Справочник от Автор24
Землеустройство и кадастр

Конспект лекции
«Земельно-кадастровые геодезические работы»

Справочник / Лекторий Справочник / Лекционные и методические материалы по землеустройству и кадастру / Земельно-кадастровые геодезические работы

Выбери формат для чтения

pdf

Конспект лекции по дисциплине «Земельно-кадастровые геодезические работы», pdf

Файл загружается

Файл загружается

Благодарим за ожидание, осталось немного.

Конспект лекции по дисциплине «Земельно-кадастровые геодезические работы». pdf

txt

Конспект лекции по дисциплине «Земельно-кадастровые геодезические работы», текстовый формат

1 Е.П. Лукьянченко ЗЕМЕЛЬНО-КАДАСТРОВЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ КУРС ЛЕКЦИЙ Новочеркасск 2013 2 МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НОВОЧЕРКАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕЛИОРАТИВНАЯ АКАДЕМИЯ» Е.П. Лукьянченко ЗЕМЕЛЬНО-КАДАСТРОВЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ КУРС ЛЕКЦИЙ рекомендован для бакалавров направления 120700.62 «Землеустройство и кадастры» профиля 120702.62 «Земельный кадастр» и профиля 120704.62 «Кадастр недвижимости» Новочеркасск 2013 3 УДК 528.46:631.111: 711.14(075.8) Л 844 Рецензенты: Н.Б. Сухомлинова, доктор эконом. наук, профессор кафедры землепользования и землеустройства ФГБОУ ВПО НГМА О.А. Ткачева, канд. с.-х. наук, профессор кафедры кадастра и мониторинга земель ФГБОУ ВПО НГМА Лукьянченко, Е.П. Л 844 Земельно-кадастровые геодезические работы [Текст]: курс лекций для бакалавров направления 120700.62 «Землеустройство и кадастры», профиля 120702.62 «Земельный кадастр» и профиля 120704.62 «Кадастр недвижимости» / Е.П. Лукьянченко; Новочерк. гос. мелиор. акад. – Новочеркасск, 2013. - 88 с. В представленном курсе лекций рассмотрены системы координат, применяемые при решении земельно-кадастровых задач; определение местоположения пунктов с использованием глобальной навигационной спутниковой системы; геодезическая основа для проведения земельнокадастровых работ; способы выноса в натуру границ земельных участков; геодезические работы при межевании земельных участков и их точность. Данный курс лекций рекомендован для бакалавров направления 120700.62 «Землеустройство и кадастры». Ключевые слова: системы координат, глобальная навигационная спутниковая система, способы проектирования, способы выноса в натуру границ земельных участков, межевание земельных участков. 4 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ЛЕКЦИЯ 1 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ДЛЯ ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА 1.1 Цель и задачи земельно-кадастровых геодезических работ 1.2 Цель и задачи Государственного кадастра недвижимости 1.3 Состав геодезических работ для кадастра 1.4 Исходная основа для геодезических работ при кадастре 1.5 Требования к точности геодезических работ ЛЕКЦИЯ 2 СИСТЕМЫ КООРДИНАТ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ЗЕМЕЛЬНО-КАДАСТРОВЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТАХ 2.1 Система геодезических параметров «Параметры Земли» (ПЗ) 2.2 Система геодезических параметров Земли «Мировая геодезическая система» МГС-84 (WGS-84) 2.3 Пространственные прямоугольные координаты 2.4 Геодезическая (референцная) система координат 2.5 Плоские прямоугольные геодезические координаты 2.6 Местные системы координат (МСК) ЛЕКЦИЯ 3 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПЛОСКИХ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КООРДИНАТ ИЗ ОДНОЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ В ДРУГУЮ 3.1 Цель и способы преобразования координат 3.2 Графический способ преобразование координат 3.3 Аналитические способы преобразования плоских прямоугольных координат ЛЕКЦИЯ 4 ИСХОДНАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ОСНОВА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНО-КАДАСТРОВЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ 4.1. Государственная геодезическая сеть 4.2 Городские сети и их классификация 4.3 Опорная межевая сеть 4.4 Межевые съемочные сети 4.5 Привязка межевых съемочных сетей к пунктам ОМС ЛЕКЦИЯ 5 ПРИМЕНЕНИЕ ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПУНКТОВ 5.1 Спутниковые системы. Краткая историческая справка 5.2 Глобальные спутниковые системы 5.3 Принципы определения местоположения пунктов из спутниковых определений 5.4 Принципы определения относительного положения пунктов. Определение относительного положения пунктов по четырем ИСЗ 5.5 Планирование спутниковых наблюдений 5.6 Производство спутниковых наблюдений 6 7 7 8 10 11 13 15 15 16 16 17 18 19 20 20 22 23 24 24 26 27 32 32 35 35 36 43 48 50 51 5 5.7 Сведения о математической обработке спутниковых наблюдений ЛЕКЦИЯ 6 МЕЖЕВАНИЕ ЗЕМЕЛЬ 6.1 Общие положения межевания 6.2 Лица, выполняющие кадастровые работы 6.3 Состав и содержание работ при межевании объектов землеустройства 6.4 Требования к закреплению на местности границ земельного участка 6.5 Определение координат межевых знаков геодезическим методом (электронный тахеометр) 6.6 Способы межевой съемки земельных участков 6.7 Определение площади земельного участка в процессе межевания 6.8 Контроль межевания земельного участка ЛЕКЦИЯ 7 СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДЕЙ И СПОСОБЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГРАНИЦ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ 7.1 Способы определения площадей 7.2 Аналитические способы проектирования границ земельных участков 7.3 Графический способ проектирования границ земельных участков ЛЕКЦИЯ 8 ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ ПРИ ПЕРЕНЕСЕНИИ НА МЕСТНОСТЬ ПРОЕКТНЫХ ГРАНИЦ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ 8.1 Сущность геодезических работ при перенесении на местность проектных границ земельных участков 8.2 Перенесение в натуру проектных точек способом прямоугольных и полярных координат 8.3 Перенесение в натуру проектных точек способом прямой угловой и линейной засечек. 8.4 Перенесение в натуру способом проектного теодолитного (полигонометрического) хода 8.5 Перенесение в натуру способом промеров по створу 8.6 Угломерный метод 53 Список терминов 81 ЛИТЕРАТУРА 88 54 54 54 55 59 60 62 64 65 66 66 68 70 71 71 73 74 76 77 79 6 ВВЕДЕНИЕ Кадастровые работы занимают особое место в регулировании земельных отношений, так как с учетом их результатов создается единая многоаспектная информационная база недвижимой собственности, используемой для принятия и реализации решений органов государственного и муниципального управления недвижимым имуществом различных форм собственности, осуществления государственного контроля за использованием земель и различных сделок с недвижимостью, ведения мониторинга. Поэтому производству кадастровых работ особое внимание уделяют органы государственной власти и местного самоуправления, различные министерства и ведомства. Кадастровые работы многоаспектны по содержанию, методам получения и обработки данных; их проведение связано с выполнением натурных геодезических измерений и натурных обследований различной точности и состава; они ориентированы на многоцелевое использование; организация и управление ими существенно отличаются от геодезических, топографических, землеустроительных и других работ. Поэтому производство кадастровых работ должно удовлетворять требованиям достоверности, полноты, наглядности и точности полученных результатов. Многоаспектность содержания кадастровых работ обусловливает их видовые различия. Для проведения различных земельно-кадастровых геодезических мероприятий необходимо иметь информацию о размерах, форме, местоположении земельных участков и различных элементов организации территории. С этой целью составляют план (карту) землепользования и землевладения, предназначенный для определения площадей и проектирования участков различными способами, что и изучает дисциплина “Земельно-кадастровые геодезические работы” Земельно-кадастровые работы, обеспечивают единое информационное описание земельной (недвижимой) собственности, включая земельный участок и прочно связанные с ним объекты недвижимости. Поэтому в результате выполнения земельно-кадастровых работ различного содержания каждый земельный участок и объект недвижимости должны быть определены на местности, задокументированы, учтены и зарегистрированы. Такие работы весьма трудоемки и поэтому для выполнения их используются новейшие средства автоматизации и автоматизированные кадастровые системы, обеспечивающие сбор, обработку измерений, описание, учет и регистрацию земельных участков в едином технологическом цикле. 7 ЛЕКЦИЯ 1 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ДЛЯ ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА 1 .1 Ц е л ь и з а д а ч и з е м е л ь но - ка д а с т р о в ых г е о д е з и ч е с к их работ Прикладная геодезия играет важную роль в решении многих задач хозяйства страны: при изысканиях, проектировании и строительстве самых различных сооружений, при планировке, озеленении и благоустройстве населенных пунктов, кадастре недвижимости, земле- и лесоустройстве, осушении и орошении земель, при разведке и разработке месторождений полезных ископаемых, при наблюдениях за деформациями сооружений и т.д. Важнейшая роль отведена геодезии в составлении и ведении государственного кадастра недвижимости, данные которого служат для рационального использования земель и их охраны, регулирования земельных отношений, планирования сельскохозяйственного производства, обоснования размеров платы за землю, оценки хозяйственной деятельности, а также осуществления других мероприятий, связанных с использованием земель. Проведение мероприятий по кадастру и землеустройству всегда начинается с определения местоположения объекта и составления или изучения плана (карты) этого объекта. Для изготовления планов (карт), определения координат поворотных точек, нахождения границ земельных участков, вычисления площадей, перенесения границ земельных участков на местность проводятся геодезические работы. Геодезические работы подразделяются на полевые и камеральные. Главным содержанием полевых работ являются измерения на местности, а камеральных – вычисления и создание различных картографических материалов. На местности измеряются горизонтальные и вертикальные углы, наклонные, горизонтальные и вертикальные расстояния. Для измерений применяют теодолиты, нивелиры, тахеометры, дальномеры, мерные ленты, рулетки и проволоки и т.п. результаты измерений записываются в журналы установленной формы или запоминаются в модуле памяти прибора. При этом одновременно составляется схематический чертеж (абрис). Вычисления заключаются в математической обработке результатов измерений. Для вычислений применяются таблицы, графики, номограммы, различные вычислительные машины, компьютеры. Картографические материалы включают: топографические карты и планы; планы (карты) границ земельных участков; цифровые модели местности; электронные карты (планы). 8 Эти картографические материалы создаются на основе результатов измерений и вычислений. В результате геодезических работ получают следующие геодезические данные: - плоские прямоугольные координаты поворотных точек границ земельного участка; - горизонтальные проложения и дирекционные углы между смежными поворотными точками; - площадь земельного участка. Геодезические данные показываются на плане (карте) земельного участка и плане (карте) границ земельного участка. Планы, карты и цифровые модели местности используются для межевания земель и постановки на кадастровый учет, отвода земельных участков, уточнения и изменения границ землепользований, внутрихозяйственной организации территорий сельскохозяйственных предприятий, проведения почвенных, геоботанических и других обследований и изысканий, проектирования и вынесения в натуру проектов сельскохозяйственных объектов и решения других задач. Итак, целью геодезических работ является – установление (восстановление) границ земельных участков с закреплением поворотных точек межевыми знаками, определение плоских прямоугольных координат этих точек и дирекционных углов, вычисление площадей земельных участков. 1.2 Цель и н е д в и ж им о с т и задачи Го с у д а р с т в е н но г о ка д а с т р а В зависимости от структуры объектов кадастра (земельный участок и объекты недвижимости) различают следующие виды кадастровых работ: 1. Земельно-кадастровые работы – сбор кадастровой информации о земельных участках; 2. Инженерно-кадастровые работы – сбор кадастровой информации об объектах недвижимости, расположенных на заданных земельных участках. До марта 2008 года в зависимости от структуры объектов кадастра различали и создаваемый на данную территориальную зону кадастр (земельный кадастр, городской кадастр, муниципальный кадастр, градостроительный кадастр, кадастр железных и автомобильных дорог и т.д.). В настоящее время все перечисленные кадастры являются подразделами одного кадастра – Государственного кадастра недвижимости. Таким образом, в настоящее время, имеет место большое число ведомственных кадастров, в которых содержится кадастровая информация на все недвижимое имущество, расположенное в соответствующей территориальной зоне. Следовательно, одной из задач Государственного кадастра недвижимости является объединение всей информации в единый 9 банк данных. Однако независимо от видов объектов кадастра, основным объектом всех кадастровых действий и процедур в России в первую очередь является земельный участок. Для реализации закона о кадастре объектов недвижимости используются следующие категории: - земельные участки - это обособленные в правовом отношении части территориальной зоны. Они характеризуются внешними границами в виде замкнутого контура, с установленными линейными и площадными размерами. Внешняя граница должна быть зафиксирована на кадастровой карте и на земной поверхности в виде межевых знаков; - здания, определяемые как строения, состоящие из несущих и ограждающих или совмещенных конструкций; - сооружения, определяемые как наземные, надземные, подземные или подводные инженерно-строительные системы, имеющие объемный, плоскостной, линейный, высотный или смешанный вид; - помещения, определяемые как внутренние изолированные части здания или сооружения; объекты незавершенного капитального строительства. Государственный кадастр недвижимости должен выполнять следующие функции: 1. Обеспечивать право собственности физических или юридических лиц на объекты кадастра; 2. Позволять государству эффективно проводить налоговую политику; 3. Обеспечивать оптимальное управление заданной территориальной зоной. В настоящее время Государственный кадастр недвижимости разделяется на учет, контроль и регистрацию. В тоже время, созданному Федеральному агентству кадастра объектов недвижимости переданы следующие функции: 1. Проведение территориального землеустройства; 2. Подготовку землеустроительных материалов для установления государственной границы РФ, субъектов РФ и муниципальных образований; 3. Выполнение технической инвентаризации объектов градостроительной деятельности; 4. Проведение Государственной кадастровой оценки земли; 5. Создание и ведение Государственного земельного кадастра, Государственного градостроительного кадастра и Государственного кадастра объектов недвижимости; 6. Государственный мониторинг земель в Российской Федерации; 7. Государственный земельный контроль. 10 1.3 Состав геодезических работ для кадастра Геодезические работы занимают в кадастре значительное место. Их состав зависит от назначения кадастра и степени его автоматизации. Однако в большинстве случаев работа ведется по следующей схеме. 1. Подготовительные работы. В процессе подготовительных работ собирают и анализируют следующие материалы: • проект землеустройства; • постановление административного органа об отводе земельного участка; • договора о купле-продаже или аренде земельного участка; • выписки из книги регистрации земельного участка; • чертеж границ или топографический план земельного участка; • схемы и списки координат пунктов государственной или местной геодезических сетей; • сведения об использовании земель. 2. Полевое обследование пунктов опорной геодезической сети. Выполняют с целью проверки сохранности пунктов и выбора наиболее выгодной технологии проведения геодезических работ. 3. Составление технического проекта. Геодезические работы выполняют по заранее составленному техническому проекту, который включает: текстовую часть, графические материалы и смету затрат. 4. Кадастровые съемки. В зависимости от назначения кадастра производят в тех же масштабах, теми же способами и с той же точностью что и топографические. Базовым является масштаб 1:500, наиболее широко используемым — 1:2000, обзорно-справочным — 1:10000 и мельче. На кадастровых картах и планах дополнительно изображают границы земельных участков, владений, сельскохозяйственных и других земельных угодий; кадастровые номера и наименования земельных участков; дают экспликацию (описание) категорий использования земель и других кадастровых сведений. Кадастровые карты и планы могут не содержать информацию о рельефе местности. 5.Установление и согласование границ земельных участков на местности. Границы земельных участков выносят на местность по координатам характерных точек от пунктов геодезического обоснования и закрепляют специальными межевыми знаками. В случае, когда границы каким-то образом закреплены ранее, определяют координаты закрепленных точек. Согласование установленных границ производят в присутствии представителя Государственной власти, владельцев или пользователей участка и участков, смежных с ним. 6. Определение площадей земельных участков. Площади земельных участков вычисляют в основном аналитическим методом по координатам межевых знаков. 11 7. Составление чертежей границ земельных участков. Чертежи границ земельных участков составляют в масштабе основного кадастрового плана (или крупнее) по результатам установления на местности и согласования границ. 8.Контроль и регистрация результатов кадастровых работ. Результаты кадастровых работ подлежат обязательному полевому контролю, так как в процессе его выполнения устраняются возможные ошибки и несогласованности, возникшие в процессе съемок, Кроме того, контролируют соблюдение требований технического задания и соответствующих инструкций на производство топографо-геодезических работ. Полученная в результате работ информация переносится в специальные реестры и отображается на кадастровых картах или планах. 9. Кадастровые съемки. Ведение базы данных. Для систематизации и управления большими объемами текстовой и графической кадастровой информации создается и ведется база данных. Ее наличие предусматривает не только хранение информации, но и оперативную выдачу ее потребителю. Кроме указанных работ геодезист участвует в планировании землепользования, оценке состояния и стоимости земель, в разрешении возникающих споров. 1 . 4 И с х о д на я о с н о в а д л я г е о д е з и ч е с к их р а б о т п р и кадастре Для проведения геодезических работ при кадастрах используется исходная основа, состоящая из геодезических сетей и топографических карт (планов). Геодезическая сеть представляет собой совокупность геодезических пунктов, расположенных и закрепленных на местности специальными центрами и геодезическими знаками. Геодезическая сеть подразделяется на государственную геодезическую сеть (ГГС), специальную геодезическую сеть (СГС) и геодезические съемочные сети. Все эти сети разделяются на плановые сети и высотные сети. Государственная геодезическая сеть является основой для проведения геодезических работ на всей территории страны. Она представляет собой структуру, в которую входят геодезические построения различных классов точности: фундаментальная астрономо-геодезическая сеть; высокоточная геодезическая сеть; спутниковая геодезическая сеть 1 класса; астрономо-геодезическая сеть и 2 геодезические сети сгущения. Высший уровень в структуре ГГС занимает фундаментальная астрономо-геодезическая сеть. На ее основе создаются остальные сети. Для геодезических работ, в основном, используются геодезические сети сгущения 12 3 и 4 классов точности. Плотность пунктов этих сетей составляет 1 пункт на 20 км2 (среднее расстояние между пунктами 3..6км). Точность положения пунктов характеризуется средней квадратической погрешностью не более 0,05 м. В случаях, когда такая точность и плотность не обеспечивает качественного выполнения геодезических работ, создается специальная геодезическая сеть в виде опорной межевой сети (ОМС). В городах для установления (восстановления) границ земельных участков как объектов недвижимости создают ОМС1, а в черте других поселений и на землях сельскохозяйственного назначения ОМС2, при этом плотность пунктов должна быть не менее: - четырех на 1км2 – в черте города (ОМС1); - двух на 1км2 – в черте других поселений (ОМС2); - четырех на один населенный пункт – в поселениях площадью менее 2км2; - на землях сельскохозяйственного назначения и других землях – число пунктов устанавливается на основе технического проекта. Средние квадратические погрешности взаимного положения пунктов не должны превышать для ОМС1 – 0,05м, ОМС2 – 0,10м. Геодезическую съемочную сеть или межевую съемочную сеть создают с целью сгущения ОМС для использования в качестве геодезической основы при геодезических работах. Точность положения и плотность точек межевой съемочной сети устанавливается заданием на проведение геодезических работ. Для первоначального изучения местности, рекогносцировки, обзорных целей, эскизных решений при геодезических работах используются топографические карты масштаба 1: 10 000, 1: 25 000, 1: 50 000, 1: 100 000 и аэрофотоснимки. Карты создаются в равноугольной поперечноцилиндрической проекции Гаусса – Крюгера. Высоты точек местности даны от уровня Балтийского моря, точнее, от нуля Кронштадского футштока. Топографические карты создаются по материалам аэрофотосъемки или по картографическим материалам более крупных масштабов. Точность карт характеризуется средней погрешностью в положении на карте местных предметов и контуров в равнинной и холмистой местности не более 0,5мм, в горных, высокогорных и пустынных районах – 0,75мм. Приведенные погрешности характеризуют положения контуров и местных предметов относительно пунктов геодезических сетей, но так как погрешности в положении этих пунктов малы, то можно считать, что указанные значения характеризуют абсолютные погрешности в положении контуров и местных предметов на карте. Средние погрешности высот, подписанных на карте, зависят от характера рельефа и могут достигать величин (в метрах), указанных в таблице 1. 13 Таблица 1 - Значения среднеквадратических погрешностей высот точек Местность Масштаб карты 1: 50000 2,5 3,0 5,0 1: 25000 0,8 1,6 2,5 Плоскоравнинная Равнинная и холмистая Горная 1: 100000 5,0 7,0 10,0 1 . 5 Т р е б о в а ни я к т о ч но с т и г е о д е з и ч е с к их р а б от При геодезических работах проводятся измерения, графические построения и аналитические расчеты, которые неизбежно сопровождаются погрешностями. Поэтому абсолютно точных геодезических работ не существует. Погрешности определения координат межевых знаков, поворотных точек земельных участков и дирекционных углов их сторон ведут к искажению размеров и форм участков, что приводит к сложностям в постановке на учет. В таблице 2 приведены требуемые значения средних квадратических погрешностей положения пунктов межевой съемочной сети (МСС), межевых знаков и характерных точек для различных земель. Таблица 2 – Точные и другие характеристики межевания земель Градация земель Средняя квадратическая погрешность взаимного положения пунктов (ОМЗ) не более (мм) 1 Земли поселений (города) 0,05 Средняя квадратическая погрешность положения межевых знаков относительно пунктов ГГС, ОМС (ОМЗ) не более (мм) 0,10 2 Земли промышленности и иного специального назначения 3 Земли сельскохозяйственного назначения (кроме земель, указанных в п. 2), земли особо охраняемых территорий и объектов 4 Земли лесного фонда, земли водного фонда, земли запаса Рекомендуе мые масштабы базовых кадастровы х карт и планов не менее 4 на 1 км2 1:1000 1:2000 1:2000 1:5000 0,05 0,20 не менее 4 на населенный пункт, дачный поселок, садоводческое товарищество То же 0,50 - - узловые точки 3х и более землевладений и землепользований 1:10000 1:25000 2 Земли поселений (поселки, сельские населенные пункты); земли, предоставленные для ведения личного подсобного хозяйства, садоводства, огородничества, дачного и жилищного строительства Плотность (густота) пунктов ГГС и ОМС (ОМЗ) То же То же 2,50 5,00 То же 1:25000 1:50000 Примечание. Базовые кадастровые карты являются исходными для создания кадастровых карт и планов земельного участка, села, поселка, сельского административного округа, административного района, города, республики, края, области. 14 Эти искажения ухудшают условия производственной деятельности сельскохозяйственных предприятий и нарушают их экономическую целесообразность. Точность выполнения геодезических работ зависит от взятой исходной основы, выбранного способа измерения, применяемого при этом геодезического прибора и квалификации исполнителя, а также от физикогеографических условий местности и погоды. Геодезические работы должны осуществляться в соответствии с заданием на их проведение, но так, чтобы обеспечивали точностные требования и экономическую целесообразность. Требования к точности геодезических работ различают в зависимости от хозяйственного значения участков, на которых они выполняются, и их особенностей. Из таблицы 2 следует, что более точно определяют положения межевых знаков и точек для земель поселений и промышленности. Менее точно для других земель. Приведенные погрешности необходимо учитывать при планировании, организации и проведении геодезических работ. Учет влияния погрешностей и выбора геодезического прибора для обеспечения необходимой точности можно показать следующим примером. Исполнитель при выносе в натуру проектных точек применяет способ полярных координат, т.е. положение проектной точки P получает путем построения проектного угла β и откладывании по полученному направлению проектного расстояния Д (рисунок 1). По заданию положение проектной точки должно характеризоваться среднеквадратической погрешностью не более 0,2м. Рисунок 1 - Схема определения положения точки Тогда, зная из теории погрешностей формулу вычисления среднеквадратической погрешности положения точки mp, при этом способе можно применить тот или иной прибор и соответствующую технологию геодезических работ. Контрольные вопросы 1. Какова цель геодезических работ при кадастре? 2. Какой состав геодезических работ для кадастра? 3. Что является основой для проведения геодезических работ? 15 4. Какие геодезические сети используются для выполнения земельнокадастровых геодезических работ? 5. В чем отличие геодезических сетей ОМС1, ОМС2 и МСС? 6. Каким образом следует учитывать точность геодезических земельнокадастровых геодезических работ? ЛЕКЦИЯ 2 СИСТЕМЫ КООРДИНАТ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ЗЕМЕЛЬНОКАДАСТРОВЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТАХ 2.1 С ис т е м а З е м л и» ( П З ) г е о д е з ич е с ких параметров «Параметры Для определения объектов на земной поверхности используют системы: пространственных прямоугольных координат; геодезических координат; плоских прямоугольных геодезических координат; нормальных высот. Эти системы координат связаны с системой геодезических параметров, называемой «Параметры Земли» (ПЗ). Она включает в себя: фундаментальные астрономические и геодезические постоянные; параметры общего земного эллипсоида; систему координат; характеристики модели гравитационного поля Земли; элементы трансформирования между ПЗ и национальной референцной системой координат. К системе ПЗ методологически обоснованно отнесены также детальные характеристики гравитационного поля в Мировом океане (высоты квазигеоида, аномалии силы тяжести и уклонения отвесных линий); карты высот квазигеоида над общим земным эллипсоидом и референц-эллипсоидом Красовского. Начальное положение координатных осей ПЗ устанавливали по результатам обширных многолетних астрономических и геодезических измерений и по мере их совершенствования на протяжении многих лет постоянно уточняли. В России введена (в 1990 годы) система «Параметры Земли», (ПЗ-90), в которой местоположение точек земной поверхности могут быть получены в системе пространственных прямоугольных или геодезических координат. Отличия в системах геодезических параметров ПЗ-90 и WGS- 84 объясняется использованием разных параметров земного эллипсоида и его ориентирования в теле земли. Таблица 3 – Основные характеристики параметров земных эллипсоидов следующие: Параметр Большая полуось α, м Знаменатель сжатия ПЗ-90 6 378 136 м 1: 298, 257839 WGS-84 6 378 137 м 1: 298, 257234 16 2.2 С ис т е м а г е о д е з ич е с ки х па р а м е т р о в Земли « М и р о в а я г е о д е з ич е с ка я с ис т е м а » М ГС - 8 4 ( W G S - 8 4 ) Теоретически система геодезических параметров Земли «Мировая геодезическая система», в дальнейшем названная «WGS-84», построена на таких же принципах, как и система ПЗ-90. Вместе с тем, между ними имеются существенные различия: взаимное несоответствие их начал координат и направлений координатных осей. Так, на рисунке 3 показаны две системы пространственных прямоугольных координат: первая Х1, Y1 и Z1 c началом в точке О1 и вторая Х2, Y2 и Z2 в точке О2. Рисунок - 3 Параметры связи двух пространственных систем прямоугольных координат Начало этих систем смещено относительно друг друга вдоль координатных осей на величины X0, Y0 и Z0. При этом координатные оси второй системы развёрнуты относительно первой на углы поворота ωх, ωy,ωz. Параметры Х0,Y0, Z0, ωx, ωy, ωz и коэффициент m (масштабный коэффициент), характеризующий соотношение масштабов двух систем, называют элементами трансформирования. Численные значения элементов трансформирования между системами координат равны: Х0=-1,08±0,2м; Y0=-0,27±0,2м; Z0=0,9±0,3м; ωх =0″; ωy=0″; ωz=(-0,16±0,01)″; m=(-0,12±0,6)- 10-6 2 . 3 П р о с т р а нс т в е нн ые пр ям о уг о л ь н ые ко о р д и на т ы За начало координат в этой системе принимают центр общего земного эллипсоида О, совпадающий с центром масс Земли (геоцентрическая система координат). Ось OZ располагается по полярной оси эллипсоида Р1ОР и направлена в Международное условное начало (МУН); ось ОХ - в плоскости экватора в меридиане РЕР1, который принимают за начальный; ось ОY- в плоскости экватора, но в меридиане РКР1, плоскость которого составляет с плоскостью начального меридиана угол 900. 17 Рисунок – 4 Пространственные прямоугольные координаты Положение точки Т поверхности эллипсоида в системе пространственных прямоугольных координат определяется координатами: абсциссой Хт=Т1Т2; ординатой Yт=ОТ2 и аппликатой Zт=ТТ1, что видно на рисунке 4. 2 .4 Ге о д е з ич е с ка я ( р е ф е р е н ц на я ) с ис т е м а ко о р д и на т Система референцных координат связана с конкретным референцэллипсоидом. Начало данной СК совпадает с центром референц-эллипсоида, положение которого не совпадает с центром масс Земли. Основными линиями этой системы являются меридианы и параллели. Начальным меридианом является гринвичский (нулевой) меридиан. Плоскость начального меридиана совпадает с плоскостью ZOX пространственной прямоугольной системы координат. Параллели лежат в плоскостях перпендикулярных малой оси эллипсоида. Линию пересечения эллипсоида с плоскостью, проходящей через центр эллипсоида и перпендикулярной малой оси, называют экватором. Положение точки относительно общеземного эллипсоида определяют её геодезические координаты: геодезическая широта В, геодезическая долгота L и геодезическая высота Н. Геодезическая широта В - острый угол, образованный нормалью к поверхности эллипсоида, проведённой через заданную точку на поверхности Земли и плоскостью экватора. Геодезической долготой L - называют двугранный угол между плоскостью гринвичского (начального) меридиана и плоскостью меридиана данной точки. Геодезической высотой Н является отрезок по нормали к эллипсоиду от точки, находящиеся на земной поверхности, до поверхности эллипсоида (рисунок 5) На рисунке 5 А- нормаль; PGP1-гринвичский меридиан. 18 Рисунок - 5 Геодезические координаты Геодезические широты бывают северные и южные и изменяются от 00 (на экваторе) до ±900 (на земных полюсах). Геодезические долготы бывают восточные и западные. Они изменяются от 00 на Гринвичском меридиане до1800 на его тихоокеанской ветви. 2 . 5 П л о с к ие п р я м о у г о л ь н ые г е о д е з ич е с к ие ко о р д и на т ы Для практического использования гораздо удобнее система плоских прямоугольных геодезических координат (в дальнейшем плоских прямоугольных координат). Такие координаты получают, если поверхность земного эллипсоида (референц-эллипсоида) изобразить на плоскости по соответствующим математическим правилам, т.е. в какой-либо картографической проекции. Пространственные прямоугольные координаты точки X,Y и Z связаны с её геодезическими координатами В, L и Н следующими соотношениями: X=(N+H) cos B cos L (1) Y=(N+H)cos B sin L (2) В РФ для перехода от геодезических координат (В;L) к плоским прямоугольным координатам (X,Y) используют поперечную цилиндрическую равноугольную картографическую проекцию, называемую проекцией Гаусса-Крюгера, а система координат в этой проекции – Единой государственной системой координат Российской Федерации. В основу проекций Гаусса - Крюгера положено разделение поверхности общего земного эллипсоида на шестиградусные зоны с помощью меридианов (рисунок 5). Зоны представляют собой двуугольники, имеют граничные меридианы, расположенные друг от друга на 60 по геодезической долготе (L) и осевой (средний) меридиан. Долгота осевого (среднего) меридиана определяется по формуле L0= 60 N -30 (3) где N-номер зоны. 19 Рисунок 6 - Принцип построения проекции Гаусса – Крюгера Каждую шестиградусную зону проектируют на плоскость и номеруют арабскими цифрами, начиная от гринвичского (начального) меридиана, с запада на восток. При проектировании осевой (средний) меридиан и экватор изображается на плоскости в виде прямых линий (рисунок 6), которые принимают за оси координат плоской прямоугольной системы координат. Ось ординат Y направлена на восток и совмещена с изображением линий экватора, ось абсцисс Х совмещена с изображением линии осевого меридиана и направлена на север. Положение точки относительно осей координат определяется координатой Х - удалением точки от осевого меридиана. Чтобы исключить из обращения отрицательные значения координаты Y ко всем координатам добавляют постоянное число 500 000м. Для указания координатной зоны нахождения точки, к координате Y слева приписывают номер зоны. В результате получают число, представляющее собой условную координату. Координаты Х точек на всей территории России положительны, их оставляют без изменения. 2 .6 Ме с т ны е с ис т е м ы ко о р д ина т ( МСК ) В целях ведения кадастра недвижимости на территории РФ, определения координат точек границ земельных участков применяют местные системы координат, которая задаётся в пределах кадастрового округа. Местная система плоских прямоугольных координат является системой плоских прямоугольных геодезических координат с местными координатами сетками проекции Гаусса. Осевой меридиан местной системы координат, как правило, не совпадает с осевым меридианом шестиградусной зоны, поэтому в определении местной системы координат указана проекция Гаусса, а не Гаусса-Крюгера. При разработке местных систем координат используют параметры эллипсоида Красовского и применяют Балтийскую систему высот. Местные системы координат имеют название. Названием системы может являться её номер, равный, на пример, коду (номеру) субъекта РФ или города, устанавливаемому в соответствии с «Общероссийским классификатором объектов административно - территориального деления». В каждой местной системе координат устанавливаются следующие параметры координатной сетки проекции Гаусса, называемые «ключом» МСК: 20 Долгота осевого меридиана первой зоны L0; Число координатных зон N; Угол поворота осей координат θ местной системы относительно государственной в точке местного начала координат; • Масштаб местной системы координат относительно плоской прямоугольной системы геодезических координат СК-45 или СК95; • Высота Н0 поверхности (плоскости) принятой за исходную, к которой приведены измерения и координаты в местной системе; • Референц-эллипсоид, к которому отнесены измерения в местной системе координат; • Соответствующие формулы преобразования плоских прямоугольных геодезических координат. Если в местной системе координат несколько координатных зон проекции Гаусса, то расстояние по долготе между соседними осевыми меридианами (ширина координатной зоны) составляет 30. Условное начало Х0 Y0 в местных системах координат выбирают так, чтобы координаты в пределах зоны были положительными. Каждая местная система координат имеет тесную связь с единой государственной системой плоских прямоугольных координат. • • • Контрольные вопросы 1.Что включает в себя система геодезических параметров, называемой «Параметры Земли»? 2. Какие величины являются геодезическими координатами? Покажите рисунком? 3. Какие величины являются плоскими прямоугольными координатами. Покажите рисунком. 4. В чем отличие пространственных прямоугольных координат и плоских прямоугольных геодезических координат? 5. Поясните устройство местной системы координат. 6. Какие параметры называют «ключом» местной системы координат? ЛЕКЦИЯ 3 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПЛОСКИХ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КООРДИНАТ ИЗ ОДНОЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ В ДРУГУЮ 3 . 1 Ц е л ь и с по с о б ы пр е о б р а з о в а ни я ко о р д ина т В практике геодезических работ приходится сталкиваться со случаями, когда точки границ земельного участка находятся в разных координатных зонах проекции Гаусса. 21 Ещё чаще встречаются случаи, когда при создании плана (карты) границ земельного участка используются планы (карты) других участков, составленные в разных местных системах координат. Местные системы координат могут иметь различные условные начала и углы поворота осей координат относительно государственной системы координат и относительно друг друга. Таким образом, наличие координатных зон, на которые делится земная поверхность при использовании плоских прямоугольных координат в проекции Гаусса, а также местных систем координат, приводит к необходимости преобразовывать эти координаты из системы одной зоны в систему другой зоны, т.е. из зоны в зону. Задача преобразования координат из зоны в зону состоит в том, что по данным координатам Х1, Y1 точки А в системе одной зоны (рисунок 7) требуется найти: координаты X2, Y2 той же точки А в системе другой зоны. Эта задача может решаться графическим и аналитическими способами. Рисунок 7 - Преобразование координат Способ преобразования координат по двум связующим точкам. Для применения данного способа две или более точки должны иметь ординаты в одной и другой системе координат. Такие точки называются связующими. Этот способ чаще всего применяется для преобразования координат из одной местной системы координат в другую. В основу способа положен перенос начала отчёта координат одной системы (точка О1) в начало отчёта другой системы (точка О2) с одновременным разворотом второй относительно первый угол Ө (рисунок 8) Рисунок 8 - Схема положения точки в разных системах координат 22 Такая задача решается в аналитической геометрии по следующим формулам: X2=X0+X1 cosӨ- У1sin Ө (4) Y2=Y0+Y1 cos Ө+X1 sin Ө; (5) где X0 и Y0 координата начала отчёта новой системы координат; Х1; Y1, X2, Y2- координаты точки в старой и новой системах координат; Ө-угол поворота осей координат. Задача по преобразованию координат из одной местной системы в другую может быть такой: имеются координаты n- точек в системе координат одной зоны, требуется определить координаты этих точек в системе координат другой зоны. Из всех n- точек две точки, например А и В которые являются связующими имеют координаты в одной и другой системах координат. Тогда, решив две обратные геодезические задачи для отрезка, координаты начальной 1 и конечной 2 точек которого заданы в старой системе координат; для этого же отрезка, но в новой системе координат. В результате решения этих задач получают соответствующие дирекционные углы α и горизонтального положения S, а именно: в старой системе координат – α1 и S1, а в новой – α2 и S2. Угол разворота θ вычисляют по формуле θ =α2-α1 (6) Находят масштабный множитель m=S2/S1 (7) а также коэффициенты К1= т cosθ и К2=т sinθ. Коэффициенты К1 и К2 являются значениями поправок в приращения координат за преобразование координат точек из одной системы координат в другую. Используя эти коэффициенты координаты других (n-2)точек. Преобразуются так для следующей после точки в координаты точки С будут: Xc′=XB′+(XC-XB)K1- (YC-YВ) К2 (8) (9) YC′=YВ′+(YC-YВ)К1+ (ХС-ХВ)К2 В этих формулах Хв, YВ; ХС, YС координаты точки В и С в системе координат исходной зоны, а ХВ′ YВ′; ХС; YC′ преобразованные координаты этих точек. Таким же образом осуществляется преобразование координат последующих точек. 3 .2 Гр а ф ич е с кий с по с о б пр е о б р а з о в а ни е ко о р д и на т Графический способ преобразование координат основан на использовании дополнительной сетки плоских прямоугольных координат. Такая сетка прямоугольных координат, точнее, выходы координатных линий смежной зоны (западной или восточной) имеется на картах в пределах 00 30′ полосы к востоку и западу от граничного меридиана зон. Задача нахождения координат точки в системе другой зоны сводится к нанесению на 23 карту этой точки по исходным координатам X1, Y1пользуясь основной сеткой прямоугольных координат, и затем определению координат этой точки в системе другой зоны (X2, Y2) пользуясь дополнительной сеткой. Считается, что точность преобразования координат характеризуются среднеквадратической погрешностью 0,2-0,3мм в масштабе карты, а такая точность не всегда отвечает требованиям нормы точности. В связи с этим, графический способ преобразования координат из одной плоской прямоугольной системы в другую следует применять для контроля преобразования аналитическими способами или на стадии эскизного проектирования земельных участков. 3 . 3 А на л ит ич е с к ие с по с о б ы п р е о б р а з о в а ни я п л о с к их п р ям о у г о л ь ных ко о р д ина т Способ, основанный на зависимости между геодезическими и плоскими прямоугольными координатами. Этот способ состоит в том, что, имея плоские прямоугольные координаты (X1;Y1) точки в одной зоне вычисляются её геодезические координаты (B; L). Затем с учѐтом разности долгот осевых меридианов соответствующих зон, используя найденные геодезические координаты (В; L′), вновь определяют плоские прямоугольные координаты (X2;Y2) точки, но в смежной зоне. Для 60-градусной зоне L′=L±60, значение широты в соответствии с проекцией Гаусса не изменяется. В этих случаях для описания положения точек берут системы координат обеих смежных зон. Упрощенные формулы перехода от геодезических координат точки к плоским прямоугольным координатам имеют вид: (10) (11) где Х- длина дуги меридиана от экватора до параллели данной точки; N- радиус кривизны поверхности эллипсоида; p - значение радиана; l=L-L0- разность долгот меридиана данной точки и осевого меридиана зоны; В -геодезическая широта точки. Значение величин входящих в эти формулы можно показать следующим рисунком (рисунок 9). 24 Рисунок 9 - Зависимость геодезических и плоских прямоугольных координат точки Для преобразования плоских прямоугольных координат из одной 6градусной зоны в другую могут применяться различные таблицы, в которых даны рекомендации по их применению. Контрольные вопросы 1. Какие причины вызывают необходимость выполнять преобразование координат? 2. На чем основан графический способ преобразование координат? 3. В каких случаях следует применять графический способ преобразование координат? 4. Какие аналитические способы преобразование координат существуют? 5. Каким образом можно преобразовать координаты из одной 6градусной зоны в другую? 6. Какие данные необходимо иметь, чтобы применить способ преобразования координат по связующим точкам. Какие величины необходимо вычислять для введения поправок в приращения координат? ЛЕКЦИЯ 4 ИСХОДНАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ОСНОВА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНО-КАДАСТРОВЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ 4 .1 . Го с у д а р с т в е н на я г е о д е з и ч е с ка я с е т ь Государственная геодезическая сеть (ГГС) представляет собой совокупность геодезических пунктов, расположенных равномерно по территории и закрепленных на местности специальными центрами, обеспечивающими их сохранность и устойчивость в плане и по высоте в течение длительного времени. В основном она предназначена для решения задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение: - создание и распространение государственной геодезической референцной системы координат на всей территории страны, поддержание ее 25 на уровне современности; - геодезического обеспечения картографирования страны и акваторий окружающих ее морей; - геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, строительства, разведки и освоения природных ресурсов; изучения геодинамических явлений, поверхности и гравитационного поля Земли; - обеспечения исходными геодезическими данными средств измерений, морской и аэрокосмической навигации, аэрокосмического мониторинга земель, природной и техногенной сред; - метрологического обеспечения высокоточных технических средств определения месторасположения ориентирования. ГГС включает в себя геодезические построения различных классов точности: - фундаментальную астрономо-геодезическую сеть; - высокоточную геодезическую сеть; - спутниковую геодезическую сеть 1 класса; - астрономо-геодезическую сеть и геодезические сети сгущения. Строят ее по принципу от общего к частному. Высший уровень в структуре ГГС — фундаментальная астрономо - геодезическая сеть (ФАГС). Она является исходной основой для распространения на территории страны общеземной геоцентрической системы координат. Для определения положения пунктов ФАГС в такой системе координат используют методы космической геодезии. Они обеспечивают высокую точность их взаимного положения. Например, положение пунктов ФАГС в общеземной системе координат характеризуется средней квадратической погрешностью не более 10... 15см, а средняя квадратическая погрешность взаимного положения пунктов ФАГС, удаленных один от другого на расстояние 650...1000 км, не должна превышать 1см в плане и 3см по высоте. Пункты ФАГС должны иметь нормальные высоты, для определения которых используют геометрическое нивелирование не ниже II класса точности. Высокоточная геодезическая сеть (ВГС) опирается на пункты ФАГС. Она представляет собой однородную по точности систему, пункты которой удалены один от другого на расстояние 150..300 км. С помощью пунктов ВГС распространяют на всю территорию страны общеземную систему координат, а также уточняют параметры взаимного ориентирования общеземной и референцной систем координат и решают некоторые другие задачи. Координаты пунктов ВГС относительно пунктов ФАГС определяют со средними квадратическими погрешностями, равными 1...2см в плановом положении и 3см по геодезической высоте. Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1) — третий уровень в структуре современной ГГС. Она представляет собой геодезическое построение, создаваемое в целях эффективного использования спутниковых 26 технологий при переводе геодезического обеспечения территории страны на спутниковые методы. Исходной основой для создания СГС-1 служат ближайшие пункты ФАГС и ВГС. СГС-1 в первую очередь создают в экономически развитых районах страны. Расстояние между пунктами СГС-1 в среднем составляет 25...35км. С учетом требований отраслей народного хозяйства плотность пунктов на отдельных территориях может быть увеличена, что обеспечит широкому кругу производителей работ оптимальные условия по применению ГЛОНАСС и GPS аппаратуры в производственной деятельности. Средние квадратические погрешности по каждой из плановых координат пунктов СГС-1 относительно ближайших пунктов ВГС не должны превышать 1см. Нормальные высоты этих же пунктов устанавливают, используя спутниковое, а также геометрическое нивелирование I...II классов. Астрономо-геодезическая сеть 1 и 2 классов (АГС) и геодезические сети сгущения 3 и 4 классов (ГСС) можно создавать как традиционными астрономо-геодезическими и геодезическими методами, так и с использованием спутниковых технологий. Средняя длина стороны в АГС обычно составляет 12км. Астрономо-геодезическая сеть задает на всей территории страны геодезическую референцную систему координат и распространяет с необходимой для практики плотностью пунктов общеземную систему координат. Геодезические сети сгущения 3 и 4 классов — главная плановая основа топографических съемок всего масштабного ряда. Исходной основой для их создания служат пункты АГС и СГС-1. Средняя длина сторон в ГСС 3 класса составляет 6км, а 4 класса — 3км. Точность взаимного положения смежных пунктов АГС и ГСС характеризуется средней квадратической погрешностью, не превышающей 5см. Положение пунктов ГГС определяют в двух системах геодезических координат: общеземной и референцией. Между ними установлена однозначная связь, обусловленная параметрами взаимного перехода — элементами ориентирования. Референцная система геодезических координат и элементы ее ориентирования относительно общеземной системы координат обязательны для использования на территории страны всеми ведомствами Российской Федерации. 4 .2 Го р о д с к ие с е т и и их кл а с с иф и к а ц и я Новая Концепция перехода топографо-геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений вызвала необходимость пересмотра традиционных подходов к вопросам реконструкции существующих и создания новых городских геодезических сетей. Целью реконструкции городских геодезических сетей является повышение точности координат сети, а также надежности определения параметров преобразования между общеземной геоцентрической координатной 27 системой, государственной и городской (местной) геодезической системами координат. Главной особенностью этих работ является необходимость сохранения городской системы координат, в которой ранее были выполнены крупномасштабные (1:500—1:2000) съемки городов, и одновременно с этим обеспечения высокой однородной точности городской геодезической сети для решения других топографо-геодезических задач (выполнения топографических съемок и топографо-геодезических изысканий, землеустройства, межевания и инвентаризации земель, инженерногеодезической подготовки объектов строительства и т.д.). В соответствии с основными инструктивными документами прошлых лет ранее созданные городские геодезические сети по точности взаимного положения пунктов подразделялись на классы и разряды. Работы по реконструкции городской геодезической сети, как правило, выполняют в два этапа. На первом этапе создают с максимально возможной точностью каркасную сеть (КС), в которую включают пункты городской триангуляции 1 - 3-го классов, узловые пункты полигонометрии 4-го класса и пункты высокоточных сетей специального назначения. На втором этапе с учетом полученных координат пунктов каркасной сети и параметров местной системы координат, обеспечивающих минимальные расхождения на совмещенных пунктах, выполняют сгущение городской сети. Согласно Руководству по созданию и реконструкции городских геодезических сетей структурная схема спутниковых измерений на территории городов включает следующие этапы: 1. Создание одного или нескольких исходных пунктов (ИП); 2. Спутниковые измерения на пунктах каркасной сети (КС); 3. Спутниковые измерения на пунктах спутниковой городской геодезической сети (СГГС-1), включая существующие пункты городской сети; 4. Совместная обработка измерений во вновь созданной и ранее выполненных сетях. 4 . 3 О по р на я м е ж е в а я с е т ь Для ведения государственного земельного и других кадастров можно создавать специальную геодезическую сеть, которую называют опорной межевой сетью (ОМС). Создают ее во всех случаях, когда точность и плотность пунктов государственных или иных геодезических сетей не удовлетворяет нормативно-техническим требованиям ведения государственного земельного кадастра, кадастра объектов недвижимости и др. Опорная межевая сеть является геодезической сетью специального назначения и предназначена: - для установления единой координатной основы на территориях кадастровых округов с целью ведения кадастра объектов недвижимости, 28 государственного реестра земель кадастрового округа (района); - мониторинга земель; создания земельных информационных систем и др.; - землеустройства с целью формирования рациональной системы землевладения и землепользования, межевания земельных участков; - обеспечения государственного земельного кадастра данными о количестве, качестве и месторасположении земель для установления их цены, платы за пользование, экономического стимулирования рационального землепользования; - разработки системы мероприятий по сохранению природных ландшафтов, восстановления и повышения плодородия почв, защиты земель от эрозии и др.; - инвентаризации земель различного назначения; - решения других вопросов государственного кадастра недвижимости, землеустройства и государственного мониторинга земель. Предусматривают создание опорных межевых сетей первого ОМС1 и второго ОМС2 классов, точность построения которых характеризуется средними квадратическими погрешностями взаимного положения смежных пунктов соответственно 5 и 10см. Опорную межевую сеть ОМС1, как правило, создают в городах для установления (восстановления) границ городской территории, границ земельных участков, а также определения месторасположения зданий и сооружений как объектов недвижимости, находящихся в собственности (пользовании) граждан или юридических лиц; ОМС2 — в черте других поселений для тех же целей; на землях сельскохозяйственного назначения и других землях для геодезического обеспечения межевания земельных участков, мониторинга и инвентаризации земель и др. Плотность пунктов опорной межевой сети должна обеспечивать необходимую точность последующих кадастровых, землеустроительных работ, а также мониторинга земель и определяется техническим проектом. При этом плотность пунктов на 1 км2 должна быть не менее: в черте города — 4-х пунктов; в черте других поселений — 2-х пунктов; на землях сельскохозяйственного назначения и других землях — принимают данные технического проекта. В сельских населенных пунктах, на землях садоводческих товариществ и т. п. плотность пунктов опорной межевой сети должна быть не менее 4-х пунктов на один населенный пункт. Опорную межевую сеть строят в следующем порядке: - планирование, рекогносцировка и техническое проектирование; - закладка центров пунктов ОМС и устройство знаков; - выполнение геодезических измерений; - полевые вычисления и контроль качества измерений; - математическая обработка результатов измерений; - составление каталога координат пунктов ОМС. 29 При техническом проектировании нужно предусмотреть применение наиболее надежных и экономных методов создания ОМС, которые обосновывают соответствующими расчетами. Пункты опорной межевой сети на местности закрепляют центрами, обеспечивающими их долговременную сохранность и устойчивость, как в плане, так и по высоте. Один из основных конструктивных элементов пункта геодезической сети — его центр, на котором обозначают метку к последней относят координаты пункта. Центр пункта должен обеспечивать: долговременную сохранность и неподвижность в плане и по высоте; легко опознаваться на местности. При проектировании опорных межевых сетей для центров пунктов подбирают их конструкцию, определяют технологию изготовления, глубину закладки, а также форму и его внешнее оформление. При этом для обеспечения неподвижности центров в течение продолжительного времени решающее значение имеет технически обоснованный выбор типа центра и места его закладки. Необходимо учитывать также природные факторы (глубинные, тектонические процессы, происходящие в земной коре, природные деформации и смещения грунта на основе карстов, оползней, просадки и т. п.), приводящие к деформации грунтовой среды и влияющие на стабильность положения центра. При построении опорной межевой сети конструкцию центра принято задавать его типом. Выбор конкретного типа в основном определяют физикогеографические условия района расположения геодезического пункта, характеристика грунта, глубина промерзания и протаивания грунта, водные условия в местах расположения пунктов, степень коррозии грунта и другие факторы. Выбор конструкции центров зависит от способности грунта поглощать и поднимать воду. Наилучшими для закладки центров являются скальные и песчаные грунты. Последние хорошо пропускают воду, обладают малой капиллярностью, а следовательно, не вызывают пучения грунта. Неблагоприятны для закладки центров глинистые грунты, обладающие большой поглощаемостью и капиллярностью. В некоторых глинах вода может подниматься до 2м. При поглощении воды грунт увеличивается в объеме. Такое же явление наблюдают при замерзании насыщенного водой грунта. При этом происходит пучение грунта. Устойчивость центров пунктов зависит также от сил морозного пучения. Исследованиями установлено, что сила морозного пучения представляет собой функцию от периметра знака и нормативной силы пучения, при этом сила морозного пучения нарастает с уменьшением глубины, достигая наибольшего значения у поверхности земли. При зонировании территории с целью установления подходящих для нее конкретных типов центров пунктов ОМС и определения глубин промерзания грунта, как правило, используют схематические карты глубин промерзания 30 грунтов. Сложные топографические, геологические, климатические условия и многие другие факторы очень часто заставляют отказываться от принятых типов центров геодезических пунктов и искать индивидуальные решения применительно к местным условиям. Одна из возможных конструкций центра пункта опорной межевой сети показана на рисунке 9. не менее 300мм Рисунок 10 – Конструкция центра пункта опорной межевой сети: 1 — марка; 2 — металлическая труба; 3 — отрезок арматурной проволоки; 4 — линия глубины промерзания грунта Центр представляет собой металлическую трубу диаметром 3...6см и толщиной стенок не менее 0,3см. Нижний конец трубы имеет заостренную форму. Ее длина должна быть такой, чтобы после установки марка была расположена над поверхностью земли не более чем на 50см, а нижний конец трубы после ее забивки в грунт должен был бы располагаться не менее чем на 300 мм ниже наибольшей глубины его промерзания. В нижней части трубы на расстоянии 5см от заостренного конца трубы имеются два противоположных отверстия, в которые при изготовлении знака вставляют отрезок арматурной проволоки диаметром 5...6 мм. До забивки центра выходящие (не более чем на 2см) из трубы концы этой арматуры располагают вдоль поверхности трубы. При забивке центра в грунт используют специальную вставку, которую до закрепления марки вставляют в верхний торец трубы. Ударяя, например, металлической кувалдой по вставке, вдавливают концы отрезка арматурной проволоки в грунт. Составной элемент пункта ОМС — марка с нанесенной меткой (просверленное отверстие, пропиленный крест, керн и т. п.). К метке относятся плоские прямоугольные координаты и высоты. На марке над меткой делают надпись «ОМС», а ниже ее наносят номер пункта опорной межевой сети, например надпись на марке пункта ОМС с номером 201 имеет вид: «ОМС 201». Для центра в виде металлической трубы надпись можно помещать на металлической пластине, приваренной к верхней части этого центра. Надписи наносят краской, устойчивой к атмосферным воздействиям, или делают насечку (гравирование). При развитии опорных геодезических сетей на застроенной территории, например в условиях города, в качестве центров пунктов удобно использовать, так называемые, стенные знаки, закрепляемые на зданиях и сооружениях, а также специальные марки, закладываемые на поверхностях в твердом покрытии (например, на поверхности бетонного основания дороги). 31 Пункты ОМС следует, по возможности, размещать на землях, находящихся в государственной или муниципальной собственности, к местам установки пунктов опорных межевых сетей подъезд или подход должны быть легко доступны, хорошо опознаваться на местности и обеспечивать долговременную сохранность их центров. На землях сельскохозяйственного назначения и в сельской местности центры, как правило, закладывают вблизи перекрестков улучшенных грунтовых дорог, опор линий электропередачи и связи, лесных полезащитных полос и т. п. Пункты ОМС закладывают на местности с письменного согласия: - городской, поселковой или сельской администрации, если они будут расположены на землях, находящихся в государственной или муниципальной собственности; - собственника, владельца, пользователя земельного участка, если они будут находиться на их земельных участках; - соответствующих министерств и ведомств и организаций, если они будут расположены на землях промышленности и иного специального назначения. Центры пунктов геодезических сетей из-за разных объективных и субъективных причин часто уничтожают. Государственный контроль над наличием и сохранностью пунктов опорных межевых сетей осуществляет соответствующая контрольная земельная служба. Государственные инспекторы по использованию и охране земель при выявлении их умышленных повреждений и уничтожении имеют право обращаться в органы внутренних дел за установлением личности граждан, виновных в нарушении земельного законодательства, и направлять в соответствующие органы материалы для привлечения их к ответственности. Плоские прямоугольные геодезические координаты пунктов ОМС главным образом определяют по наблюдениям ИСЗ ГЛОНАСС и GPS в режиме статика. Можно также использовать методы триангуляции, полигонометрии и их комбинации. Допускается определение координат пунктов ОМС2 фотограмметрическим методом, технология работ при этом должна регламентироваться техническим проектом с учетом требований к точности взаимного положения смежных пунктов ОМС. Высоты пунктов опорной межевой сети определяют в Балтийской системе высот с использованием результатов спутниковых измерений, а также геометрическим или тригонометрическим нивелированием в соответствии с техническим проектом производства геодезических работ. Каталоги координат пунктов ОМС составляют в местной системе координат в границах кадастрового округа Российской Федерации. Ведение каталогов, как правило, выполняют в электронном виде. При составлении каталога в традиционном виде к нему прилагается схема на топографической карте масштаба 1:200 000. В каталоге координат для каждого пункта ОМС указан его номер, название, класс и тип центра, а также плоские прямоугольные координаты, высоты центров. Номер пункта ОМС 32 устанавливают в границах кадастрового округа РФ в порядке возрастания. Название пункту ОМС присваивают по названию ближайшего населенного пункта или географического объекта. Плоские прямоугольные координаты пунктов ОМС записывают с округлением до 0,01м, высоты пунктов — до 0,1м. 4 . 4 Ме же в ы е с ъ е м о ч н ые с е т и Плотность пунктов опорной межевой сети, находящихся на территории проведения земельно-кадастровых геодезических работ, обычно недостаточна для выполнения межевания земельных участков, съемки объектов недвижимости, инвентаризации земель и др. Поэтому ОМС необходимо сгустить, построив так называемую межевую съемочную сеть (МСС). Межевую съемочную сеть — геодезическую съемочную сеть создают с целью сгущения ОМС для ее дальнейшего использования в качестве геодезической основы для определения плоских прямоугольных координат межевых знаков, а также других характерных точек объектов недвижимости. При построении МСС используют различные способы производства геодезических работ: полигонометрические (теодолитные) ходы, прямые и обратные угловые засечки, линейную засечку и лучевой способ. Технология этих работ и математическая обработка результатов геодезических измерений рассмотрены при изучении курса геодезии. При построении межевых съемочных сетей на землях поселений месторасположения центров пунктов часто закрепляют стенными знаками. Стенные знаки более долговечны, чем грунтовые, более экономичны и просты при закладке. По конструкции стенные знаки могут быть различными. Стенные знаки располагают на основных несущих элементах (стенах, надстройках и т. п.) кирпичных, каменных, бетонных и других зданий и сооружений, не имеющих видимых нарушений цокольной части. Стенной знак крепят на высоте 0,3...1,2 м от поверхности земли. Носителем координат стенного знака является отверстие диаметром 2мм, просверленное в головке знака. На диске знака должна быть размещена соответствующая надпись о принадлежности знака. Стенные знаки можно закладывать в цокольную часть зданий и сооружений как в единственном числе (одинарный стенной знак), так и парами (парные стенные знаки) на расстоянии друг от друга 10...20м. В последнем случае между ними измеряют расстояние стальной рулеткой с погрешностью не более 1мм. 4.5 Привязка межевых съемочных сетей к пунктам ОМС При создании опорной межевой сети с помощью навигационных спутниковых систем ее пункты стараются закрепить в местах, обеспечивающих широкий обзор небосвода. В качестве таких мест удобно использовать пункты, закрепляемые на крышах зданий, сооружений или 33 иных аналогичных местах. Допустим, что на территории поселения создана опорная межевая класса ОМС1. При этом часть пунктов данной сети закреплена на крыше зданий (сооружений). При использовании этих пунктов в качестве исходных при сгущении ОМС пунктами МСС может возникнуть необходимость решения так называемой задачи по передаче координат с вершины знака на землю. На местности, вблизи исходного пункта А (рисунок 11) на расстоянии от него не менее удвоенного значения высоты этого пункта над поверхностью земли, закрепляют определяемый пункт Р. Его месторасположение на местности выбирают таким образом, чтобы с него был дополнительно виден еще один (помимо пункта А) исходный пункт с известными координатами, например В (рисунок 11). При этом пункт В должен быть расположен как можно дальше от определяемого пункта, а также на местности закрепляют вспомогательную точку 1. Горизонтальное расстояние (базис) bp1 между определяемым пунктом и вспомогательной точкой должно быть не менее полуторного значения расстояния от определяемого пункта до исходного А. Для нахождения искомых плоских прямоугольных координат ХP, YP пункта P измеряют: базис bp1 между определяемым пунктом и вспомогательной точкой, горизонтальные углы β1 и β2 треугольника Р1А и угол βP (рисунок 11). Координаты пункта Р вычисляют как, так называемое «недоступное расстояние». Рисунок 11 - Схема передачи координат с вершины знака на землю Можно найти координаты пункта Р другим способом, например обратной угловой засечкой от исходных пунктов С, А и В. Для этого достаточно на определяемом пункте Р дополнительно измерить горизонтальный угол φ (рисунок 10) между направлениями на исходные пункты А и С. В этом случае измерение горизонтальных углов на пункте Р выполняют методом круговых приемов. Возможно, применение и других методов контроля определения искомых координат точки Р. Наиболее простой из них: решая обратную геодезическую задачу, находят дирекционный угол άРС направления PC, а затем вычисляют разность дирекционных углов (12) φ выч = άра - άрс. 34 После этого сравнивают измеренный горизонтальный угол φ с вычисленным его значением φ выч . Абсолютное расхождение измеренного и вычисленного значений этих углов не должно превышать значения, равного 3mβ (где mβ — средняя квадратическая погрешность измерения горизонтального угла). Точность определения положения пункта методом снесения координат с вершины знака на землю зависит от схемы соответствующего геодезического построения. При прочих равных условиях необходимо: - построить по возможности равносторонний вспомогательный треугольник 1АР; - выбрать такое положение пункта Р, чтобы угол βР (рисунок 11) был бы близок к прямому (линия АР должна быть примерно перпендикулярна линии РВ). Привязка теодолитного хода к одинарному стенному знаку С1 может быть осуществлена следующим образом. 1.Устанавливают теодолит на местности в удобном для дальнейшей работы месте против одинарного стенного знака С1 (Х1, У1) но не менее чем в 20 м от него, например над точкой Н (рисунок 12). С точки Н должны быть видны еще два пункта с известными координатами, например стенной знак С2 (Х2, Y2) и пункт ОМС, обозначенный через А (ХА, YA). 2. Измеряют горизонтальное расстояние b от теодолита до стенного знака С1, горизонтальные углы φ, βА и угол θ (между направлением на самый удаленный от начальной точки Н исходный пункт С2 и направлением на точку 1 хода). 3. Вычисляют два горизонтальных угла (λ1 и λ2), которые отсчитывают по ходу часовой стрелки от направления с определяемой точки Н на стенной знак С1: λ1 = φ, λ2 = φ + βA + θ. (13) Рисунок 12 - Схема привязки полигонометрического (теодолитного) хода к одинарному стенному знаку 4. Вычисляют по плоским прямоугольным координатам исходных пунктов С1, С2 и А (соответственно Х1, Y1, Х2, Y2 и ХА, YА) и двум углам (λ1 и λ 2) по формулам обратной угловой засечки координаты ХН и YН начальной точки Н. 35 5. Контролируют измерения по формуле: bвыч= √ (X1 – XH)2 + (Y1-YH)2 (14) вычисляя горизонтальное проложение между стенным знаком и определяемой точкой, которое сравнивают с его измеренным значением. Если измерение углов выполнено со средней квадратической погрешностью, не превышающей 5" (например, теодолитом типа ЗТ5К), а расстояние b — компарированной рулеткой с миллиметровыми делениями, то абсолютное значение разности ∆b = bвыч — b не должно превышать 2см. Далее выполняют ориентирование теодолитного хода обычным способом, вычисляя дирекционный угол άН1 начальной линии Н1. Контрольные вопросы 1. Что представляет собой государственная геодезическая сеть? 2. Какие геодезические построения включает в себя ГГС? 3. Что представляет собой опорная межевая сеть? 4. Каков порядок построения ОМС? 5. Что представляет собой пункт опорной межевой сети? 6. На каких землях рекомендуется размещать пункты ОМС? 7. Какие сведения приводят в каталоге координат пунктов опорной межевой сети? 8. Для чего создают межевые съемочные сети? 9. Схема решения задачи по передаче координат с вершины знака на землю. 10. Как закрепляют на местности месторасположение стенных знаков? 11. По какой схеме осуществляют привязку ходов межевой съемочной сети к одинарным пунктам ОМС? 12. Как контролируют измерения при привязке к одинарным стенным знакам? ЛЕКЦИЯ 5 ПРИМЕНЕНИЕ ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ПУНКТОВ 5.1 Спутниковые справка системы. Краткая историческая Появление искусственных спутников Земли (ИСЗ) внесло масштабные перемены в методы геодезии и позволило значительно повысить точность определения местоположения точек и объектов на поверхности Земли. 36 Идея использования космических аппаратов для навигации подвижных объектов начала развиваться после запуска в СССР в 1957 году первого ИСЗ. К первому поколению спутниковых систем позиционирования до 70-х годов относят системы «Цикада» и «Transit». В 1963 году начались работы по построению первой советской низкоорбитальной навигационной спутниковой системы «Цикада». В 1967 году на орбиту был выведен первый отечественный навигационный спутник «Космос-192». Для радионавигационных спутниковых систем первого поколения характерным является применение низкоорбитальных ИСЗ и использование для измерения навигационных параметров объекта сигнала одного, видимого в данный момент спутника. В 1964 году в США была создана доплеровская спутниковая радионавигационная система первого поколения «Transit», предназначенная для навигационного обеспечения пуска с подводных лодок баллистических ракет. В 1967 году эта система была предоставлена для коммерческого использования, число ее гражданских потребителей быстро превысило число военных. Координаты потребителя рассчитывались на основе приема и выделения доплеровского сдвига частоты передатчика одного из 6-7 космических аппаратов, который мог находиться в поле видимости в течении примерно 40 минут. Эти системы обеспечивали точность получения координат 50-100 м и отличались малой оперативностью: для достижения высокой точности требовались несколько прохождений ИСЗ в «Поле зрения» приемника, при этом перерывы между прохождениями спутников составляли полтора часа. Это послужило основанием для разработки систем второго поколения – глобальных спутниковых систем. 5 . 2 Гл о б а л ь н ые с пу т н и ко в ы е с и с т е м ы В настоящее время в мире существуют три глобальные системы. GPS (Global Positioning System) – глобальная система позиционирования (первоначально называлась Navstar) находится в ведении Минобороны США. Запуск спутников первого блока осуществлен в 1978 году, эксплуатируется с 1995 года. До недавнего времени система была открыта для гражданского пользования только в режиме пониженной точности, для режима высокой точности требовался санкционированный доступ. В 2000 году это ограничение снято, и сейчас GPS открыта для всех и в режиме высокой точности. ГЛОНАСС – Глобальная навигационная спутниковая система, ее разработки начаты в СССР в 1970 г. В 1982 году выведены на орбиты ее первые спутники, в 1993 году система принята в эксплуатацию Минобороны РФ. В 1996 году система развернута полностью. Повышенная точность доступна военным, режим стандартной (пониженной) точности – гражданским пользователям. В связи с отсутствием финансирования система 37 пришла в упадок, но в настоящее время ведется активная работа по ее восстановлению. В 1999 году Европейский парламент поддержал решение Европейского космического агентства о создании нового поколения спутниковой системы Galileo, которая будет включать 30 спутников (из них 3 резервных), расположенных на высоте 23200 км и вращаются в трех орбитальных плоскостях, наклоненных на 56° к плоскости экватора. Таким образом, с учетом спутников GPS и ГЛОНАСС в распоряжении пользователей будет 80 космических аппаратов, покрывающих весь земной шар. Глобальные спутниковые системы состоят из трех секторов (сегментов) (рисунок 13): космического сектора, наземного сектора управления и контроля и сектора пользователя. Рисунок 13 - Структура глобальной спутниковой системы Космический сектор – совокупность входящих с систему спутников (орбитальная группировка), вращающихся вокруг Земли на определенных орбитах. Размеры и форма эллиптической орбиты определяются размером ее большой полуоси а и эксцентриситета е. В системе GPS большая полуось и эксцентриситет примерно равны 26560 км и 0,001 соответственно. Положение плоскости орбиты относительно экваториальной плоскости (рисунок 13) характеризуют: долгота восходящего узла Ω, аргумент перигея ω и угол i наклона плоскости орбиты к плоскости экватора. Для системы GPS: ω=80°, i=55°. Положение ИСЗ на орбите описывает радиус-вектор ρ, который определяют по формуле: ρ = P /(1 + e ⋅ cosυ ), (15) 38 где; е – эксцентриситет орбиты; υ – истинная аномалия (выражается в градусной мере). Рисунок 14 - Основные элементы орбиты ИСЗ Составляющие радиуса-вектора (его пространственные инерциальные геоцентрические прямоугольные координаты xC, yC, zC) имеют следующий вид: xC = ρ (cos Ω cos U − sin Ω sin U cos i ); y C = ρ (sin Ω cos U − cos Ω sin U cos i ); z C = ρ sin U sin i, где – U = ω + u аргумент широты. (16) При невозмущенном движении ИСЗ названные параметры Ω, i, ω, ρ и е постоянны и не меняются при движении спутника по орбите. При этом истинная аномалия υ характеризует положение спутника на орбите в определенный момент времени, называемый «эпохой». В GPS ИСЗ размещены на шести орбитальных плоскостях по четыре спутника в каждой (рисунок 14), высота орбиты 20145 км, восходящие узлы орбит в GPS расположены примерно по экватору и отстоят друг от друга по долготе на 60° на восток. В ГЛОНАСС на трех орбитальных плоскостях должны вращаться равномерно расположенные на каждой орбите 24 ИСЗ (рисунок 15), тип орбиты круговой, высота орбиты 19100 км, наклон орбиты 64,8°, период обращения – примерно 12 часов. Рисунок 15 - Созвездие ИСЗ систем GPS и ГЛОНАСС 39 При невозмущенном движении ИСЗ параметры орбиты в каждый фиксированный момент времени постоянны и не меняются при движении спутника по орбите. Пространственное положение ИСЗ характеризуют его бортовые эфемериды, включающие в себя пространственные прямоугольные координаты (WGS-84 – для GPS и ПЗ-90 – для ГЛОНАСС) на определенный момент времени tk (на определенный эпоху). Бортовые эфемериды вырабатываются в результате обработки измерений, выполняемых Сектором управления и контроля (рисунок 13), состоящем из станции слежения, службы точного времени, главной станции с вычислительным центром и станции загрузки информации на спутники. По результатам соответствующих измерений бортовые эфемериды загружаются на ИСЗ раз в сутки. При этом влияние погрешностей эфемерид (неточность определения параметров орбит, непрогнозируемые смещения ИСЗ и т.д.) на точность абсолютного положения определяемых пунктов не превышает для ГЛОНАСС – 9,2 м, и системы GPS – 1 м. ИСЗ движется по орбите в некоторой шкале времени. В ГНСС используют следующее время: всемирное (гринвичское среднее солнечное); всемирное координированное; поясное; местное декретное и летнее. Всемирное время UT содержит год, месяц, число, час, минуту и секунду. При этом первые три величины (год, месяц и число) отсчитывают по Григорианскому календарю, час, минуту и секунду – по местному среднему времени на гринвичском меридиане. Всемирное время измеряют часовым углом среднего Солнца относительно гринвичского меридиана, увеличенного на 12 часов. Всемирное координированное время UTC измеряют по атомным часам и передают по радиовещательным сетям, используют в повседневной жизни. Поясное время ZT также содержит год, месяц и число. Часы, минуты и секунды в поясном времени соответствуют местному среднему времени основного (центрального) географического меридиана определенного часового пояса, значение которого вычисляют по формуле: ZT = UTC + Δn, (17) где Δn – номер часового пояса. Поясное время введено в России с 1919 года. При этом поверхность Земли была разделена на 24 часовых пояса, центральные меридианы которых отличаются по долготе на 15° (1 час). Например, для Москвы Δn=2. Местное декретное время отличается от поясного времени на декретную добавку Δtдкр, устанавливаемую для каждого региона законодательным порядком. В России в качестве местного декретного времени действует летнее время tл, которое действует ежегодно с 2 часов ночи последнего воскресенья марта до 3 часов ночи последнего воскресенья сентября, когда вводят зимнее время tзим = ZT + 1 час. (18) 40 В GPS используют шкалу времени, привязанную к шкале UTC/ При этом в системе имеется свой недельный календарь, в котором номер недели отсчитывается с ночи с 5-е на 6-е января 1980 г. ГЛОНАСС привязана к шкале Государственного эталона частоты и времени России UTC (SU). Принцип определения местоположения с помощью ГНСС предусматривает измерение расстояний (дальностей) между ИСЗ и фазовым центром антенны приемника спутниковых сигналов, установленного на определяемой точке местности. С целью реализации данного принципа каждый ИСЗ излучает радиосигналы, структура которых для системы GPS показана на рисунок 16. Рисунок 16 - Структура радиосигнала системы GPS В радиолинии частотного диапазона L1 спутники системы GPS одновременно излучают кодовые последовательности стандартной (P-код) и высокой (C/A-код) точности. Также излучается несущий электромагнитный сигнал частотой L2. При необходимости C/A-код может быть отключен. В системе GPS все спутники работают на одних и тех же частотах, но каждый имеет свой код. В ГЛОНАСС каждый спутник работает на собственной частоте. Разделение сигналов частотное. Так же, как и в GPS, несущие сигналы обозначают как L1 и L2, а P-коду соответствует ВТ-код (код высокой точности) и СТ-код (код стандартной точности). Одновременно с измерительными сигналами с ИСЗ передается хранящаяся на нем, т.н., оперативная и неоперативная информация, сформированная в виде кадра навигационного сообщения. Оперативная информация содержит: эфемериды ИСЗ (три пространственных прямоугольных координаты X, Y, Z, три составляющих скорости ИСЗ и три составляющих ускорения); метку времени; сдвиг шкалы времени ИСЗ относительно шкалы времени всей системы и другие сведения. Неоперативную информацию образует альманах системы, содержащий параметры орбит всех спутников системы и другие сведения. Полный кадр систем ГЛОНАСС и GPS передается в течении 10-12 минут. 41 Сектор пользователя (потребителя) включает в себя спутниковые приемники, число которых не ограничено, а также комплекс камеральной обработки измерений. Обработку сигналов выполняют с целью выработки необходимой потребителям информации (пространственно-временных координат, направления и скорости, пространственной ориентации и т.д.). Упрощенная структурная схема приемника спутниковых сигналов показана на рисунок 17. Приемное устройство выполняет функции супергетеродинного приемника, а также первичную обработку сигналов. Соответствующие сигналы поступают в блок поиска и измерения. После завершения поиска происходит захват сигнала, который поступает в вычислительный блок. По указаниям наблюдателя результаты соответствующей обработки, как правило, могут быть отражены на дисплее. Рисунок 17 - Структурная схема приемника спутниковых сигналов Выделяют три модификации приемников. Приемники первого класса предназначены для быстрых навигационных определений координат, такие приемники удобно использовать при рекогносцировке, выносе в натуру и съемке объектов с небольшой точностью. Приемники второго класса предназначены для определения положения движущихся объектов. Приемники третьего класса являются приемниками геодезического назначения, в них имеется многоканальный блок, осуществляющий слежение одновременно за сигналами нескольких ИСЗ (до 12 и более). Внутренняя память приемника до 100 Мб и более. Приемники оснащены портами для интеграции с другой аппаратурой, в том числе ПЭВМ. Значительный практический интерес представляют собой совмещенные GPS/ГЛОНАСС приемники. В общем случае приемники геодезического назначения выполняют следующие функции: генерация местной шкалы времени (местных эталонных колебаний); поиск, усиление и разделение сигналов, принадлежащих различным ИСЗ; фильтрация сигналов; выделение из сигналов меток времени и псевдослучайных последовательностей; слежение за частотой, фазой, кодовыми сигналами, измерение псевдодальностей до каждого ИСЗ; прием установочных параметров и маркеров, фиксирующих 42 внешние события; выполнение различных оперативных расчетов; выдача в форме индикации на дисплее контроллера соответствующей информации об установочных указаниях и параметрах, результаты измерений, например в форме геодезических координат, о наличии и состоянии участвующих в радиосеансе ИСЗ и др.; прием поправок в псевдодальности от внешнего передающего устройства; передача результатов спутниковых наблюдений на другие радиоприемные устройства, в том числе телефон сотовой связи; хранение принятой информации. Конструктивно приемники, как правило, выделены в виде отдельных или совмещенных блоков, которые содержат антенное устройство, контроллер (мини-ЭВМ с клавиатурой) и аккумуляторы. Часто приемники имеют встроенный радиомодем, с помощью которого в реальном времени можно передать или принять по каналам связи необходимую информацию. Выбор конкретного вида приемника для проведения земельно-кадастровых геодезических работ, прежде всего, зависит от необходимой точности определения положения объектов. Общий вид приемника спутниковых сигналов, включающего антенное устройство, собственно приемник и контроллер показан на рисунке 18. Одночастотный GPS приемник Trimble 5700 Двухчастотный GPS приемник Trimble 5700 L1/L2 Рисунок 18 - Приемники спутниковых сигналов 1 – антенна; 2 – контроллер Выбор конкретного типа приемника спутниковых сигналов для проведения земельно-кадастровых геодезических работ зависит, прежде всего, от необходимой точности определения положения объектов Например, при создании и развитии опорной межевой сети первого класса (ОМС 1) спутниковые приемники, помимо кодовых сигналов, должны принимать сигналы навигационных искусственных спутников земли на частотах L1 и L2. При развитии сети второго класса (ОМС 2), а также при межевании земельных участков разрешается использование одночастотных приемников, работающих, помимо кодовых сигналов, только на частоте L1. 43 5 .3 П р ин ц и пы о п р е д е л е н и я м е с т о по л о же н ия пу нкт о в и з с пу т н и ко в ых о п р е д е л е н и й Для определения местоположения на земной поверхности измеряют расстояние между наземным пунктом и спутником и скорость изменения этого расстояния при прохождении спутника. Расстояния рассчитывают исходя из времени, которое затрачивает электромагнитный сигнал на прохождение пути от спутника до приемника при условии, что скорость распространения сигнала известна. Скорость изменения расстояния от спутника до приемника определяется по частоте наблюдаемого доплеровского сдвига частоты - изменение частоты сигнала, поступающего со спутника. Вводятся поправки за атмосферную задержку сигнала и рефракцию. Основной принцип спутниковых определений – использование трилатерации, т.е. измерений расстояний до спутников, являющихся точками отсчета для вычисления координат на Земле. Если измерять расстояние до одного спутника с известными координатами, местоположение определяемой точки должно быть на воображаемой сфере с центром на этом спутнике и радиусом R, равным измеряемому расстоянию S1 (рисунок 19 (а)) Когда одновременно измеряется расстояние S2 до второго спутника, то область поиска сократится, т.к. местоположение определяемой точки будет находится на линии пересечения двух сфер с радиусами S1 и S2, т.е. на окружности (рисунок 19 (б)). В случае измерения расстояния S3 до третьего спутника, возможное местоположение определяется двумя точками пересечения окружности со сферой радиуса S3 (рисунок 19 (в)). Рисунок 19 - Определение местоположения точки а) по одному спутнику с известными координатами; б) по двумя спутникам; в) по трем спутникам Для того чтобы определить истинное положение из этих двух точек можно измерить расстояние S4 до четвертого спутника. Различные методы наблюдений позволяют определять абсолютное и относительное положения объектов на земной поверхности. При определении абсолютного положения используется не менее трех спутников. Чтобы компенсировать разницу в точности определения времени по часам, установленным на борту спутников и на наземной станции, обычно требуется четвертый спутник. Определение относительного положения пункта на земной поверхности требует 44 одновременного наблюдения с четырех и более спутников с двух (или более) наземных станций. Для определения координат точек на земной поверхности в геоцентрической системе необходимо знать элементы орбит спутников в этой же системе, т.к. любые погрешности могут быть уменьшены путем осреднения наблюдаемых величин за несколько дней, недель или месяцев. Часть систематических погрешностей в расчетах элементов орбиты примерно в одинаковой степени вносит искажения при определении всех точек, и поэтому при определении их взаимного положения компенсируется. Вследствие этого относительные положения точек на земной поверхности обычно определяется с большой точностью. В зависимости от числа одновременно работающих принимающих станций и одновременно наблюдаемых спутников можно получать определенные различия между принимаемым и передаваемым сигналами; это позволяет исключить влияние неизвестных факторов. В спутниковых методах определения местоположения измерение расстояний до спутников осуществляется по измерениям времени прохождения радиосигнала от космического аппарата до приемника. При этом передающее устройство размещено на спутнике, а приемник – на определяемой точке. Радиосигнал проходит измеряемое расстояние S от спутника (передатчика) до приемника на время x. Время излучения и время приема данного сигнала точно определяют синхронизированными часами, расположенными на спутнике и на определяемой точки. При этом измеряемое расстояние определяют по формуле: S = υτ . (19) Т.к. скорость υ радиоволны составляет около 300000 км/с, то для обеспечения геодезической точности измерений необходимо измерять время с точностью 10-10-10-12 с. Главной трудностью при измерении времени распространения радиосигнала является точное выделение момента времени, в который сигнал передан со спутника. Для обеспечения высокой точности измерений синхронизируют опорные генераторы спутника и приемника. В светодальномерных и радиодальномерных измерений используются импульсные и фазовые методы измерения расстояний, а также их сочетания. Эти же методы используются в спутниковых дальномерных измерениях. При этом широко используются кодированные сигналы. 5 .3 .1 Пр о с т р а н с т в е н н а я ли н е й н а я з а с е ч к а Исходные данные при определении пространственных прямоугольных координат пункта по результатам спутниковых наблюдений: массив пространственных прямоугольных координат четырех навигационных ИСЗ; результаты синхронных одномоментных измерений дальностей между фазовым центром антенны приемника, установленного на пункте, и соответствующим ИСЗ. 45 Пусть на некоторый момент времени заданы пространственные прямоугольные координаты X1, Y1, Z1 первого ИСЗ (рисунок 19). Для определения пространственных прямоугольных координат XP, YP, ZP пункта P измеряют расстояние R1 между определяемым пунктом и ИСЗ. Рисунок 20 - Пространственная линейная засечка Из рисунка следует, что где R12 = ∆X 12− P + ∆Y1−2 P + ∆Z 12− P , ∆X 1− P = X P − X И 1 ; ∆Y1С − P = YP З− YИ (20) 1 ; ∆Z 1С − P = Z PЗ − Z И 1 . В уравнении (1) имеем три неизвестных параметра – пространственные прямоугольные координаты определяемого пункта: XP, YP и ZP. Допустим, что одновременно с расстоянием R1 измерены также расстояния R2 и R3 между определяемым пунктом и еще двумя ИСЗ с известными (заданными) координатами. По результатам этих измерений по аналогии с уравнением (1), можно написать соответствующие выражения для расстояний R2 и R3. Будем иметь систему уравнений, в которой число уравнений и число неизвестных равны между собой (три уравнения с тремя неизвестными): R1− P = ∆X 12− P + ∆Y1−2 P + ∆Z 12− P ; R2− P = ∆X 22− P + ∆Y22− P + ∆Z 22− P ; R3− P = ∆X 2 3− P + ∆Y 2 3− P + ∆Z 2 3− P (21) . В этой системе уравнений три неизвестных – пространственные прямоугольные координаты определяемого пункта. Следовательно, решая данную систему, можно вычислить координаты XP, YP и ZP, т.е. определить абсолютное положение пункта. Рассмотренное геометрическое построение называют пространственной линейной засечкой (ПЛЗ). 5 . 3 . 2 . Пс е в д о д а ль н о с т ь На практике метод ПЛЗ реализуют при спутниковых наблюдениях, измеряя не расстояния до ИСЗ, а т.н. псевдодальности. Последние 46 отличаются от принятого понятия дальность на некоторую неизвестную, но постоянную на данный момент спутниковых наблюдений ΔD, обусловленную расхождением шкал времени ИСЗ и приемника. Следовательно, при измерении абсолютного положения число неизвестных будет не три, а четыре (XP, YP, ZP и ΔD). Отсюда следует, что для установления абсолютного положения пунктов на земной поверхности необходимо провести соответствующие наблюдения до четырех ИСЗ. Поясним более подробно понятие псевдодальность. При радиотехнических измерениях расстояние характеризуется временем распространения сигнала от излучателя до приемника. В случае когда излучатель и приемник находятся в разных точках пространства, измерение расстояния возможно только при строгой идентичности и синхронности шкал времени передатчика и приемника. Тогда время распространения сигнала от передатчика до приемника определяется как временной интервал между моментом излучения сигнала (временной метки), передаваемым передатчиком в составе соответствующей цифровой информации, и моментом его приема, отсчитываемым по шкале времени приемника. В ГНСС указанные условия выполняются только в части, относящейся к навигационным спутникам, бортовые шкалы времени (БШВ) которые формируются бортовыми (атомными) эталонами частоты, синхронизированными с системной шкалой времени (СШВ), вырабатываемой в системах контроля и управления ГНСС и связанными с национальными стандартами частоты. Для синхронизации БШВ и СШВ в системах контроля и управления ГНСС предусмотрена соответствующая сверка БШВ и СШВ. При необходимости проводят соответствующую синхронизацию <IC и СШВ с точностью до десятков наносекунд. Шкала времени в приемниках (IDG) задается в момент включения приемника, вырабатывается с помощью соответствующего кварцевого опорного генератора и формируется автономно. Следовательно, шкала времени потребителя имеет случайное начальное расхождение с системной шкалой времени. Имеет место также последующий уход IDG в процессе измерений относительно бортовой шкалы времени спутника, а следовательно, и системной шкалы времени. При этом разность между приемом метки времени, отсчитанной по шкале времени потребителя, и моментом ее излучения по системной шкале времени дает совокупное значение времени распространения сигнала и расхождения шкалы времени приемника со шкалой системного времени на момент измерения (рисунок 21). 47 Рисунок 21 - К понятию псевдодальности Т.о., псевдодальностью ρij между j-м приемником и i-м ИСЗ называют величину ρ ij = C ⋅ τ ij , (22) где С – скорость распространения сигнала от ИСЗ до приемника; τij – временной интервал между моментом излучения сигнала, определяемый в системной шкале времени, и моментом его приема, отсчитанным в бортовой шкале времени приемника. Псевдодальность ρ отличается от истинной дальности D на (23) ∆Di j = C∆τ ij , где τ ij - соответствующее расхождение шкал времени. Если приемник работает на нескольких каналах, т.е. принимает сигналы от нескольких ИСЗ одновременно, то составляющая псевдодальности ΔD, определяемая расхождением временных шкал, будет одинаковой для всех каналов, а разность псевдодальностей, полученных в любой паре каналов приемника (от любой пары ИСЗ), - равна разности истинных дальностей от приемника до соответствующих ИСЗ на момент приема сигналов. Точность определения положения с помощью ПЛЗ зависит как от точности измерения соответствующих расстояний, так и от геометрии засечки. Эта точность зависит от геометрического фактора (ГФ) – отношения стандартов погрешностей определения местоположения Mt и измерения расстояний (псевдодальностей) mR между ИСЗ и определяемой точкой на земной поверхности, т.е. ГФ = Mt . mR (24) Различают: ГФ, характеризующий суммарное влияние геометрии построения на точность определения планового положения пункта ГФН; ГФ, характеризующий суммарное влияние геометрии построения на точность определения абсциссы пункта – ГФX; аналогично – ГФY; и ГФV – по высоте. 48 5 . 4 П р и н ц ип ы о пр е д е л е н ия о т н о с ит е л ь но г о по л о же ни я п у н кт о в . О пр е д е л е н ие о т но с ит е л ь но г о положения п у н кт о в по ч е ты р е м И СЗ При проведении земельно-кадастровых геодезических работ к точности определения планового взаимного (относительного) положения пунктов предъявляют довольно жесткие требования. Понятие относительное положение пунктов можно рассматривать по-разному. Пусть измерены пространственные прямоугольные координаты двух пунктов P1 и P2 (рисунок 22 (а)), тем самым определены радиус векторы rP1 и rP2 и их векторная сумма – rP1-P2. Если в качестве параметра, характеризующего взаимное положения пунктов выбрать вектор rP1-P2, то точность взаимного положения пунктов будет зависеть от точности определения пространственного положения каждого из них. Рисунок 22 - Относительное положение пункта Дадим другое определение. Совместим начало условной пространственной прямоугольной системы координат с одним из пунктов P1 (опорным пунктом), координаты которого известны (заданы). Положение второго пункта P2 относительно опорного определим как функцию разностей (приращений) координат ΔX, ΔY и ΔZ в принятой системе координат. Таких функций может быть бесчисленное множество. Остановимся на одной из них – расстоянии b (рисунок 22 (б)) между пунктами – базовой линии. Выбор данной функции обусловлен независимостью от ориентации в пространстве введенной системы координат Длину базовой линии вычисляют по формуле: b 2 = ∆X 2 + ∆Y 2 + ∆Z 2 . (25) Следовательно, чтобы определить относительное положение двух пунктов достаточно найти приращения координат между ними. Единственное условие, которое должно быть поставлено для обеспечения взаимного соответствия длины вектора и базовой линии заключается в равномасштабности соответствующих систем координат. В общем случае СКП взаимного положения пунктов 49 M = b (b / H ) m э , (26) где b – длина базовой линии; H – высота орбиты; mэ – СКП эфемерид ИСЗ. Из данной формулы следует, что при прочих равных условиях чем длиннее базовая линия, тем с меньшей точностью она определяется. В общем случае, для практических расчетов можно использовать формулу M =b5 м м1 −06 b. + (27) Рассмотрим определение относительного положения пунктов по четырем ИСЗ (рисунок 22). Рисунок 22 - Определение относительного положения пунктов Положение пункта 2 относительно пункта 1 характеризуют приращения координат ΔX, ΔY и ΔZ между ними. Исходные данные при вычислении приращений по результатам одномоментных синхронных спутниковых наблюдений на обоих пунктах четырех ИСЗ следующие: массив пространственных прямоугольных координат четырех ИСЗ (XC, YC, ZC); результаты измерений дальностей между фазовыми центрами антенн, установленных на 1 и 2 пунктах и соответствующих ИСЗ; приближенные пространственные прямоугольные координаты пункта 1 (получаем из решения ПЛЗ по трем ИСЗ). Расстояние между j-м ИСЗ и i-м пунктом при i=1 R 2j1 = ( X C − Xj 1 ) 2 + (YC − Y1j ) 2 + (YC − Y1j ) 2 . (28) Для другого пункта (i=2) расстояние между ним и этим же j-м ИСЗ R 2j 2 = ( X C − Xj 2 ) 2 + (YC − Y2j ) 2 + (YC − Y2j ) 2 . (29) 2 2 Вычитая из первого выражения второе, разность R j1 − R j 2 можно представить в следующем виде: 50 ( X 1 − X j )∆X + (Y1 − Y j )∆Y + ( Z 1 − Z j )∆Z + l1 = 0, (30) l1 = 0,5[ ∆X + ∆Y + ∆Z − ( R j1 − R j 2 ) R j1 (+ R j 2 ) (31) В первом выражении неизвестны координаты первого пункта и значения трех приращений координат между первым и вторым пунктами. Если на обоих пунктах синхронно и одновременно измерить расстояния до четырех ИСЗ, то аналогично выражению (29) можно составить четыре соответствующие разности. Вычитая из первой разности последовательно три других, задача сводится к решению трех уравнений 2 2 2 ( X 0 − X C1 )∆X + (Y0 − YC1 )∆Y + ( Z 0 − Z C1 )∆Z + ∆l 2,1 = 0; ( X 0 − X C 2 )∆X + (Y0 − YC 2 )∆Y + ( Z 0 − Z C 2 )∆Z + ∆l3,1 = 0; ( X 0 − X C 3 )∆X + (Y0 − YC 3 )∆Y + ( Z 0 − Z C 3 )∆Z + ∆l 4,1 = 0, (32) где X0, Y0, Z0 – пространственные прямоугольные координаты одного из ИСЗ (в данном случае четвертого); ∆l 2,1 = −0,5[ R2,(1 + R1,1 ) R2,(1 − R1,1 ) − ( R2, 2 + R2,1 ) R2,(2 − R2,1 ) ∆l 3,1 = −0,5[ R2,(1 + R1,1 ) R2,(1 − R1,1 ) − ( R3, 2 + R3,1 ) R3,(2 − R3,1 ) ∆l 4,1 = −0,5[ R2,(1 + R1,1 ) R2,(1 − R1,1 ) − ( R4, 2 + R4,1 ) R4,(2 − R4,1 ) (33) Решив данную систему уравнений, можно определить искомые приращения координат ΔX, ΔY, ΔZ и тем самым – положение второго пункта относительно первого. 5 . 5 П л а н ир о в а ни е с пу т н и ко в ых на б л юд е н и й Планируют спутниковые наблюдения с целью прогнозирования геометрических и иных параметров спутникового созвездия на момент проведения работ, чтобы на основании выработанных сведений определить моменты наблюдений и временные интервалы, в которых параметры спутниковых наблюдений соответствуют установленным требованиям, основные из которых: - угол отсечки должен быть равен 15°; - число одновременно наблюдаемых на пунктах одноименных навигационных искусственных спутников Земли должно быть не менее пяти; - геометрический фактор PDOP должен быть менее трех на протяжении всего сеанса спутниковых наблюдений. Планируют наблюдения для каждого пункта. Необходимые предварительные координаты пунктов при этом определяют по карте или с помощью навигационного спутникового приемника. Требуемая точность предварительных геодезических координат для планирования спутниковых наблюдений не более 30". Планирование проводят по данным соответствующего альманаха, полученного на дату, отстоящую не более чем на 10 суток от даты предполагаемых спутниковых наблюдений. 51 Получают альманах, как правило, в результате приема в районе работ спутниковых сигналов в течение 10-15 мин. В процессе планирования, с помощью специального программного обеспечения, получают также диаграмму видимости числа доступных для наблюдений НИСЗ (рисунок 24). На диаграмме, как правило, по функциям времени и указанным ранее ограничениям находят благоприятный период наблюдений. Рисунок 24 - Диаграмма планирования спутниковых наблюдений (угол отсечки 15°; координаты: широта 52°50′, долгота 38°10′) ; 1 – РДОР; 2 – число НИСЗ 5 .6 П р о и з в о д с т в о с п у т н и ко в ых на б л ю д е н ий При развитии геодезических сетей одновременно используют, как минимум, три приемника спутниковых сигналов. Примем, что исходными пунктами при этом являются базовые пункты А, В и С (рисунок 25). В момент времени t1 первый приемник (П 1), установленный на исходном (базовом) пункте (п. А), принимает сигналы НИСЗ. Одновременно с помощью приемника П2, ведутся спутниковые наблюдения на другом исходном пункте В, а приемником П3 – на определяемом пункте 1. Далее, не прекращая прием сигналов на исходном пункте В, с помощью приемников П 1 и ПЗ ведут синхронные спутниковые наблюдения на других определяемых пунктах, перемещая указанные приемники таким образом, чтобы образовывались треугольники, в которых одна из вершин — определяемый пункт, а положение (координаты) двух других либо заданы (случай двух исходных пунктов), либо в дальнейшем могут быть вычислены по результатам предыдущих спутниковых наблюдений. Рисунок 25 - Схема развития геодезической сети: 1 – базовый пункт; 2 – определяемый пункт 52 До начала наблюдений всем пунктам вновь создаваемой сети, включая исходные, присваивают временные уникальные имена, которые наносят на схему создаваемой сети. Число букв в имени пункта не должно превышать данных, указанных в соответствующем руководстве по эксплуатации приемника спутниковых сигналов. Спутниковые наблюдения на базовом и определяемом пунктами проводят в статическом режиме. Он заключается в одномоментных спутниковых наблюдениях с целью приема сигналов на определяемом и базовом пунктах одноименных навигационных искусственных спутников Земли. Сеанс спутниковых наблюдений начинают с центрирования над пунктом фазового центра антенны приемника спутниковых сигналов (точка во внутреннем пространстве антенны приемника, в которую поступают сигналы НИСЗ). Центрирование выполняют с помощью оптического отвеса со средней квадратической погрешностью, не превышающей 0,5 мм. Одновременно, как правило, ориентируют антенну приемника таким образом, чтобы специальная метка — стрелка на поверхности антенны — была бы направлена на север. Затем специальной рейкой измеряют расстояние между меткой на корпусе антенны, так называемой точкой относимости антенны приемника, и центром пункта. После этого включают приемник и начинают спутниковые наблюдения в соответствии с техническими указаниями фирмы-изготовителя приемника спутниковых сигналов. Соответствующие действия в статическом режиме работы заключаются в записи в память приемника с помощью прибораконтроллера следующих сведений: имени пункта; минимально допустимого значения числа наблюдаемых НИСЗ (пять); значение угла отсечки (маски); дискретность записи результатов наблюдений (15 с); значения наклонной высоты антенны (мм), а также другой служебной информации. Далее в течении не менее чем 0,7 - 1 ч, в зависимости от класса создаваемой геодезической сети, автоматически производится запись в память приемника результатов спутниковых наблюдений. На этом измерения заканчиваются. На определяемом пункте в обязательном порядке ведут журнал наблюдений. В журнале, в общем случае, фиксируют следующие данные: название сети; название пункта; дату наблюдений; фамилию и должность наблюдателя; тип и номер приемника; тип и номер антенны; пункты, участвующие в сеансе наблюдений; время начала наблюдений; время окончания наблюдений; высоту антенны наклонную; диаметр антенны; значение интервала записи (дискретности записи); значение угла отсечки (маски); внешние условия (температура и давление воздуха); условия проведения наблюдений и другие сведения. 53 5.7 Сведения о математической обработке спутниковых наблюдений Различают предварительную и окончательную математическую обработку спутниковых наблюдений. Исходными данными для предварительной математической обработки служат файлы (файлы измерительной информации), сформированные в приемной аппаратуре при выполнении спутниковых наблюдений. Предварительную обработку осуществляют с помощью программного обеспечения, как правило, фирмы-разработчики приемной аппаратуры и выполняют ее обычно в два этапа. На первом из них обрабатывают наблюдения по каждой базовой линии в отдельности. В последующем — совместно уравнивают все базовые линии геодезической сети. Цель предварительной обработки — вычисление приращений пространственных прямоугольных координат между каждым определяемым и соответствующим базовым пунктами. Если геодезические координаты (широта, долгота и геодезическая высота) базового пункта неизвестны, то их принимают равными тем значениям, которые получены по результатам так называемых кодовых наблюдений. Результаты обработки базовых линий фиксируют, как правило, в соответствующих протоколах, которые используют для дальнейшей математической обработки спутниковых наблюдений и по их результатам окончательно уравнивают геодезическую сеть и вычисляют плоские прямоугольные координаты определяемых пунктов. Контрольные вопросы 1. В чем заключается основное назначение глобальной спутниковой системы? 2. Что представляет собой сегмент потребителя ГНСС? 3. Что представляет собой наземный сектор управления и контроля? 4. Что представляет собой космический сегмент ГНСС? 5. В чем заключается принцип определения месторасположения с помощью глобальной спутниковой системы? 6. От каких факторов зависит точность определения положения пункта пространственной линейной засечкой? 7. Что представляет собой понятие «псевдодальность»? 8. Какие основные этапы работ составляют технологическую последовательность спутниковых наблюдений? 9. Какова последовательность математической обработке спутниковых наблюдений? 54 ЛЕКЦИЯ 6 МЕЖЕВАНИЕ ЗЕМЕЛЬ 6.1 Общие положения межевания Межевание земель представляет собой комплекс работ по установлению, восстановлению и закреплению на местности границ земельного участка, определению его местоположения и площади. Установление и закрепление границ на местности выполняют при получении гражданами и юридическими лицами новых земельных участков, при купле - продаже, мене, дарении всего или части земельного участка, а также по просьбе граждан и юридических лиц, если документы, удостоверяющие их права на земельный участок, были выданы без установления и закрепления границ на местности. Восстановление границ земельного участка выполняют при наличии межевых споров, а также по просьбе граждан и юридических лиц в случае полной или частичной утраты на местности межевых знаков и других признаков границ принадлежащих им земельных участков. 6.2 Лица, выполняющие кадастровые работы Межевание земель и земельного участка выполняют граждане и юридические лица, кадастровые инженеры, получившие в установленном порядке лицензии на право выполнения этих работ. Кадастровый инженер - физическое лицо, осуществляющее кадастровую деятельность, которое имеет действующий квалификационный аттестат кадастрового инженера. Кадастровый инженер также может проводить землеустроительную экспертизу. Квалификационный аттестат кадастрового инженера выдаётся физическому лицу на основании сдачи им квалификационного экзамена, а также при условии соответствия следующим требованиям: - имеет гражданство Российской Федерации; - имеет среднее профессиональное образование по одной из специальностей, определенных органом нормативно-правового регулирования в сфере кадастровых отношений, или высшее образование, полученное в имеющем государственную аккредитацию образовательном учреждении высшего профессионального образования; - не имеет непогашенную или неснятую судимость за совершение умышленного преступления. Квалификационные аттестаты выдаются органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации лицам, прошедшим аттестацию на соответствие квалификационным требованиям, предъявляемым к кадастровым инженерам. Квалификационный аттестат выдается без ограничения срока, территории его действия и является документом единого федерального образца. 55 Кадастровый инженер вправе выбирать форму организации своей кадастровой деятельности, которая может быть следующей: - в качестве индивидуального предпринимателя; - в качестве работника юридического лица на основании трудового договора с таким юридическим лицом. Каждый кадастровый инженер должен иметь печать, штампы, бланки, на которых указываются, в частности, его адрес (место его нахождения) и идентификационный номер его квалификационного аттестата. Основанием для проведения кадастровых работ кадастровым инженером является договор подряда, заключенный с Заказчиком. Результатом кадастровых работ являются документы, которые кадастровый инженер должен передать Заказчику, а именно: - межевой план; - технический план (с 1 января 2013 г.); - акт обследования (с 1 января 2013 г.). Кадастровые инженеры могут создавать объединения в форме некоммерческого партнерства. Такие организации призваны создавать условия для профессиональной деятельности, устанавливать единые правила осуществления кадастровой деятельности, а также контролировать соблюдение принятых правил всеми членами. Кадастровые инженеры осуществляют кадастровую деятельность в отношении земельных участков с 1 марта 2008 года. При этом до 1 января 2011 года такую деятельность могут осуществлять лица, выполняющие работы по территориальному землеустройству. Кадастровые инженеры осуществляют кадастровую деятельность в отношении зданий, сооружений, помещений, объектов незавершенного строительства с 1 января 2013 года. До 1 января 2013 года эту кадастровую деятельность осуществляют органы и организации по государственному техническому учету. Законом «О государственном кадастре недвижимости» установлено, что если 10 межевых дел составленных кадастровым инженером получат отказ во внесении в сведения государственного кадастра недвижимости либо в постановке на государственный кадастровый учет, то его квалификационный аттестат будет отозван. Законом «О государственном кадастре недвижимости» установлено, что в составе предприятия занимающегося кадастром должно быть не менее 2-х кадастровых инженеров. 6.3 Состав и содержание работ при межевании объектов землеустройства Межевание проводят: - как технический этап реализации утвержденных проектных решений о месторасположении границ земельных участков при образовании новых или упорядочении существующих землепользователей; 56 - как мероприятие по уточнению местоположения на местности границ земельного участка при отсутствии достоверных сведений об их местоположении, путем согласования границ на местности; - как работы по восстановлению на местности границ земельного участка при наличии в государственном земельном кадастре сведений, позволяющих определить положение границ на местности с нормативной точностью межевания. Основаниями для проведения межевания могут служить: - постановления (решения) федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации или органов местного самоуправления о проведении межевания; - договор (далее идет как задание) на проведение межевания; - судебные решения. Состав работ при межевании земельных участков обычно включает: - подготовительные работы; - уведомление лиц, права которых могут быть затронуты при проведении межевания; - определение положения границ земельного участка на местности, их согласование и закрепление межевыми знаками; - определение плоских прямоугольных координат межевых знаков; межевую съемку земельного участка; - определение площади объекта землеустройства; - составление абриса земельного участка; - формирование межевого плана; - утверждение межевого плана, подписание органами местного самоуправления; - постановка земельного участка на учет. При межевании должны быть учтены данные государственного земельного кадастра, правоустанавливающих документов, а также других документов, связанных с использованием, охраной и перераспределением земель. Работы по межеванию земельного участка выполняют на основании договора (задания), утвержденного заказчиком, в котором указывают: - месторасположение (адрес) земельного участка и его площадь; - основания проведения межевания; - перечень нормативно-технических документов, регламентирующих выполнение работ; - особые и дополнительные требования к производству работ и отчетным материалам. Составление задания должно основываться на результатах, полученных при проведении подготовительных работ по сбору и анализу исходных материалов: - сведений государственного земельного кадастра, межевых планов, схем расположения; 57 - данных о фактическом использовании земель; - имеющихся документов на право собственности, владения и пользования объектами недвижимости, находящимися на территории участка; решений судебных органов; генеральных планов объектов строительства и другой градостроительной документации; - каталогов координат ранее установленных межевых знаков, каталогов координат пунктов опорной межевой сети (ОМС) и т.п. Межевание начинают с уведомления собственников, владельцев и пользователей о межевании земельного участка. Для этого собственников, владельцев и пользователей земельного участка и смежных с ним земельных участков заблаговременно извещают о времени и месте проведения межевания: - извещением передают лично под расписку заинтересованным лицам или иным способом, подтверждающим факт и дату его получения (например, регистрируемое почтовое отправление с отметкой «Вручить лично» с заказными уведомлениями о вручении непосредственно адресатам). Если земельный участок находится на землях государственной или муниципальной собственности о времени и месте выполнения межевых работ извещают соответствующие органы по управлению земельными ресурсами и заинтересованные правообладатели; - индивидуальном порядке, по инициативе заказчика, обязующегося обеспечить явку всех заинтересованных лиц в условное место и назначенное время; - экземпляра печатного издания, в котором опубликовано сообщение, содержащее описание местоположения выделяемого земельного участка. Следующий обязательный этап межевания земельных участков — определение границ объекта землеустройства на местности, их согласование и закрепление межевыми знаками. Определяют и согласовывают границы земельного участка на местности в присутствии собственников (владельцев, пользователей) земельных участков, затрагиваемых межеванием, или уполномоченных ими на то лиц при наличии у них надлежащим образом оформленных доверенностей и, как правило, уполномоченного представителя органа местного самоуправления (органа управления садоводческим, огородническим или дачным некоммерческим объединением). Если в процессе определения границы возникает спор о ее местоположении, то межевание земельного участка приостанавливают до решения спора в судебном порядке. Однако если месторасположение границы соответствует решению суда, а также требованиям действующих инструктивно-нормативных документов, то отказ одной из сторон от согласования местоположения границы считают необоснованным и это не может являться основанием для приостановления межевания земельного участка. По окончании определения и согласования границ на местности их 58 результаты оформляют актом, который подписывают все участники этой процедуры, включая исполнителя работ. В случае необоснованного отказа участника (участников) процедуры определения и согласования границ от подписи в акте, об этом делает отметку уполномоченный представитель органа местного самоуправления. Процедура согласования границ не обязательна, если они были ранее установлены и соответствуют требованиям действующих инструктивно нормативным документам. В этом случае для подтверждения соответствующих данных и проверки правильности опознания и месторасположения межевых знаков исполнитель работ проводит контрольные измерения. Утерянные межевые знаки восстанавливают в соответствии с данными государственного земельного кадастра. По результатам проверки в акте согласования границ земельного участка делают запись о согласовании границы при ранее проведенном межевании и ссылку на соответствующий межевой план. Определив и согласовав границы объекта землеустройства, поворотные точки границы земельного участка на местности, по требованию заказчика работ закрепляют долговременными (постоянными) межевыми знаками. Последние представляют собой вкопанные (забитые) в землю на глубину 0,8 - 1,0 м деревянные столбы с центром в виде гвоздя или металлические трубы с закрепленной на торце маркой; костыли, дюбели-гвозди, штыри из обрезков арматуры и т.п. с фиксированным на их торце просверленным отверстием, пропиленным крестом или керном. С согласия заказчика межевания допускается закреплять границы земельного участка временными межевыми знаками, обеспечивающими их сохранность лишь на период проведения полевых работ. На практике часто встречаются случаи, когда граница проходит по контуру расположенных на местности долговременных сооружений (здания и сооружения, кирпичные, металлические или железобетонные ограждения и т.п.). В этом случае граничные точки на местности закрепляют в виде меток на отдельных конструктивных элементах данных сооружений с обязательным последующим описанием их положения (например, по оси, по центру, по стыку и т.п.). Для обеспечения возможности восстановления постоянных межевых знаков при их разрушении или потери, на каждый из них составляют абрис, на котором указывают значения измеренных расстояний с округлением до 0,1 м не менее чем до трех ориентиров – четких контуров местности (углы построек, колодцы подземных коммуникаций, столбы электролиний.). 6.4 Требования к закреплению границ земельного участка на местности В зависимости от назначения и типа закрепления на местности различают: 59 - пункты ОМС (ОМЗ), закрепляемые на долговременную (не менее 5 лет) сохранность; - межевые знаки, закрепляемые на поворотных точках границ с использованием недорогих материалов; - границы по «живым урочищам» (рекам, ручьям, водотокам ит.д.) - границы совпадающие с линейными сооружениями (заборами, фасадами зданий, элементами дорожной сети и т.д.); - пропаханные линии суходольных границ. Пункты ОМС размещают равномерно на территории населенных пунктов, они могут не совпадать с межевыми знаками границ земельного участка. Их следует размещать на местности с учетом: - доступности геодезических определений при восстановлении положения утраченных межевых знаков; - защищенности от разрушений в результате хозяйственной деятельности и природных явлений. Пункты ОМС следует размещать на землях, находящихся в государственной или муниципальной собственности. Межевые знаки размещают на всех поворотных точках границы земельного участка, кроме границ, проходящих по «живым урочищам» и линейным сооружениям, совпадающим с границами земельного участка. На пунктах ОМС в качестве знаков применяются: - бетонный пилон размером 12 х 12 х 90 см, в верхний конец которого заделывается кованный гвоздь, а нижнюю часть для лучшего скрепления с грунтом цементируются два металлических штыря (якорь); - бетонный монолит в виде усечений четырехгранной пирамиды с нижним основанием 15 х 15 см, верхний 10 х 10 см и высотой 90 см с задаленным в него кованным гвоздем; - железная труба диаметром 35 – 60 мм, отрезки рельса или уголкового железа 50 х 50 х 5 мм, 35х 35 х 4 мм длиной 100 см с бетонным якорем в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 20 х 20 см, верхним 15 х 15 см и высотой 20 см. К верхней части трубы (рельса, уголка) приваривается металлическая пластина для надписи, внизу металлические стержни (крестовина); - деревянный столб диаметром не менее 15 см и высотой 115 см с крестовиной, установленной на бетонный монолит в виде усеченной четырехгранной пирамиды с нижним основанием 20 x 20 см, верхним 15 x 15 см и высотой 20 см. На верхней грани монолита делается крестообразная насечка или заделывается гвоздь. Верхнюю часть столба затесывают на конус, ниже затеса делается вырез для надписи. Пункты ОМС окапывают в виде круглых канав с внутренним диаметром 2,0 м, глубиной 0,3 м, шириной в нижней части 0,2 м и верхней части 0,5 м. Над центром насыпается курган высотой 0,1 м. При установке межевой знак ориентируют таким образом, чтобы его лицевая сторона (с надписями) была обращена к следующему межевому 60 знаку при движении по границе по ходу часовой стрелки. Над пунктами ОМС делается надпись с указанием номера. Пункты ОМС после закладки сдаются по акту на наблюдение за сохранностью: - городской, поселковой или сельской администрации, если они построены на землях, находящихся в государственной или муниципальной собственности; - собственнику, владельцу, пользователю земельного участка, если они находятся на его земельном участке. Если пункт ОМС совмещен с межевым знаком, то он сдается на наблюдение за сохранностью всем собственникам, владельцам и пользователям размежевываемых земельных участков. 6.5 О пр е д е л е н и е ко о р д ина т м е же в ых з на ко в г е о д е з ич е с к им м е т о д о м ( э л е кт р о н ны й т а х е о ме т р ) Плановое положение на местности границ земельного участка характеризуется плоскими прямоугольными координатами центров межевых знаков, вычисленных в местной системе координат. Для их определения используют различные методы: спутниковые, геодезические, картометрические, основанные на цифровании карт и планов, фотограмметрические. Рассмотрим некоторые из геодезических методов. Они предусматривают выполнение двух основных видов работ: построение межевой съемочной сети и определение плоских прямоугольных координат межевых знаков. Одна из технологий определения плоских прямоугольных МСС с использованием автоматизированных средств, которая позволяет не только выполнить в автоматизированном режиме соответствующие геодезические измерения, но и провести их математическую обработку, например вычислить по результатам измерений плоские прямоугольные координаты и высоты межевых знаков и др. Вначале рассмотрим современные автоматизированные средства геодезических измерений. Отметим тенденцию к совмещению в одном приборе как технических средств измерений горизонтальных и вертикальных углов, а также наклонных расстояний, так и устройств их соответствующей математической обработки. Существующие электронные тахеометры можно условно разделить на три группы: простейшие, универсальные и роботизированные. 61 К первой группе отнесем электронные тахеометры с минимальной автоматизацией и ограниченными встроенными программными функциями. Точность измерений горизонтальных и вертикальных направлений такими тахеометрами составляет 5 - 10", расстояний — 5-10 мм на 1км. Электронная память тахеометров позволяет хранить в цифровом виде сведения о положении 500 - 1000 соответствующих точек. При этом соответствующие данные могут быть записаны на сменную карту памяти. Электронный тахеометр ЗТа5 (Россия) можно использовать как при создании межевой съемочной сети, так и при определении плоских прямоугольных координат межевых знаков и характерных точек объекта недвижимости. Рисунок 26 - Электронный тахеометр Он совмещает в себе электронный теодолит, светодальномер, вычислительное устройство и регистратор информации. Тахеометр имеет панель управления (контроллер) и дисплей, на котором индицируются буквенные идентификаторы и цифровая информация. В комплект тахеометра входят отражатель, подставки, источники питания, вехи, штативы, разряднозарядные устройства и другие принадлежности. Электронный тахеометр ЗТа5 имеет следующие характеристики точности измерений, характеризуемые средними квадратическими погрешностями: горизонтального угла 5"; вертикального угла 7"; наклонного расстояния D от 2 до 2000 м — (5 мм + 3 • D10-6) мм. Электронные тахеометры второй группы включают в себя большое число встроенных программ, позволяющих непосредственно в полевых условиях решить разнообразные инженерные землеустроительные и кадастровые задачи. Точность измерений горизонтальных и вертикальных направлений такими тахеометрами составляет 1...5", расстояний — 2...3 мм на 1 км. Электронная память тахеометров может хранить в цифровом виде сведения о положении до 2...50 точек и более. Важная составляющая электронных тахеометров первой и второй группы — модуль контроллера, который представляет собой не только полевой компьютер, но и пульт управления самим тахеометром. От контроллера во многом зависят такие важные функциональные возможности тахеометра, как производительность, объем памяти, тип экрана, наличие и число встроенных программ. К третьей группе относят роботизированные электронные тахеометры, имеющие сервопривод, управляющий многочисленными фрикционными винтами, например наводящими и подъемными. Использование сервоприводов позволяет повысить производительность измерений примерно 62 на 30% и резко уменьшить наличие в измерениях грубых промахов, связанных с наведением на визирные цели. Измеряют расстояния электронным тахеометром с помощью встроенного в него электромагнитного дальномера (светодальномера). При работе электронного тахеометра, как правило, не ведут журнал для записи результатов измерении. В то же время составление и ведение соответствующего абриса обязательно. Измеряют расстояния электронным тахеометром с помощью встроенного в него электромагнитного дальномера (светодальномера), принцип действия которого основан, как правило, на фазовом методе измерения расстояний и заключается в следующем. Допустим, в конечной точке А линии (рисунок 27) установлено устройство (приемопередатчик), изучающее вдоль направления линии гармонические колебания, а на другом конце линии – отражатель. 2 3 1 Измеряемое расстояние Рисунок 27 - Схема измерения электронным тахеометром: 1 – приемопередатчик; 2 – длина волны сигнала; 3 – отражатель. Электромагнитная волна, посланная передатчиком в момент времени t0, пройдя измеряемое расстояние D, отразится от отражателя и будет воспринята приемопередатчиком в момент времени tп. если длина λ излучаемой электромагнитной волны известна, то D = λ(N+∆N), (34) где N – целое число отрезков линии, каждый из которых равен длине излучаемой волны; ∆N – число больше нуля и меньше единицы. 6 . 6 С по с о б ы м е ж е в о й с ъ е м к и з е м е л ь н ых у ч а с т к о в Межевую съемку земельных участков выполняют традиционными геодезическими способами, которые используют при топографической съемке местности. В то же самое время она имеет и ряд специфических особенностей и отличий, которые определяют ее назначение и название. Прежде всего они относятся к объектам съемки. Например, в качестве 63 объекта при топографической съемке служит некоторый элемент местности, являющийся «физически существующим» компонентом внешней среды. При этом полнота и детальность отображения данного элемента на топографическом плане (карте) зависят от масштаба съемки. При межевой съемке земельного участка наряду с такими объектами дополнительно должно быть также определено пространственное положение некоторых других объектов, которые обязательно нужно отобразить на плане земельного участка. Межевую съемку земельных участков, как правило, выполняют от пунктов межевой съемочной сети. В то же время, если это оговорено заданием на выполнение работ, то эта съемка может быть выполнена привязкой к надежно закрепленным на местности межевым знакам. Необходимость определения при съемке высот характерных точек местности на земельном участке, а также на прилегающих к нему территориях, должна быть указана в задании на выполнение работ. До начала съемки положение зон ограничений и обременении, трасс подземных коммуникаций и т.п. должно быть обозначено на местности вешками или колышками. При съемке в обязательном порядке ведут соответствующий абрис. Межевую съемку земельного участка обычно осуществляют электронным тахеометром. При съемке используют, как правило, полярный метод. Не исключено также применение других методов, например прямых угловых засечек, промеров по створу, а также промеров от углов капитальных зданий и сооружений, находящихся на территории земельного участка. В последнем случае к пунктам межевой съемочной сети должно быть «привязано» не менее чем три характерные точки указанных зданий и сооружений. Для контроля и исключения пропусков «окон» с каждой съемочной станции устанавливают положение нескольких пикетов, определенных с других станций. При использовании электронных тахеометров режим его работы и другие сведения могут быть записаны наблюдателем в процессе съемки в сменный модуль памяти. Результаты измерений записываются в виде: отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам тахеометра, наклонных расстояниях или их горизонтальных проложений, а также некоторых других сведений (служебных сообщений), например: имени съемочной станции, точки ориентирования и пикета; высоты прибора на станции и высоты визирования, кода объекта (пикета). При большом разнообразии снимаемых объектов коды пикетов, как правило, вводят в файл данных в процессе камеральной обработки 64 результатов съемки или на этапе формирования по результатам съемки цифровой модели местности (путем редактирования соответствующего файла). 6 . 7 О пр е д е л е ни е пл о ща д и п р о це с с е м е же в а ни я з е м е л ь но г о у ч а с т ка в Площадь земельного участка вычисляют аналитическим способом по плоским прямоугольным координатам межевых знаков, установленным в поворотных точках его границы, полученным в результате соответствующих полевых измерений и вычислительных работ. Для этого используют известную формулу, которая имеет следующий вид p выч = 1 i=n 2∑ i =1 x ( yi +1 − yi −1 ) = 1 i i=n 2∑ i =1 yi ( xi −1 − xi +1 ) , (35) где х i и yi — соответственно абсциссы и ординаты межевых знаков (i = 1,2, ..., п). Вычисленную площадь земельного участка Рвыч сопоставляют с площадью Рдок, указанной в документе, удостоверяющим права на землю, или правоустанавливающем документе, и устанавливают значение абсолютного расхождения IΔΡΙ = I Рвыч — РдокΙ, которое сравнивают с допустимым расхождением, м2, PДОП = 3,5М t PДОК , (36) где М, — нормированная средняя квадратическая погрешность положения межевого знака (пункта межевой съемочной сети) или ее значение, полученное при уравнивании межевой съемочной сети, м; Рдок — площадь земельного участка, выраженная в квадратных метрах. Если ∆P  ∆PДОП , то нужно выполнить анализ причин, которые привели к образованию выявленных расхождений, и представить их в письменной форме в виде заключения заказчику работ по межеванию объекта землеустройства. Это заключение наряду с другими материалами межевания передают заказчику для принятия им решения о дальнейшем продолжении землеустроительных работ. При ∆P ≤ ∆PДОП | за окончательное значение площади объекта землеустройства принимают вычисленную площадь Рвыч с указанием допустимого расхождения АРдоп. Вычисленную площадь Рвыч записывают в квадратных метрах, округляя до 1 м2 для земельных участков, расположенных на землях поселений. Для объектов землеустройства, расположенных на других землях существуют другие требования точности. Эту площадь можно записывать в гектарах с округлением до 0,01 или 0,1 га. Отметим, что площадь муниципального образования или другого 65 административно-территориального образования вычисляют по координатам поворотных точек его границ в случае, если это предусмотрено заданием на выполнение работ. В соответствии с ним определяют и оценивают точность вычисления этой площади. Площадь земельного участка, границы которого описаны путем ссылок на соответствующие географические объекты, находят по координатам поворотных точек границы, измеренных графически с точностью, соответствующей данным используемой при этом топографической карты (плана). Соответствующую вычисленную площадь отражают на плане границ или на карте (плане) объекта землеустройства. 6 .8 Ко нтро ль ме же ва ния зем ель но го уча ст ка Контроль межевания объектов землеустройства проводят с целью проверки его соответствия принятым и действующим на момент проведения землеустроительных работ техническим условиям и требованиям. При межевании объектов землеустройства контролируют: результаты полевых и камеральных работ и материалы межевания объектов землеустройства. Результаты контроля оформляют соответствующим актом. В процессе контроля осматривают в натуре межевые знаки и выполняют контрольные измерения. Контроль межевания может быть осуществлен: -сравнением горизонтального проложения SM линии между установленными на местности несмежными межевыми знаками с ее горизонтальным проложением SK, вычисленным по значениям плоских прямоугольных координат этих же межевых знаков; -выборочно независимым повторным определением положения установленных на местности межевых знаков геодезическими методами с ближайших пунктов ОМС и (или) проложением контрольных полигонометрических (теодолитных) ходов с точностью, обеспечивающей определение положения контролируемых межевых знаков со средней квадратической ошибкой Мс не ниже нормативной. По результатам контроля вычисляют: абсолютное расхождение в длине контролируемой линии ∆S = S M − S K , (37) Разности δX = X M − X K и δY = YM − YK где Хм, YM и Xк, YК — соответственно плоские прямоугольные координаты, вычисленные при контроле и выписанные из каталога контролируемых межевых знаков; абсолютное расхождение в положении контролируемого межевого знака ∫ = δX 2 + δY 2 , (38) 66 Контроль заключается в сравнении вычисленных значений с их допустимыми значениями, соответственно равными. Если значение Мс заранее неизвестно, то его принимают по результатам уравнивания. Если вычисленные значения не превышают допустимых, то можно считать, что местоположение межевых знаков соответствует нормам точности межевания. Контрольные вопросы 1. Для каких целей проводят межевание объектов землеустройства? 2. Что является основанием для проведения межевания объектов землеустройства? З.Что входит в состав работ при межевании ? 4. В чем заключается содержание первого этапа межевания земельного участка? 5. Какие геодезические приборы используют при межевании земельного участка? 6. Что представляет собой межевой знак и его центр? 7. Контроль межевания земельного участка 8.Требования точности вычисленной площади земельного участка 9 Формирование межевого плана ЛЕКЦИЯ 7 СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДЕЙ И СПОСОБЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГРАНИЦ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ 7.1 С по с о б ы о п р е д е л е н ия пл о ща д е й В зависимости от хозяйственного назначения участков и контуров, их размеров, формы, наличия или отсутствия планов и карт, естественно исторических условий местности площади определяют следующими способами. Аналитический способ. Площади вычисляют по результатам измерений линий и углов на местности с применением формул геометрии, тригонометрии и аналитической геометрии. Например, при учете площадей, занятых строениями, усадьбами, пашней, посевами, при отводе мелких участков их разбивают на простейшие геометрические фигуры, преимущественно треугольники, прямоугольники, реже трапеции. Площади участков определяют как суммы площадей отдельных фигур, вычисляемых по линейным элементам (высотам и основаниям) по формулам геометрии. При учете площадь пашни, посевов, уборки урожая определяют по длине маршрута агрегата и ширине его захвата. Площади больших участков, целых землепользовании вычисляют по результатам измерений линий и углов на местности (при помощи формул 67 тригонометрии), или по их функциям — приращениям координат и координатам вершин полигона. Графический способ. Площади вычисляют по результатам измерений линий по плану (карте), когда участок, изображенный на плане, разбивают на простейшие геометрические фигуры, преимущественно на треугольники, реже на прямоугольники и трапеции. В каждой фигуре на плане измеряют высоту и основание, по которым вычисляют площадь. Сумма площадей фигур дает площадь участка. К графическому способу относят определение площади при помощи палеток. Механический способ. Площади определяют по плану (карте) при помощи специальных приборов — планиметров. Все способы применяют для определения, как малых, так и больших площадей при составлении проектов землеустройства и при учете земель. Иногда способы определения площадей применяют комбинированно. Например, часть линейных величин для вычисления определяют по плану, а часть — по результатам измерений на местности. Нередко основную площадь участка, заключенного в теодолитный полигон, определяют аналитическим способом (по координатам вершин полигона), а площадь, выходящую за пределы полигона и заключенную между линиями полигона и эго урочища (серединой ручья, берега реки), — графическим или механическим способом. Наиболее точный — аналитический способ, так как на точность определения площади при этом способе влияют только погрешности измерений на местности. В то время как при графическом и механическом способах помимо погрешностей измерений на местности влияют погрешности составления плана, определения площадей по плану и деформации бумаги. Однако аналитический способ требует измерений линий и углов по границам участков, больших вычислительных действий, зависящих от числа углов. Его целесообразно применять, если площадь надо получить с повышенной точностью. Менее точен, но наиболее распространен механический способ, так как, пользуясь им, можно быстро и просто определить по плану площадь участка любой формы. Графический способ выгодно применять тогда, когда граница участка — ломаная линия с небольшим числом поворотов. В 1990-е годы разработаны устройства, позволяющие преобразовывать графическое изображение контуров ситуации на планах (картах) в цифровое в виде координат точек. Большинство преобразователей - цифрователей имеют режимы измерений: точечный, когда определяют координаты только поворотных точек контура (или концов прямых линий), и непрерывный, когда отслеживают всю линию (границу участка) и координируют ее точки через определенный интервал. Результаты измерений отображаются на жидкокристаллическом дисплее и могут накапливаться в памяти, а встроенный калькулятор позволяет производить различные операции над результатами измерений (вычислять площадь фигуры, длины линий). 68 Кроме этих устройств - применяют и электронные планиметры зарубежного производства. Конструктивная особенность этих планиметров — наличие жидкокристаллического 8-разрядного цифрового дисплея с отображением результатов измерений и единиц измерений (см2 или дюйм2). Начальный отсчет (если есть клавиша обнуления) и результат измерения автоматически высвечиваются на дисплее в процессе работы. Наличие памяти позволяет выполнять накопительные измерения. 7 . 2 Ана л ит и ч е с к ие с по с о б ы п р о е кт ир о в а н ия г р а ни ц з е м е л ь ных у ч а с т ко в При разделе земельного участка обычно ставят условия, касающиеся определения положения на местности линий раздела. Одновременно могут быть сформулированы также требования к размеру площади отдельных частей разделяемой территории. В этом и в других случаях землеустроительные действия, как правило, включают в себя техническое проектирование, одним из этапов которого — так называемое «геометрическое проектирование границ земельных участков». Основой для геометрического проектирования, являющегося преимущественно аналитическим, может служить техническое задание, включающее в себя эскизный проект пространственного размещения вновь создаваемых земельных участков, требования к направлению отдельных звеньев их границ, а также к размеру площади земельных участков и их отдельных частей. При составлении эскизных проектов опираются на требования земельного законодательства, а также на сведения государственного земельного кадастра о преобразуемой территории, хранящиеся в виде: дежурных кадастровых карт, планов границ земельного участка и кадастровых планов земельных участков, каталогов координат поворотных точек границ земельных участков и др. Необходимые исходные данные также получают в процессе межевой съемки земельного участка или путем соответствующих измерений по топографическим картам и планам. При выборе конкретного способа получения исходных данных и методов проектирования следует исходить из требований к точности определения положения граничных точек земельных участков, установленных действующими инструктивно-нормативными документами. Сущность аналитического проектирования границ земельных участков заключается в определении цифровых данных, которые с заданной точностью геометрически соответствуют эскизному проекту пространственного размещения объекта проектирования. В дальнейшем, с учетом этих данных, составляют проект выноса в натуру (разбивочный чертеж) вновь образованных границ земельных участков. В зависимости от заданных геометрических условий проектирования границ земельных участков наиболее часто встречающиеся на практике задачи можно 69 разделить на две группы. К первой группе задач относятся такие, в которых в качестве одного из условий проектирования поставлено требование, чтобы площадь вновь образуемого участка или его части была бы равна заданному значению (рисунок 28 а). Такие задачи будем называть проектирование земельных участков заданной площади. В задачах второй группы, в отличие от первой, каких-либо требований к размеру площади проектируемого земельного участка или его части не ставили, кроме условия, чтобы эта площадь должна быть больше минимально допустимого значения, установленного земельным законодательством (рисунок 28 б). В качестве основных геометрических условий проектирования в этом случае выступают требования к положению характерных точек границы, прежде всего поворотных, направлению отдельных звеньев проектируемой границы и т. п. При проектировании используют формулы геометрии на плоскости, а вычисленные площади земельного участка или их частей выражают в квадратных метрах или гектарах. Исходными данными при проектировании служат геометрические размеры (длины линий и внутренние углы) фигур, образованных линией границы. На практике встречаются случаи, когда эти данные частично или полностью отсутствуют, однако известны плоские прямоугольные координаты поворотных точек границы участка. В этом случае внутренние горизонтальные углы находят как разность дирекционных углов соответствующих направлений, исходящих из ее поворотной точки (рисунок 28 в). Рисунок 28 - Проектирование: а- треугольником; б-трапецией; в-четырехугольником При аналитическом проектировании земельных участков широко используют математический аппарат аналитической геометрии. Его применение дает возможность получить для расчетов универсальные формулы и создать на их основе необходимое программное обеспечение. При решении задач плоские прямоугольные координаты всех используемых 70 при проектировании точек должны быть заданы в единой для них системе координат. По результатам аналитического проектирования составляют разбивочный чертеж в удобном для работы масштабе с отображением существующих и проектных границ земельного участка, положения межевых знаков, пунктов опорной межевой сети и иной геодезической основы, надежно опознаваемых контурных точек, угловых и линейных данных для геодезических измерений, кадастровых номеров. На разбивочном чертеже все проектные элементы показывают красным цветом. 7 . 3 Г р а фи ч е с к и й с по с о б з е м е л ь ных у ч а с т ко в п р о е кт ир о в а н ия границ В землеустроительной практике встречаются случаи, при которых проектирование земельных участков заданной площади выполняют графическим способом. В этом случае размежевываемый, т. е. разделяемый, земельный участок и его граница должны быть отображены на топографических планах (картах) определенного масштаба. В графическом способе необходимые для проектирования исходные геометрические характеристики границы участка (горизонтальные проложения отдельных звеньев и горизонтальные углы между ними) получают путем измерений по картам (планам) или соответствующих вычислений по координатам, измеренным по планово-картографической основе. Проектируют земельные участки графическим способом, как правило, в два этапа. На первом из них, в соответствии с заданием, намечают на плане (карте) примерное положение линии раздела. Затем определяют площадь предварительно спроектированного участка. На втором этапе проектируют недостающую или избыточную площадь по отношению к ее проектным данным. Так, при геометрическом проектировании земельного участка заданной площади Рпр в виде трапеции положение границы АВ (рисунок 29) находят методом приближений. Рисунок 29- Проектирование графическим способом 71 Для этого проводят перпендикуляр Н—Н' к основанию 2—3 и «на глаз» определяют положение средней линии трапеции, площадь которой приближенно равна заданному значению. Измерив по плану длину средней линии S1 вычисляют первое приближенное значение высоты h1 = Pnp/S1 и откладывают ее по линии Н—Н', получая точку К1.. Разделив отрезок НК1 пополам, намечают второе приближенное положение средней линии, измеряют значение S2, вычисляют h 2 = Рпр/ S2 и откладывают ее по линии Н—Н', получая точку К2. Так поступают до тех пор, пока разность | hn — hn - 1 | < 0,2 мм в масштабе плана, где п — номер последнего приближения. Отложив высоту hn, отмечают точку Кп, проводят через нее линию параллельно основанию 2—3, получают проектные точки А и В, а затем по плану измеряют боковые стороны c и d запроектированного земельного участка, которые используют для его перенесения в натуру. Контрольные вопросы 1. Какие существуют методы определения площадей? Сопоставьте эти методы по точности. 2. В чем сущность аналитического метода определения площади? 3. В каких случаях применяют графический, и в каких — механический методы определения площади? 5. В чем заключается основное содержание проектирования? 6. Какие способы проектирования существуют и их характеристика? 7. Какие варианты расположения границ земельного участка возможны при проектировании? 8. Какие вычисления необходимо выполнить при проектировании границ земельного участка треугольником? ЛЕКЦИЯ 8 ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ ПРИ ПЕРЕНЕСЕНИИ НА МЕСТНОСТЬ ПРОЕКТНЫХ ГРАНИЦ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ 8 . 1 Су щ но с т ь г е о д е з ич е с ких р а б о т п р и пе р е не с е ни и на м е с т но с т ь пр о е к т н ых г р а н иц з е м е л ь н ых у ч а с т к о в Обозначению на местности границ вновь создаваемых земельных участков предшествуют работы, связанные с перенесением проекта на местность. Сущность этих работ заключается в определении на местности месторасположения проектных границ земельных участков, а также других проектных объектов (зданий, сооружений, осей улиц, проездов и пр.), 72 показанных на землеустроительной и градостроительной документации, связанной с перераспределением земель в кадастровом районе или квартале. Перенесение проектов на местность представляет собой процесс, обратный топографической съемке, при которой, как известно, определяется месторасположение физически существующих на местности объектов и предметов, а также создается цифровая модель рельефа. При выносе в натуру проектов границ земельных участков проектной точки на местности физически не существует, однако ее проектное месторасположение известно (задано) и, следовательно, в процессе геодезических разбивочных работ может быть закреплено (указано) на местности. Исходными данными при геодезических разбивочных работах служат сведения государственного земельного кадастра, например в форме плоских прямоугольных координат ранее установленных межевых знаков, а также плоские прямоугольные координаты соответствующих проектных точек, полученные при проектировании границы земельного участка. Точность выноса на местность соответствующих проектных точек зависит как от точности исходных данных, так и точности геодезических измерений (построений). От точности геодезических построений зависит точность положение проектной точки относительно ближайшего пункта межевой съемочной или иной геодезической сети, используемой при геодезических разбивочных работах. Элементы геодезических разбивочных работ следующие: 1.Построение на местности проектного горизонтального угла. 2.Отложение на местности проектного расстояния (отрезка). 3 Перенесение на местность проектных отметок и линий проектных уклонов. Исходные данные для перенесения проектных точек на местность следующие: -координаты соответствующих проектных точек, полученные при проектировании, например границы земельного участка; - пункты межевой съемочной сети. Координаты проектных точек и пунктов межевой съемочной сети должны быть заданы в единой системе координат. В зависимости от требований к точности разбивки проектные точки на местности закрепляют деревянными кольями, металлическими костылями и штырями, дюбелями и т. п. Плановое положение проектных точек при их выносе на местность можно получить различными способами: полярных и прямоугольных координат, прямой угловой засечки, линейной засечки, проектного хода, промеров по створу и др. Применение каждого из способов диктуется топографическими условиями местности, густотой исходных пунктов, конфигурацией проектных объектов и другими факторами. Независимо от выбранного способа выноса на местность проектных точек до начала полевых работ в камеральных условиях вычисляют 73 соответствующие проектные значения горизонтальных углов β и расстояний d. По полученным данным должен быть составлен разбивочный чертеж выноса в натуру проектных точек, являющийся одним из основных графических документов, включаемых в состав проекта производства разбивочных работ. 8 . 2 П е р е н е с е н ие в на т у р у п р о е кт н ых т о ч е к с по с о б о м п р ям о у г о л ь ных и по л я р н ых ко о р д и на т Сущность работы по перенесению на местность проектной точки Р заключается в построении проектного горизонтального угла β или β1 и откладывании по полученному направлению проектного расстояния d. Точность определения положения на местности точки P относительно исходной точки l будет зависеть от точности построения проектного угла и отложения проектного расстояния, а также фиксации положения проектной точки на местности. С одного исходного пункта полярным способом можно перенести не одну, а несколько проектных точек, которые на местности могут служить, например, поворотными точками границы земельного участка и пр. Способ прямоугольных координат используют в том случае, когда на местности положение проектной точки Р может быть определено от исходной линии, например АВ, с помощью двух отрезков D1 = х и D2 = y, один из которых откладывают по направлению линии АВ, а другой D2 — по перпендикуляру к ней (рисунок 30). Рисунок 30 - Способ прямоугольных координат Полевые работы при реализации рассматриваемого способа сводятся к следующему. От исходной точки геодезической сети в створе направления АВ откладывают отрезок D1 и намечают на исходной линии точку О. В этой точке строят прямой угол и по полученному направлению откладывают отрезок D2, конец которого закрепляют знаком. В результате на местности получают проектную точку Р. Прямой угол с вершиной в точке О можно построить в зависимости от требуемой точности различными способами. Так, при работах технической точности, если отрезок D2 окажется менее 5 м, то прямой угол можно построить с помощью рулетки. В том случае, когда 5 м < D2 < 25 м, для 74 построения прямого угла можно применить экер, а во всех остальных случаях при работе нужно использовать теодолит. Точность положения точки Р относительно исходной линии на местности зависит главным образом от точности откладывания проектных расстояний, построения прямого угла и длины проектных отрезков. Сущность работы по перенесению на местность способом полярных координат проектной точки Р (рисунок 31) заключается в построении проектного горизонтального угла Р или Pi и откладывании по полученному направлению проектного расстояния D. Точность определения положения на местности точки Р относительно исходной точки А будет зависеть от точности построения проектного угла и отложения проектного расстояния, а также фиксации положения проектной точки на местности. Рисунок 31 - Способ полярных координат 8 . 3 П е р е н е с е н ие в на т у р у п р о е кт н ых т о ч е к с по с о б о м п р ям о й у г л о в ой и л и не й но й з а с е ч е к. В том случае, когда на местности имеется густая сеть исходных пунктов или невозможно провести соответствующие линейные измерения, применяют способ прямой угловой засечки (рисунок 32). Камеральные работы по подготовке исходных данных для перенесения проекта заключаются в вычислении проектных горизонтальных углов β1 β2 и β3 по дирекционным углам соответствующих направлений. При этом проектный угол β3 необходим для контроля полевых построений. Построения проектных углов на местности выполняют одним или двумя теодолитами. Для этого в каждом из пунктов А и В строят при двух положениях вертикального круга соответственно проектные горизонтальные углы β1 и β2.Положение проектной точки Р получают на пересечении направлений 1Р и 2Р, его достигают следующим образом. В месте примерного пересечения лучей на каждом из направлений 1Р и 2Р намечают по две точки с и с', d и d1. Затем натягивают тонкий шпагат 75 соответственно между точками с и с', d и d1 и в пересечении отмечают на местности положение точки Р. Рисунок 32 - Способ прямой угловой засечки Точность перенесения точки Р на местность этим способом зависит главным образом от точности построения проектных углов, значения угла φ при выносимой в натуру точке Р и расстояний а и b от исходных пунктов до определяемой точки. Способ линейной засечки применяют в том случае, когда на местности имеется достаточно плотная сеть исходных геодезических пунктов и расстояния от них до проектных точек не превышают 10- 20 м. Камеральные работы заключаются в вычислении путем решения обратной геодезической задачи расстояний а и b. На местности выполняют следующие работы. От исходных пунктов А и В с помощью рулетки радиусами, равными отрезкам а и b, описывают дуги, в месте пересечения которых будет находиться проектная точка Р, ее положение на местности закрепляют геодезическим знаком. Для повышения точности определения месторасположения точки Р необходимо, чтобы угол φ был не менее 40° и не более 140°. Наилучшим вариантом в этом случае будет тот, при котором угол φ =90°. Для контроля выноса в натуру проектной точки необходимо иметь еще одну дополнительную исходную точку С и от нее измерить расстояние до проектной точки Р (рисунок 33 ). Точность перенесения точки Р на местность зависит от точки отложения длины отрезков а и b и значения угла φ при этой точке. Рисунок 33 - Способ линейной засечки (КЖ — каменный жилой дом) 76 8 . 4 П е р е не с е ни е в на т у р у с по с о б о м пр о е кт но г о т е о д о л ит но г о ( п о л и г о но м е т р ич е с ко г о ) х о д а Этот способ удобно применять на открытой местности при выносе в натуру проектов границ земельных участков. Проектный теодолитный ход, опирающийся на исходные линии 1,2 и 3,4 геодезической сети показан на рисунке 32. Точки Р1 , Р2, Р3, Р4 — проектные, их нужно перенести на местность. Исходными данными при выносе в натуру проектных точек служат их проектные координаты. Камеральные работы по подготовке исходных данных для перенесения на местность этих точек способом проектного теодолитного хода заключаются в следующем: решают обратные геодезические задачи по направлениям 2Р1, Р1 Р2,...,Р4Р3, в результате чего получают дирекционные углы этих линий и горизонтальные проложения между проектными точками; вычисляют правые (левые) по ходу лежащие горизонтальные проектные углы (условное направление проектного хода на рисунке 32 показано стрелкой). Например, проектный правый горизонтальный угол β1 (I = 1,2,…,n) равен дирекционному углу предыдущей линии минус дирекционный угол последующей линии плюс 180° (направление линий совпадает с направлением хода), т. Е. для случая, изображенного на рисунке, получим: 180° β1=ά12-ά2-p2+1800 β2=ά2p1-άp1-p2+1800 (39) β 6=άp43-ά34+180 Вычисления проектных горизонтальных углов контролируют по равенству i=n ∑β i =1 i = α НАЧ + 1800 n − α КОN (40) где ά нач — дирекционный угол начальной линии (ά нач = ά12); (ά кон — дирекционный угол конечной линии (ά кон = ά34); переходят по формуле от горизонтальных проложений линий к их длинам на местности, если это необходимо. Перенесение проектного теодолитного хода на местность начинают с исходного пункта, положение которого на местности известно. Пусть для случая, изображенного на рисунке 34, таким пунктом будет исходный пункт 2. Установив теодолит над этим пунктом, строят при двух положениях круга горизонтальный угол β1, а затем по полученному направлению откладывают длину проектной линии D, в результате чего получают предварительное положение точки Р на местности. Затем в этой точке устанавливают теодолит и работу продолжают в прежнем порядке. Получив на местности положение последней точки Р4, строят угол β5 и откладывают проектное расстояние D до исходного пункта 3. 77 Рисунок 34 - Способ проектного теодолитного хода 1 — проектное положение границы земельного участка В результате ошибок построения проектных углов и отложения проектных расстояний линий точка 3, полученная путем построения проектного теодолитного хода, может не совпасть с пунктом на местности, в результате чего образуется невязка fs, которая не должна превышать ее допустимого значения fsдоп. Проектный теодолитный ход увязывают по способу параллельных линий непосредственно на местности. Для этого измеряют магнитный азимут (с помощью компаса или буссоли) невязки fs в направлении к точке 3. Затем каждую из предварительно вынесенных на местность проектных точек Р1 , Р2, Р3 и Р4 перемещают по полученному направлению, зафиксированному измеренным значением магнитного азимута, на значение поправки S пропорционально расстоянию от начального исходного пункта. Окончательное положение проектных точек закрепляют знаками (кольями и т. п.). Точность положения проектных отметок на местности зависит от точности построения проектных углов, отложения длины проектных линий. Наибольшую ошибку следует ожидать в середине теодолитного хода. 8 . 5 П е р е не с е ние в на т у р у с по с о б о м пр о м е р о в п о с т в о р у Перенесение проекта в натуру производится согласно разбивочному чертежу, на котором отмечена исходная точка, направление движения мерного прибора, записаны все промеры между проектными и опорными точками, определяющие положение проектных точек (рисунок 35). На концах каждой опорной линии, на которой получают положение проектных точек, устанавливают вехи, длинные линии провешивают. Линии при перенесении проекта отмеряют от одной опорной точки до другой в направлении, указанном на разбивочном чертеже, при этом место постановки знака, согласно промеру, временно закрепляют колом. Если линия проходит по наклонной местности, то кол, а с ним и мерный прибор передвигают вперед на величину поправки за наклон в длину данного промера. Если проектирование выполнялось графическим или 78 механическим способом и не производились вычисления для соблюдения строгой параллельности сторон участков, то поправку за наклон вводят при углах наклона более 5°, а при аналитическом способе проектирования— более 1,5°. Достигнув конца опорной линии, записывают на разбивочном чертеже результат ее измерения, который, из-за погрешностей, будет отличаться от контрольного промера, записанного на разбивочном чертеже при его составлении. Если измерение опорной линии до перенесения и в процессе перенесения проекта выполнялось с одинаковой точностью, то полученная разность результатов измерения не должна превышать допускаемого расхождения между двумя измерениями. Расхождения могут быть большими, если результаты измерения опорных линий неравноточные, например, при составлении разбивочного чертежа длина опорной линии получена по проектному плану графически. Если опорными являются контурные точки, то это расхождение допускается до 1мм на плане. Если проектирование выполнялось аналитическим способом или производились вычисления, обеспечивающие строгую параллельность сторон участков, то расхождение, не превышающее 1 /1000 ширины проектируемых участков, не указывают, т. е. положение проектных точек, закрепленных кольями, не перемещают. Расхождение, превышающее указанный предел, увязывают путем передвижки кольев в створе опорной линии пропорционально сумме промеров от начала опорной линии. Если проектирование производилось графическим или механическим способом без вычисления, обеспечивающего параллельность сторон участка, то расхождение, не превышающее точности масштаба (0,1мм на плане), не увязывают. Если расхождение равно удвоенной точности масштаба, то поправки вводят в положение двух последних проектных точек. При расхождении, превышающем удвоенную точность масштаба, поправки вводят пропорционально сумме промеров от начала опорной линии. Сущность работы заключается в определении на местности положения проектных точек Р1, Р2, Р3, Р4 которые получаются при проектировании земельных участков в результате пересечения исходной прямой линии 1,2 с проектными линиями. Рисунок 35 - Способ промеров по створу 79 В камеральных условиях аналитически из решения соответствующих обратных геодезических задач или по данным проекта определяют отрезки S1 S2,…,Sn. Для контроля необходимо иметь исходную длину всего отрезка 1,2. В горизонтальные проложения Sj (j = 1,2,...,п) для перехода к длине Dj линии на местности при необходимости вводят соответствующие поправки, входящие в формулу. В полевых условиях инструментально провешивают исходную линию и откладывают в ее створе отрезки Dj. В соответствующих местах забивают колья. Относительное расхождение отложенной длины всей линии и той, которая получена в камеральных условиях, не должно превышать своего допустимого значения. Если расхождение допустимо, то каждую из первоначально намеченных точек Р1, Р2, ..., Р4 передвигают вдоль опорной линии в соответствующем направлении на значение поправки, прямо пропорциональной расстоянию от точки Pj до исходного пункта. В результате этой работы получают окончательное положение проектных точек, которые закрепляют на местности соответствующими знаками. 8 .6 У г л о м е р ный м е т о д В зависимости от расположения проектных точек относительно пунктов геодезического обоснования в практике перенесения проекта в натуру теодолитом могут быть два случая определения положения проектных точек на местности: 1) с одной станции полярным способом; 2) с нескольких станций, образующих проектный теодолитный ход. При полярном способе проектным является угол β (рисунок 36), который строят на местности в исходной точке А и проектным расстоянием—отрезок Aa = s, отмеряемый на местности для получения положения проектной точки а. Величины β и s могут быть заданными по проекту в числовом выражении, вычислены в процессе проектирования или определены графически по плану. Рисунок 36 - Схема построения проектного угла Для построения угла β выверенный теодолит устанавливают в исходной точке А. Если β является левым углом, как на рисунок 36, то, 80 учитывая, что деления на лимбе подписаны по ходу часовой стрелки, нулевой штрих алидады совмещают с нулевым штрихом лимба и, вращая лимб (вместе с алидадой), наводят зрительную трубу по исходному направлению на точку В. Затем открепляют алидаду и вращают ее до совмещения штриха алидады со штрихом лимба, обозначающим величину угла β. При этом зрительная труба будет направлена на проектную точку а. Если строится правый угол λ, то нулевой штрих алидады совмещают со штрихом лимба, обозначающим величину угла λ, и вращая лимб (вместе с алидадой), наводят зрительную трубу по исходному направлению на точку В. Затем открепляют алидаду и вращают ее до совмещения штриха алидады с нулевым штрихом лимба. При этом положении зрительная труба укажет на проектную точку а. В указанном направлении на расстоянии несколько большем, чем длина линии s ставят по теодолиту вехи, одну в результате построения правого угла λ, другую — левого угла β и из двух положений вех определяют среднее. После этого от точки А отмеряют расстояние s и в конце его по теодолиту устанавливают знак, закрепляющий положение точки а. Отмеренное расстояние контролируют повторным измерением. Контрольные вопросы 1. В чем заключается геометрическая сущность перенесения проектных точек в натуру? 2. В чем отличие процессов перенесения проекта в натуру и съемки местности? 3. Назовите методы перенесения проекта в натуру и случаи, в которых они применяются. 4. Как определяются проектные величины расстояний (промеров) и углов, необходимые для перенесения проекта в натуру, при разных способах проектирования участков? 5. Опишите два способа графического определения проектных расстояний и углов для перенесения проекта в натуру угломерным способом (построением проектного теодолитного хода). 6. Опишите порядок построения проектного теодолитного хода на местности и его увязки. 7. Приведите числовые примеры расчета ожидаемой линейной невязки проектного теодолитного хода для обоих способов определения проектных расстояний и углов. 8. Опишите назначение разбивочного чертежа для перенесения проекта в натуру и процесс его составления. 9. Каковы особенности перенесения проекта в натуру по материалам аэрофотосъемки? 81 Список терминов Восстановление границы земельного участка — определение на местности положения границы земельного участка по сведениям государственного земельного кадастра. Геодезическая сеть — сеть закрепленных точек земной поверхности, положение которых определено в общей для них системе геодезических координат. Геодезический пункт — пункт геодезической сети. Геодезический спутниковый приемник — приемник, обеспечивающий прием кодово-фазовой информации, передаваемой со спутника, предназначенной для выполнения геодезических работ. Геоинформационная система — автоматизированная система, предназначенная для сбора, обработки, анализа, моделирования и отображения данных, а также решения информационных и расчетных задач с использованием цифровой картографической, аналоговой и текстовой информации. Глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) — система, состоящая из созвездия навигационных спутников, службы контроля и управления, а также аппаратуры пользователя, позволяющая определять местоположение (координаты) точки в принятой системе координат. ГЛОНАСС— ГНСС, разработанная в России, GРS — ГНСС, разработанная в США. Граница — предел прав. Граница геодезического пункта — канава или вал внешнего оформления геодезического пункта. Граница земельного участка — условная линия раздела между территориями смежных земельных участков, а также территориями земельного участка и территориальной зоны. Границы зоны — условная линия раздела между территориями смежных территориальных зон, установленная при зонировании земель. Данные — информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном участии человека. Дежурная кадастровая карта — сложный документ, воспроизводящий в графической и текстовой формах сведения о местоположении земельных участков и территориальных зон. Землеустроительная документация — документы, полученные в результате проведения землеустройства. 82 Земной эллипсоид — эллипсоид вращения, форма и размеры которого близки к форме и размерам геоида. Карта (план) объекта землеустройства — документ, отображающий в графической форме размер, границы объекта землеустройства, границы ограниченных частей объекта землеустройства, а также размещение объектов недвижимости, прочно связанных с землей. Карта топографическая — построенное в картографической проекции, уменьшенное, обобщенное изображение поверхности Земли, поверхности другого небесного тела или внеземного пространства, на которой показано расположение объектов в определенной системе условных знаков. Картографическая сетка — изображение сетки меридианов и параллелей на карте. Картометрия — метод сбора метрической и семантической информации об объектах местности и недвижимости по картам (планам). Каталог пунктов опорной межевой сети — систематизированный список пунктов опорной межевой сети, расположенных на территории кадастрового округа, в котором для каждого пункта указан его номер, название и класс, плоские прямоугольные координаты в местной системе координат, а также высота центра пункта. Каталог цифровых и электронных карт — систематизированное описание баз цифровой картографической информации, достаточное для доступа к цифровым и электронным картам. Марка центра пункта ОМС— деталь центра пункта опорной межевой сети, имеющая метку, к которой относят его плоские прямоугольные координаты и высоту. Межевание земельного участка — работы по установлению на местности границ земельного участка с закреплением таких границ межевыми знаками и определению их плоских прямоугольных координат. Межевая съемочная сеть (МСС) — геодезическая сеть сгущения, создаваемая для межевания земельных участков, инвентаризации земель и выполнения других работ по созданию государственного кадастра объектов недвижимости. Межевая съемка объекта недвижимости — определение плоских прямоугольных координат характерных точек объекта недвижимости геодезическими методами с точностью, соответствующей требованиям действующих нормативно-технических документов. Межевой знак — искусственный предмет, закрепляющий на местности положение поворотной точки границы земельного участка. 83 Местная система координат — система плоских прямоугольных координат с местными координатными сетками. Метаданные электронных карт — данные, которые позволяют описывать объект, содержание, положение в пространстве, качество (точность, полноту, достоверность и современность), а также другие характеристики электронных карт. Метрическая информация — информация, выработанная измерением и отражающая численные значения измеримых элементов объекта и его измеримых характеристик. Навигационный спутник — спутник, который излучает радиосигнал, содержащий навигационную информацию, прием которой необходим для определения местоположения (координат) точки в принятой системе координат. Направление границы земельного участка — параметр, характеризующий направление границы земельного участка в ее поворотной точке по отношению к странам света. Наружный обмер объекта недвижимости — обмер строения выше цоколя на уровне окон первого этажа по всему периметру стен. Недвижимое имущество (недвижимость) — земельные участки, участки недр, обособленные водные объекты и все, что прочно связано с землей, т. е. объекты, перемещение которых без соразмерного ущерба их назначению невозможно, в том числе леса, многолетние насаждения, здания, сооружения. Обременение — земельное ограничительное отношение, связанное с залогом, наследованием, временным использованием, арестом земель и тому подобным отношением. Объекты землеустройства — территории субъектов Российской Федерации, территории муниципальных образований и других административно-территориальных образований, территориальные зоны, земельные участки, а также части указанных территорий, зон и участков. Ограничение — земельное ограничительное отношение, связанное с правовым зонированием территории. Описание границ — текстовое описание положения на местности всех образуемых при межевании участков границ, показанных на чертеже земельных участков в объеме, необходимом для внесения этих сведений в государственный реестр земель кадастрового района. Опорная межевая сеть (ОМС) — геодезическая сеть специального назначения, создаваемая для координатно-временного обеспечения государственного кадастра объектов недвижимости, государственного 84 земельного кадастра, государственного мониторинга земель и землеустройства. Определение местоположения — нахождение геодезических или плоских прямоугольных координат места установки геодезического или навигационного прибора. Относительные (спутниковые) определения — определение разности координат между пунктами. Охранная зона геодезического пункта — земельный участок, на котором расположен геодезический пункт (полоса земли установленной ширины, примыкающая с внешней стороны к границе пункта). Первичная карта — карта, полученная в результате съемки или составленная по материалам, не являющимся картами. План (топографический) — картографическое изображение на плоскости в ортогональной проекции в крупном масштабе ограниченного участка местности, в пределах которого кривизну уровенной поверхности не учитывают. План границ земельного участка — документ, отражающий в определенном масштабе местоположение границы земельного участка, а также его размеры в виде площади, дирекционных углов и горизонтальных проложений. Плоские прямоугольные геодезические координаты— прямоугольные координаты на плоскости в системе принятой картографической проекции. Поворотная точка границы земельного участка — точка, в которой изменяется направление границы земельного участка. Позиционирование (GPS-метод) —определение местоположения объектов местности или недвижимости с использованием спутниковых систем геодезического назначения. Пространственные данные — сведения, которые характеризуют местоположение и геометрическое описание объектов в пространстве и относительно друг друга. Прямоугольная сетка— координатная сетка в системе плоских прямоугольных координат в данной картографической проекции. Референц-эллипсоид — земной эллипсоид, принятый для обработки геодезических измерений и установки системы геодезических координат. Сведения ГЗК— документированные сведения о местоположении, целевом назначении и правовом положении земель Российской Федерации, а также о территориальных зонах, наличии расположенных на них земельных участках и прочно связанных с этими земельными участками объектов недвижимости. 85 Сведения о земельных участках — описание характеристик земельных участков в объеме, предусмотренном для внесения этих сведений в государственный реестр земель кадастрового района. Сведения о местоположении границ земельного участка упорядоченный массив плоских прямоугольных координат граничных точек земельного участка. Сеанс спутниковых наблюдений — непрерывная регистрация сигналов навигационных спутников с помощью приемников спутниковых сигналов в течение времени, необходимого для решения поставленной задачи. Семантическая информация — информация, отражающая сущность и характеристики объекта. Сервитут — земельное ограничительное отношение, связанное с правом стороннего субъекта (субъектов) частичного пользования. Сжатие эллипсоида — параметр, характеризующий фигуру эллипсоида. Система ПЗ-90 —российская система геодезических параметров Земли 1990г., используемая в ГЛОНАСС. Система WGS-84 — всемирная система геодезических параметров Земли, используемая в GPS. Спутниковая технология — получение плоских прямоугольных геодезических координат и нормальных высот точек местности с использованием ГНСС и системы соответствующей вычислительной обработки (ЭВМ и программное обеспечение). Статический режим относительных определений — порядок выполнения спутниковых наблюдений на двух пунктах с целью определения их относительного положения и заключающийся в непрерывной регистрации на этих пунктах сигналов не менее чем четырех одноименных навигационных спутников. Статический способ абсолютных определений - порядок выполнения спутниковых наблюдений, заключающийся в проведении на определяемой точке непрерывной регистрации сигналов достаточного числа навигационных спутников. Территориальная зона — часть территории, имеющая особый правовой режим использования расположенных на ней земельных участков и границы которой определены при зонировании земель в соответствии с законодательством. Топографическая поверхность — поверхность, образование которой не подчинено какому-либо геометрическому закону, например поверхность земной коры и др. 86 Уровенная поверхность — выпуклая поверхность, касательная к которой в любой точке перпендикулярна направлению отвесной линии. Установление границы земельного участка— комплекс правовых, землеустроительных и других действий, целью которых является выработка и формирование сведений о границе земельного участка. Физическая площадь земельного участка — часть топографической поверхности внутри замкнутой границы земельного участка. Цифровая карта — цифровая картографическая модель, содержание которой соответствует содержанию плана определенного вида и масштаба. Цифровая модель местности (ЦММ) — цифровая картографическая модель, содержащая данные об объектах местности и се характеристиках. Цифровая модель объектов местности — цифровая модель местности, содержащая информацию о плановом и высотном положении объектов местности, кроме рельефа. Цифровая модель рельефа - логико-математическое представление рельефа цифровой форме. Чертеж границ земельного участка — графическое ориентированное по сторонам света изображение границы земельного участка на плоскости в произвольном, удобном для пользования масштабе. Чертеж земельных участков — графическое описание земельных участков и их частей в объеме, необходимом для внесения этих сведений в государственный реестр земель кадастрового района. Электронная карта — цифровая картографическая модель, визуализированная или подготовленная в визуализации на экране средствами отображения информации в специальной системе условных знаков, содержание которой соответствует содержанию карты определенного вида и масштаба. Эпоха — момент времени, в который спутник находится в некоторой точке орбиты. 87 ЛИТЕРАТУРА 1. РФ Комитет по земельным ресурсам и землеустройству. Инструкция по межеванию земель. – М.: Роскомзем, 1996. – 30 с. 2. РФ Комитет по земельным ресурсам и землеустройству. Методические рекомендации по проведению межевания объектов землеустройства. – М.: Росземкадастр, 2003. – 18с. 3. Дементьев В.Е. Современная геодезическая техника и ее применение. / В.Е. Дементьев – Тверь, ООО ИПП «АЛЕН», 2006. – 592 с. 4. Неумывакин Ю.К. Земельно-кадастровые геодезические работы. / Ю.К. Неумывакин, М.И. Перский – М.: КолосС, 2006. – 184 с. 5. Киселев, М.И. Геодезия: учебник для вузов/ М.И.Киселев, Д.Ш.Михелев. - 4-е изд., стереотип. - М.: Академия, 2008. - 382с. - Гриф Мин. образ. 6. Маслов, А.В. Геодезия : учебник для вузов по спец. : 120301 «Землеустройство», 120302 « Земельный кадастр», 120303 « Городской кадастр» / А.В .Маслов, А.В.Гордеев, Ю.Г.Батраков. - 6-е изд., перераб. и доп. - М. : Колос С, 2008. - 598с. - ( учебники и учеб. пособия для студ. вузов). 7. Поклад Г.Г. Геодезия: учеб. пособие для вузов по направл. 120300 - «Землеустройство и зем. кадастр» и спец. 120301 «Землеустройство»,120302 «Зем. кадастр», 120303 - «Городской кадастр» / Г.Г. Поклад. СП. Гриднев. - 3-е изд., перераб. и доп.. - М. : Академ. Проект : парадигма. 2011. - 538с. - ( Gaudeamus : Библиотека геодезиста и картографа). - Гриф УМО. -ISBN 978-5-8291-1321-6 : 8. Попов В.Н. Геодезия [Электронный ресурс]: учебник для вузов / В.Н. Попов, С.И.Чекалин - Электрон, дан.- М.: «Горная книга», 2007.Режим доступа: http: // www. knigafund.ru - 14.06. 2013. 9. Золотова Е.В. Геодезия с основами кадастра [Электронный ресурс]: учебник для вузов/ Золотова Е.В., Скогорева Р.Н. - 2-е изд., испр Электрон. дан.- М.: Академический проект; Фонд «Мир», 2012.- Режим доступа: http: // www. biblioklub.ru -14.06.2013 88 Учебное издание Лукьянченко Елена Павловна ЗЕМЕЛЬНО-КАДАСТРОВЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ КУРС ЛЕКЦИЙ рекомендован для бакалавров направления 120700.62 «Землеустройство и кадастры», профиля 120702.62 «Земельный кадастр» и профиля 120704.62 «Кадастр недвижимости» Компьютерный набор Лукьянченко М.А. Подписано к печати Формат Объем п.л. Тираж экз. Заказ № Отдел оперативной полиграфии ФГБОУ ВПО НГМА 364428, г. Новочеркасск, ул. Пушкинская 111

Рекомендованные лекции

Смотреть все
Геодезия

Геодезические работы для земельного кадастра

Московский Государственный Университет Геодезии и Картографии (МИИГАиК) Кафедра Прикладной геодезии Дисциплина «Прикладная геодезия» Лекция по теме №4...

Автор лекции

Максимова М.В.

Авторы

Геодезия

Инвентаризация и межевание земель населенных пунктов. Документы, представляемые для осуществления государственного кадастрового учета и (или) государственной регистрации прав

 8.5 ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ И МЕЖЕВАНИЕ ЗЕМЕЛЬ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ. ДОКУМЕНТЫ, ПРЕДСТАВЛЯЕМЫЕ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО КАДАСТРОВОГО УЧЕТА И (ИЛИ) ГО...

Землеустройство и кадастр

О федеральной целевой программе "Развитие единой государственной системы регистрации прав и кадастрового учета недвижимости (2014 - 2020 годы

Постановление Правительства РФ от 10.10.2013 N 903 (ред. от 21.12.2018) "О федеральной целевой программе "Развитие единой государственной системы реги...

Геодезия

Дешифрирование материалов аэро- и космической съемки для целей инвентаризации земель населенных пунктов

Лекция №9 ДЕШИФРИРОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ АЭРО- И КОСМИЧЕСКОЙ СЪЁМКИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ЗЕМЕЛЬ НАСЕЛЁННЫХ ПУНКТОВ Основные вопросы: 1. Задачи и содерж...

Геодезия

Геодезия

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «СИ...

Автор лекции

Обиденко В. И., Скрипников В. А.

Авторы

Право и юриспруденция

Правовое регулирование земельно-имущественных отношений

ЛЕКЦИИ По дисциплине «Правовое регулирование земельно-имущественных отношений» Содержание Введение 6 1. Отношения в сфере Государственного кадастровог...

Экономика предприятия

Кадастровая деятельность в РФ

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «СИ...

Геодезия

Общие принципы дешифрирования материалов аэрокосмических снимков

Лекция №7 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ДЕШИФРИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ АЭРО-КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ Основные вопросы: 1. Дешифрирование. 2. Виды, методы и способы дешифрирова...

Геодезия

Системы координат, применяемые в геодезии

Лекция 1 Системы координат, применяемые в геодезии 1. Параметры земного эллипсоида Геодезия – научная и практическая дисциплина, занимающаяся простран...

Статистика

Антагонистические игры; игры с природой

Программное обеспечение систем автоматизации землеустроительных работ. План лекции: 1.  Общие понятия 2.  .Роль географических информационных систем в...

Смотреть все