирные пункты обращенные лицевой панелью на сам геодезический пункт, а также сооружается астрономический столб (если на пункте проводятся астрономические определения).
Кроме того, геодезический пункт имеет специальное внешнее оформление.
Если это экономически выгодно, знак на пункте может сооружаться временным (разборным или перевозным).
На пунктах других геодезических сетей (высотной и гравиметрической) знак не сооружается, поскольку по технологии определений он не используется. В этом случае, для закрепления и опознавания пункта на местности служит опознавательный столб (металлический, железобетонный) с охранной табличкой, и специальное внешнее оформление пункта, определённое «Инструкцией по постройке геодезических знаков» (окопка канавами, создание каменных валов, насыпка кургана и т. д.).
Поэтому чаще всего именно плановый (тригонометрический) пункт с его крупным и приметным знаком, расположенным где-нибудь на возвышенности, ассоциируется у обывателя с понятием «геодезический пункт».
Каждый геодезический пункт Государственной геодезической сети имеет индивидуальный номер, нанесенный на марку центра и внесенный в специальный каталог. Кроме этого, каждому пункту плановой Государственной сети присваивается имя, которое заносится в соответствующие каталоги с указанием всех параметров пункта. Имена некоторых тригонометрических пунктов нанесены на топографическую карту рядом с их условными знаками.
Использование систем глобального позиционирования (GPS, ГЛОНАСС) позволяет выполнять определение координат геодезических пунктов в геоцентрических системах координат, а также их геодезических (эллипсоидальных) высот (то есть высот не над уровнем моря, а над поверхностью референц-эллипсоида).
