Геодезической сетью называют совокупность закрепленных на определенной территории точек земной поверхности, расположение которых установлено в общей для них системе высот и координат.
Геодезические сети могут формироваться как на небольших, так и на огромных площадях. По территориальному фактору их возможно подразделить на:
- глобальную сеть, которая покрывает весь земной шар;
- национальные (государственные) сети, разрабатываемые в пределах местности каждой конкретной страны в единой концепции координат;
- системы сгущения, предназначенные для формирования съемочного обоснования топографических фотосъемок;
- районные геодезические линии на масштабных участках, применяемые для решения сложных инженерных задач.
Геометрическая суть геодезических сетей
Рисунок 1. Метод построения геодезических сетей. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
По геометрической сущности специалисты различают высотные, плановые и пространственные геодезические сети. В плановой системе в итоге обработки полученных измерений определяют координаты пунктов на исследуемой поверхности относимости (на границе эллипсоида с плоскостью); в высотной (нивелирной) линии получают показатели пунктов относительно отсчетного уровня, например, поверхности квазигеоида; в пространственных сетях из обработки данных вычисляют взаимное расположение точек в трехмерном пространстве.
Глобальная геодезическая система формируется на данный момент посредством методов космической геодезии с применением научных и инженерных наблюдений, поэтому ее зачастую называют спутниковой сетью.
Положение линий в данной сети устанавливают в геоцентрической концепции прямоугольных координат $XYZ$, начало которой всегда совмещено с центром земных масс, вектор $Z$ — с показателем вращения ее, а плоскость $ZY$ — с уровнем начального меридиана.
Такую масштабную сеть используют для решения научно-технических задач геодинамики, высшей геодезии, астрономии и других наук. К числу подобных проблем относятся следующие:
- обновление фундаментальных геодезических постоянных;
- исследование гравитационного поля и фигур Земли;
- установление движений земных полюсов;
- внедрение единой для всей планеты системы пространственных гелиоцентрических прямоугольных или геодезических координат;
- вычисление точного положения референц-эллипсоидов различных государств относительно центра масс Земли;
- изучение трансформаций и деформаций литосферных плит на нашей планете;
- уточнение и корректировка закономерностей изменения во времени параметров общеземной геодезической системы вследствие неконтролируемой динамики земной поверхности и фиксирование их мгновенных преобразований к определенной эпохе, например, к периоду 2000 года.
Геодезическая глобальная сеть должна непрерывно модернизироваться для достижения максимальной точности установления «мгновенного» расположения ее основных пунктов в геоцентрической концепции координат. По мере увеличения определенности и стабильности этой системы постепенно повышаются возможности решения новых научных проблем геодезии.
Национальные сети предусматривают определение взаимное положения геодезических пунктов в плановом отношении на изучаемой местности относимости. Государственная система выступает основой для точного вычисления высоты каждой линии относительно поверхности квазигеоида, а начальное расположение пунктов данной поверхности определяется только приближенно.
Гравиметрическая сеть была разработана для определения корректных ускорений силы тяжести на определенных пунктах, что помогает вычислить положение точек в плановой и высотной концепции с требуемой точностью.
Принцип построения государственной геодезической сети
Рисунок 2. Принцип построения геодезической сети. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
При формировании государственной сети непременно возникают три главных вопроса, имеющие принципиальное значение: выбор плана построения геодезической системы на всей территории государства; определение плотности будущих пунктов, а также точности взаимного положения смежных точек в сети. Каждый из этих аспектов необходимо рассматривать поэтапно, причем с двух точек зрения: с позиции решения основных научных задач высшей геодезии, а также проблем картографирования определенной территории страны.
Это непосредственно связано с тем, что при решении указанных задач предъявляются различные требования к главной геодезической сети. Поэтому желательно найти наиболее оптимальный вариант построения системы, позволяющий на высоком научном уровне и с максимальной точностью дать ответы на все важные вопрос.
Используя способы космической геодезии, специалисты получают достаточно обобщенные характеристики гравитационного поля и фигур земного шара. Более детально параметры планеты в пределах территории одного государства или группы стран исследуют посредством создания высокочастотных астрономо-геодезических сетей, в которых действует комплекс астрономических геодезических и гравиметрических измерений.
До недавнего времени в мегаполисах такие системы разрабатывались и внедрялись в виде рядов триангуляции, которые прокладывались по направлениям параллелей и меридианов для формирования замкнутых полигонов. В итоге совместной математической обработки существующих видов астрономических вычислений получают коэффициенты квазигеоида и его центральные профили вдоль рядов триангуляции премиум класса. Для устранения недостатков на территории государства реализуют не только полигональную, а также сплошную геодезическую сеть с более равномерным распределением линий по всей местности.
Для геодезического полноценного обеспечения топографических фотосъемок, используемых в целях систематического картографирования всей поверхности страны, следует на ее территории построить сплошную прочную геодезическую сеть.
При этом расстояния между соседними сооружениями должны быть значительно меньше, чем в астрономо-геодезической сети, особенно при дальнейшем планировании.
Таким образом, для решения практических и научных задач в геодезии необходимо иметь на местности государственную геодезическую сеть с установленной в ней астрономической концепцией как наиболее точной, применяемой для решения сложных инженерных проблем, связанных с детализированным изучением форм Земли в пределах местности одной или группы стран.
В высшей геодезии уже оформился определенный принципа построения национальной геодезической сети, которая предназначается для решения задач народнохозяйственного значения. Государственную системы создают постепенно, соблюдая законодательные нормы и принцип перехода от общего к частному.
Плотность пунктов геодезической государственной сети
При изучении вопроса о необходимой плотности земельных пунктов в государственной геодезической системе следует иметь в виду одну из ключевых научных проблем высшей геодезии, напрямую связанную с тщательным рассмотрением фигуры земного шара, а именно, цель детального исследования поверхности квазигеоида в пределах всей поверхности страны.
Геодезические недочеты возможно устранить в результате объективного построения сплошной астрономической сети. В горной местности плотность земельных пунктов не должна быть ниже, чем на равнинной местности, так как в подобных районах земли гораздо сложнее в эксплуатации. В целях изучения территории определяются астрономические долготы и широты, а также проводят гравиметрическую фотосъемку зон по соответствующей программе.
В горных районах из-за достаточно сложного строения гравитационного земного поля и, следовательно, непростой формы квазигеоида следовало бы на каждом пункте астрономо-геодезической системы установить астрономические уклонения отвесных точек с возможными ошибками. Требуемая плотность геодезических поверхностей при общегосударственном картографировании местности зависит от общего масштаба проводимой съемки, способов ее выполнения, а также от средств формирования съемочного геодезического обоснования.
