Роль геодезических работ при землеустройстве при решении задач Федерального закона «О государственном земельном кадастре»

Продукция геодезических работ в виде планов, карт и числовых величин (координат и высот точек) земной поверхности имеет большое применение в различных отраслях народного хозяйства. Всякое сооружение надо проектировать с учетом имеющихся контуров, неровностей земли, водных источников, почвы, грунта и т.д. Поэтому, прежде чем проектировать сооружение, надо изучить территорию, составить план местности и получить много других материалов.

1.1. Общие сведения о землеустройстве. Объекты проектирования

Государство ведет учет земли, отводит участки промышленным предприятиям, школам, больницам, гражданам, проводит землеустройство и т. д. Для решения этих задач нужны планы и числовые величины многих точек земной поверхности.

Сельскохозяйственное производство основано на использовании земли как одного из основных средств этого производства. Развивающиеся производительные силы и производственные отношения требуют вовлечения в активное производство все новых и новых земель, создания новых хозяйств, расширения объема производства существующих предприятий, интенсивного использования производительных свойств земли. Все это связано с новым устройством или переустройством территории— с землеустройством.

Различают два вида землеустройства: межхозяйственное и внутрихозяйственное.

Наиболее важные мероприятия по межхозяйственному землеустройству следующие:

а) образование вновь и изменение существующих землепользований организаций, предприятий и учреждений;

б) устранение недостатков землепользований: вклиниваний, вкрапливаний, чересполосицы;

в) переустройство землепользований в районах гидротехнического строительства.

Внутрихозяйственное землеустройство проводится в колхозах, совхозах и других сельскохозяйственных предприятиях.

Составными частями и элементами внутрихозяйственного землеустройства землепользований являются:

1) размещение отделений (ферм) и хозяйственных центров, включая центральную усадьбу, усадьбы отделений (ферм), распределение территорий между отделениями;

2) размещение магистральной дорожной сети;

З) организация угодий и севооборотов;

4) организация территории севооборотов, т. е. размещение полей оборотов, бригадных участков, защитных полос, полевых дорог, водных сооружений;

5) организация территории садов и виноградников с теми же элементами, как и при внутрихозяйственном землеустройстве колхозов;

б) организация территории сенокосов — размещение сенокосных участков, дорог и водных сооружений;

7) организация территории пастбищ с теми же элементами, как при внутрихозяйственном землеустройстве колхозов.

Огромное значение для сельского и народного хозяйства страны имеет государственный земельный учет, систематически проводимый землеустроительными органами.

С внутрихозяйственным землеустройством колхозов и совхозов тесно связана планировка сельских населенных мест, т. е. размещение на территории населенного места улиц, жилых кварталов, производственных, административных, культурно-бытовых и жилых зданий, также сооружений по благоустройству в соответствии с требованиями, для производственной деятельности сельскохозяйственного предприятия, условиями жизни людей.

Большое значение при проведении землеустроительных мероприятий имеют мелиорации, представляющие систему организационно-хозяйственных и технических мероприятий, направленных на коренное изменение неблагоприятных природных условий сельскохозяйственных земель путем изменения и регулирования, главным образом, их водного режима. Другими словами, мелиоративные мероприятия направлены на поддержание оптимальной влажности в почвенном слое, необходимой для наилучшего развития растений. Это достигается путем применения агротехнических, агромелиоративных и агротехнических приемов. К агротехническим приемам относятся оросительные и осушительные мелиорации.

Оросительными мелиорациями называют искусственное введение воды в почву при помощи оросительных систем в виде головных (водозаборных) сооружений, собирающих воду из источника орошения (реки, озера, водохранилища); постоянных и временных оросительных каналов; гидротехнических сооружений (водовыпуски, вододелители, перепады, трубы, акведуки).

Осушительными мелиорациями называют мероприятия по устранению избытка воды с территории, используемой в сельском хозяйстве, при помощи осушительных систем. Осушительные системы могут быть в виде открытых каналов и закрытых дрен (регулирующая часть дрены), переводящих воду из состояния влажности в почвах в состояние каналов (проводящая часть системы), назначение которых сводится к своевременному и быстрому отводу собранных поверхностных и грунтовых вод в водоприемник.

При проведении землеустроительных работ на орошаемых или осушаемых землях стремятся совмещать границы проектируемых участков с проектируемыми каналами мелиоративных систем.

С землеустроительными мероприятиями тесно связано проведение работ по сельскохозяйственному обводнению и водоснабжению, которое, помимо сооружения различного рода колодцев, каналов, насосных станций, водопроводов и прочего, состоят в устройстве прудов (водоемов).

Таким образом, объектами проектирования при составлении землеустроительных проектов являются участки селений, хозяйственных и производственных центров, массивы угодий и севооборотов, поля севооборотов, бригадные, гуртовые и другие участки, дороги, защитные полосы и пр.; при составлении проектов планировки населенных мест — кварталы, улицы, постройки; в мелиоративных проектах — осушительные или оросительные каналы, осушительная дренажная сеть, пруды и пр.

Для составления этих проектов необходима геодезическая основа в виде планов и карт, характеристика которых приведена в главе II.

2.2. Стадии составления проектов

Составление проекта, а затем перенесение его в натуру есть процесс, обратный съемке и составлению плана. Если при съемке выполняют измерения на местности для последующего изображения на бумаге границ угодий, дорог, рек, то при составлении проекта сначала на бумаге (плане) изображают границы полей, бригадных участков, дорог, канав, и пр., после чего положение этих объектов определяется на местности путем измерений при перенесении проекта в натуру.

Для составления проекта используют план (карту) с экспликациями по землепользованиям и угодьям, кальки контуров, материалы агрохозяйственных, почвенных, геоботанических, агролесомелиоративных, дорожных и других обследований.

Проект землеустройства составляется в соответствии с перспективным планом развития каждого конкретного сельскохозяйственного пред. приятия и с учетом экономических и природных условий.

На основании указанных материалов и пожеланий землепользователей на плане (карте) или копии с него составляют графический проект размещения составных частей и элементов организации территории. В проектах землеустройства часто решают весьма сложные хозяйственные задачи организации территории путем последовательного приближения от общего к частному. Во многих случаях наиболее правильное проектное решение находится лишь в результате составления и экономического анализа нескольких вариантов.

Первые проектные решения делаются приближенно, по возможности простыми техническими средствами и приемами, чтобы быстрее получит предварительное графическое оформление замысла проектировщика сначала в общих чертах, а затем и в деталях. Поэтому проекты землеустройства разрабатывают, как правило, в два приема, в две стадии:

1) составление предварительного, или эскизного проекта, в котором дается экономически обоснованное конкретное размещение составных частей и элементов организации территории;

2) составление окончательного, или технического проекта на основе эскизного решения, в котором обеспечивается нужная точность положения проектируемых объектов на местности и их площадей.

Основная задача землеустройства состоит в том, чтобы землепользование организовать с максимальным использованием земельного фонда, с учетом естественноисторических особенностей каждого участка земли. Естественно, что для выполнения этих задач применяется планово-картографический материал. При землеустройстве план территории является той графической основой, на которой намечаются новые границы полей севооборотов, дорог, полевых станов и т. д.

С помощью плана решаются вопросы освоения залежных и целинных земель, отводятся участки под заселение, составляются проекты новых и реконструкции старых населенных пунктов.

Для составления проекта планировки сельского населенного места требуются план местности крупного масштаба и материалы обследований экономических и природных условий, а также расчеты численности населения, строительства, земельной территории, расчеты по благоустройству (водоснабжению, электроснабжению и др.). Стадии составления проекта планировки сельских населенных мест примерно такие же, как и при составлении землеустроительных проектов, а именно: 1) составление проектного задания, в котором разрабатываются сравнительные эскизные варианты проектного решения, при этом одним из основных материалов проектного задания является эскиз генерального плана, представляющий собою топографический план с изображением расположения существующих и проектируемых сооружений; 2) составление технического проекта.

После составления проектов выполняют подготовительные работы для перенесения проекта в натуру, а затем перенесение проекта в натуру.

3.3. Геодезические работы, проводимые при землеустройстве

До составления проектов, в процессе их составления и в завершающей стадии производят следующие геодезические работы:

а) съемочные, составление планов (карт) и копий с них для проведения обследований и проектирования;

б) определение площадей землепользования и угодий с составлением экспликаций (при составлении землеустроительных проектов);

в) эскизное проектирование;

г) техническое проектирование;

д) подготовка к перенесению проекта в натуру;

е) перенесение проекта в натуру.

Основные процессы: съемку, техническое проектирование и перенесение проекта в натуру (вместе или каждого в отдельности) необходимо выполнять с такой точностью, которая удовлетворяет хозяйственно-экономическим и техническим требованиям в отношении правильности расположения объектов проектирования на проектном плане и в натуре (параллельность или перпендикулярность проектных линий, правильность площадей участков и др.).

При пользовании уже имеющимися планами прежних съемок проводят подготовительные работы, заключающиеся в восстановлении границ землепользований, корректуре планового материала и съемке посевов сельскохозяйственных культур (предшественников).

По материалам съемочных работ составляют проектные планы, о чем сказано в следующих главах.

Дисциплина «Геодезические работы при землеустройстве» неразрывно связана и базируется на таких дисциплинах, как «Геодезия», «Теоретические основы землеустройства», «Инженерное обустройство территории».

 

Системы координат и высот

2.1. Форма и размеры Земли

Невозможность строгого определения фигуры геоида под сушей (неизвестно распределение масс внутри Земли и, вследствие этого, неизвестна кривизна силовых линий гравитационного поля между геоидом и поверхностью Земли) привела ученых (М.С. Молоденского) к задаче нахождения фигуры квазигеоида, однозначно определяемой по наземным астрономо-геодезическим и гравиметрическим измерениям.

Квазигеоид совпадает с геоидом на морях и океанах, на суше отступление квазигеоида от геоида не превышает 2 м в высокогорных районах, 1 м в горных, и нескольких сантиметров – в равнинных.

Для научного и практического использования необходима простая математическая аппроксимация фигуры Земли. Наиболее удобным представлением Земли оказался земной эллипсоид – эллипсоид вращения, параметры которого подобраны и ориентирование которого в теле Земли выполнено под условием наилучшего соответствия фигуре квазигеоида (геоида) в пределах всей Земли – общеземной эллипсоид – или отдельных ее областей – референц-эллипсоид.

Поверхности квазигеоида и земного эллипсоида не совпадают, величина несовпадения этих поверхностей по высоте зависит в основном от принятых размеров, способа ориентировки эллипсоида и от особенностей строения земной коры. Эти несовпадения подразделяют на общие волны квазигеоида, возникающие из-за общих неправильностей строения земной коры, и на местные волны, вызванные региональными особенностями строения земной коры, например, горными массивами. Местные волны квазигеоида имеют небольшие размеры, но нередко вызывают сравнительно резкие изменения кривизны поверхности квазигеоида.

В настоящее время в геодезии, геофизике, астрономии и других отраслях знаний используют Нормальную Землю. В геодезии наибольшее распространение получило представление Нормальной Земли в виде уровенного эллипсоида вращения, ограниченного эквипотенциальной поверхностью нормального поля силы тяжести. Ввиду важности для геодезии и других отраслей знания многие параметры Нормальной Земли получили название фундаментальных геодезических постоянных.

Поверхность квазигеоида и земного эллипсоида в общем случае не параллельны, поэтому в одной и той же точке направление отвесной линии и нормали к поверхности эллипсоида не совпадают (рис.). Угол u с вершиной в данной точке между направлением отвесной линии и нормалью к поверхности эллипсода называют уклонением отвесной линии. Если нормаль проводят к поверхности общего земного эллипсоида, то уклонение называют абсолютным, если к поверхности референц-эллипсоида, то относительным. Определение уклонения отвесных линий необходимо для изучения фигуры квазигеоида, установления референц-эллипсоида и для вычисления редукций в процессе обработки результатов геодезических измерений. Уклонения отвесных линий можно определять астрономо-геодезическим, гравиметрическим и астрономо-гравиметрическим методами.

Рис. Сечение физической поверхности Земли и поверхностей земного эллипсоида, геоида и квазигеоида

 

Рис. Земной эллипсоид, а – большая, в – малая полуоси эллипсоида

Рис. Основные элементы эллипса

 

В результате работ по определению размеров эллипсоида, наилучшим образом подходящего к земной поверхности (1930 – 1940 г.г., под руководством Ф.Н.Красовского), было получено, что средняя экваториальная полуось, а = 6378245 м, среднее полярное сжатие α = 1:298,3.

Эллипсоиду с такими размерами присвоено имя Ф.Н.Красовского.

Установленный по выводам ЦНИИГАиК земной эллипсоид принят для общего уравнивания государственной триангуляции СССР. По двум основным величинам а и α вычислены: малая полуось

b = 6356863, 01877 м,

с=6399698,9018 м,

е²=0,0066934216,

е'²=0,0067385254,

lga = 6,8046011973

lgα = 7,5253467466-10

lgb = 6,8032428531

и длина четверти меридиана 10002138 м.

Величина, вычисляемая по формуле

α =

называется средним полярным сжатием.

В России и ряде других стран при выполнении геодезических и картографических работ используют эллипсоид Красовского Н.Ф.

Размеры референц-эллипсоидов в других странах приведены в таблице 2.1.

Размеры референц-эллипсоидов

Таблица 2.1.

Референц-эллипсоид	Год вычисления	Большая полуось, а, м	Сжатие α	Страны пользователи
Красовского			1: 293,8	РФ, Восточная Европа, Азия.
Хейфорда			1:297,0	Европа, Азия, Южная Америка, Антарктида.
Кларка			1:295,0	Африка, Израиль, Иран, Иордания, Ямайка, Барбадос.
Эвереста			1:300,8	Индия, Пакистан, Непал, Шри-Ланка.
Австралийский			1:298,2	Австралия, Папуа – Новая Гвинея.
Бесселя			1:299,2	Европа, Азия.
Плессиса			1:308,6	Франция.
Эйри			1:299,3	Великобритания, Ирландия.
Струве			1:294,7	Испания.

 

Кроме того, в России используются геодезические параметры Земли ПЗ-90, для которой, а=6378136 м, α=1:298,257839303.

При решении многих задач фигуру Земли принимают за шар, объем которого равен объему эллипсоида Красовского, радиус такого шара R=6371110 м. Для приближенных вычислений принимают R=6371,1 км.

2.2. Основные системы координат, используемые в геодезии

Геодезическая система координат. Позволяет однозначно определять положение точки в пространстве тремя величинами: геодезической широтой В, геодезической долготой L и геодезической высотой Н. Если точка расположена на поверхности эллипсоида, то Н=0 и ее положение определяют В и L.

В этой системе за основную координатную поверхность, на которой определяется плановое положение точек Земли, принимается поверхность референц-эллипсоида, а за основные координатные линии – геодезические меридианы и параллели.

Геодезической широтой В называют угол между нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью геодезического экватора, т.е. плоскостью, проходящей через центр эллипсоида перпендикулярно к его малой оси. Геодезической долготой L называют двугранный угол между плоскостью начального геодезического меридиана и плоскостью геодезического меридиана, проходящего через данную точку. Плоскость геодезического меридиана проходит через малую ось эллипсоида.

В России исходной точкой для вычисления координат пунктов астрономо-геодезической сети в единой системе считается центр Круглого зала Астрономической обсерватории в Пулково (вблизи Петербурга), геодезические координаты которого установлены в 1942 году следующих размеров:

широта В₀ = 59º46′18″55

долгота L₀ = 30º19′42″09

азимут А₀ = 121º40′38″19 на пункт Бугры.

Система координат, полученная в результате уравнивания астрономо-геодезической сети СССР на референц-эллипсоиде Красовского с исходным пунктом в центре Круглого зала Пулковской обсерватории, условно названа «система координат 1942 г.». В последнее время в России создана и внедряется система координат СК-95.

Геодезические широты и долготы определяют положение проекций точек на поверхности эллипсоида, но не определяют положение точек земной физической поверхности; для этого необходимо знать еще отстояние (высоту) данной точки поверхности Земли от эллипсоида.

За начальную (отсчетную) поверхность для определения высот в геодезии принимается основная Уровенная поверхность – геоид, называемая также уровнем моря. Относительно нее и определяют геодезическими измерениями (нивелированием) высоты точек поверхности Земли. Такие высоты называются абсолютными. В России за начало счета высот принята Уровенная поверхность, проходящая через нуль Кронштадского футштока, почти совпадающий со средним уровнем Балтийского моря.[1] Поэтому система высот называется Балтийской.

Геодезические широты и долготы вычисляются по результатам геодезических измерений, спроектированных на поверхность эллипсоида; при выводе формул используются нормали к эллипсоиду, вследствие чего геодезические широты и долготы связаны с нормалями.

Астрономическая система координат. В этой системе координаты определяют относительно направлений отвесных линий в точках земной поверхности.

Астрономической широтой φ называется угол между направлением отвесной линии в данной точке и плоскостью экватора.

Астрономическая долгота λ – двугранный угол между плоскостью астрономического меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью начального меридиана.

Астрономический меридиан – сечение эллипсоида плоскостью, проходящей через отвесную линию в данной точке и параллельную оси вращения Земли.

Астрономические и геодезические координаты различаются на величины, зависящие от несовпадения направлений нормалей к эллипсоиду и отвеса – уклонений отвесных линий. Следовательно, различие между астрономическими и геодезическими координатами в среднем составляет 3″ – 4″, а в отдельных районах – до десятков секунд. Линейное расстояние между двумя точками, разность широт которых равна одной секунде, составляет около 31 м; поэтому координаты данной точки в рассматриваемых двух системах могут различаться до 100 м, а в аномальных районах и значительно больше.

Более общее название астрономической и геодезической систем – географическая система координат.

Система прямоугольных координат. В геодезии применяется система пространственных координат Х, У, Ζ с началом в центре О земного эллипсоида; ось Ζ располагается по полярной оси; оси Х и У – в плоскости экватора – первая в сечении начального меридиана, вторая – перпендикулярна к ней. Она целесообразна для определения положения внеземных объектов – ракет, искусственных спутников Земли и в некоторых других случаях.

Рис. Система прямоугольных пространственных координат

Если размеры участка, на котором производятся геодезические работы, позволяют не принимать во внимание сферичность Земли, то пользуются системой плоских декартовых координат. Эту систему образуют две прямые взаимно перпендикулярные линии, лежащие в горизонтальной плоскости, одну из которых обычно совмещают с меридианом, принимая за ось абсцисс х с положительным направлением на север, а вторую – за ось ординат у с положительным направлением на восток. Пересечение прямых О – начало координат. Четверти нумеруются по ходу часовой стрелки; северо-восточная четверть считается первой.

Положение точки определяется координатами х, у, которым в зависимости от четверти приписывается знак + или –.

При произвольном выборе осей подобная система координат называется частной; она находит широкое применение в инженерно-геодезических работах.

Для перехода от частной системы координат к географической (или системе координат Гаусса-Крюгера) необходимо знать координаты точки О и угол между положительным направлением оси х и северным направлением меридиана.

Для изображения значительных частей земной поверхности на плоскости применяются специальные проекции, дающие возможность перенести точки поверхности Земли на плоскость по математическим законам; тогда положение точек становится возможным определять в наиболее простой системе плоских прямоугольных координат х, у. Такие проекции называются картографическими проекциями. Общие формулы картографических проекций могут быть написаны в виде:

х = f₁ (B, L)

у = f₂ (B, L).

В общем случае проекции, определяемые уравнениями, будут вызывать искажения углов и линий. В геодезических целях выгодно применять изображение поверхности эллипсоида на плоскости, которое не искажало бы углов, т. е. углы фигур на эллипсоиде и их изображения на плоскости были бы равными. Такие проекции называются равноугольными или конформными. В этом случае изображение весьма малых частей эллипсоида будет подобным, масштаб в их границах – практически постоянным, а искажения линий – не зависящие от их азимута. Выгода применения конформных проекций заключается в том, что при необходимости учета искажений следует вводить поправки только в длины линий и притом практически постоянные в пределах отдельных участков. Конформных проекций может быть множество. В России принята конформная проекция эллипсоида на плоскости и соответствующая ей система координат Гаусса-Крюгера (по имени Гаусса, предложившего эту проекцию, и Крюгера, детально разработавшего формулы для ее применения в геодезии) или зональная система координат. Сущность этой проекции была рассмотрена при изучении дисциплины «Геодезия».

Система координат в проекции Гаусса-Крюгера определяется следующими условиями:

1) изображение на плоскости равноугольное, т.е. углы при переходе с поверхности эллипсоида на плоскость проекции не искажаются;

2) осевой меридиан, т.е. средний меридиан зоны, и экватор на плоскости изображаются прямыми линиями, принимаемыми за оси абсцисс и ординат. Началом координат служит изображение точки пересечения осевого меридиана с экватором;

3) масштаб вдоль среднего (осевого) меридиана постоянный и принят равным единице. Масштаб в других точках одинаков по всем направлениям и определяется по формуле:

 

Максимальное значение последнего слагаемого для шестиградусной зоны равно 2,9∙10^-11, поэтому во многих случаях его можно не учитывать.

В каждой зоне образуется самостоятельная система координат. Западной границей первой зоны является Гринвичский меридиан, счет зон ведется к востоку от Гринвича. Долгота L_0,N=6ºN-3º, где N – номер координатной зоны.

Координатные зоны совпадают с колоннами листов масштаба 1:1000000. Номер зоны на 30 единиц отличается от номера колонны. На территории России широты В>35º, поэтому для шестиградусной зоны у<у_maxcosВ=334cos35º=274 км. Этому значению соответствует m_max≈1+у²/2R²=1,00092 и относительное искажение длины:

Земной эллипсоид проектируют в шестиградусных по долготе зонах. В средних широтах при φ = 45º граничный меридиан удален от осевого примерно на 200 км, следовательно, на краю зоны линейные искажения на плоскости достигают 1:2000 относительной величины.

При топографических съемках в масштабе 1:5000 и крупнее требования к точности изображения предметов местности повышаются, относительная погрешность в измеренном на карте расстоянии не должна превышать 1:2000. Поэтому при выполнении крупномасштабных съемок применяются трехградусные зоны, осевыми меридианами которых служат осевые и граничные меридианы шестиградусных зон (рис.). Тогда для опорных пунктов (триангуляция 2-го, 3-его, 4-го классов и пункты полигонометрии соответствующих классов) должны быть вычислены дополнительно координаты также и в шестиградусной зоне.

Трехградусные зоны получают путем деления шестиградусных на две части. Все осевые и граничные меридианы шестиградусных зон являются осевыми меридианами трехградусных зон (рис. 1). Нумерация для шестиградусных зон идет от Гринвича к востоку от 1 до 60.

Осевые меридианы первой трехградусной и первой шестиградусной зон совпадают.

Долгота осевого меридиана и номер n трехградусной зоны связаны формулой: Z_0,n=3ºn.

Максимальное искажение длин в пределах трехградусной зоны в 4 раза меньше максимального искажения в шестиградусной зоне. Для удобства практического использования проекции Гаусса-Крюгера немецкий ученый Баумгарт в 1919 году предложил ко всем ординатам трехградусных зон прибавлять 500000 м, а перед ординатой ставить номер зоны. Эти предложения были приняты и для шестиградусных зон. С учетом этого условно принимают

например, если точка находится в 8 координатной зоне и имеет ординату у=-55451, 54 м, то ỹ=8444548,46 м.

Предусмотрены перекрытия координатных зон на 1º - до широты 28º, на 2º – для широт 28º-76º и 3º – для широт более 76º.

В отдельных случаях, например, при геодезическом обслуживании строительства промышленных объектов и различных инженерных сооружений, в качестве осевого может быть выбран средний меридиан участка работ. В этом случае искажения, свойственные данной проекции, являются минимальными.

 

Рис. Взаимное положение шести- и трехградусных зон

2.3. Связь государственной системы координат и местной системы координат.

В работах по государственному земельному кадастру, государственному мониторингу земель и землеустройству применяются плоские прямоугольные координаты в проекции Гаусса-Крюгера. Плоские прямоугольные координаты вычисляют в местных системах координат при обеспечении однозначности связи местных систем координат с государственной системой координат. Установленные Росземкадастром местные системы координат являются обязательными при выполнении работ по государственному земельному кадастру, мониторингу земель и землеустройству. Применение других систем координат не разрешается.

Для каждой местной системы координат устанавливают следующие параметры координатной сетки в проекции Гаусса-Крюгера:

· долгота осевого меридиана первой зоны;

· количество координатных зон;

· координаты условного начала.

Каждая местная система координат может создаваться с одной или несколькими трех или шести градусными зонами.

Параметры местных систем координат и ключи перехода к государственной системе координат устанавливает Росземкадастр по согласованию с Минобороны России и Роскартографией.

Высоты пунктов опорных межевых сетей определяются в Балтийской системе высот 1977 г.

2.4. Перевычисление координат из одной системы в другую.

В практике землеустроительных и геодезических работ нередко приходится составлять общие планы нескольких землепользований или административных районов. Для этого используют планы крупномасштабных съемок отдельных землепользований.

Если геодезические съемки произведены на общегосударственной опорной сети с единой системой координат, составление сборного плана – несложная задача. Работа будет состоять из двух стадий:

1. На листе бумаги строится координатная сетка, и все опорные точки наносятся по их координатам. Такими опорными точками могут быть пункты триангуляции и точки окружных границ землепользований.

2. Подробности планов территорий землепользований или отдельных планшетов, ограниченных меридианами и параллелями, перерисовывают тем или иным способом на сборный план.

Другое дело, когда планы отдельных землепользований составлены на основе опорных сетей с частными системами координат, как в отношении начала координат, так и ориентирования. В этом случае встает задача объединения частных систем координат в одну систему. Конечно, в качестве новой системы координат надо принимать единую государственную систему координат, в которой вычислены пункты триангуляции и полигонометрии. Для соединения частных систем с государственной делают привязки и перевычисляют все координаты. В некоторых случаях привязка к пунктам триангуляции бывает затруднена, тогда перевычисление координат отдельных полигонов выполняют в системе какого-либо одного полигона, желательно среднего.

Перевычислять координаты в одну систему можно по-разному.

Сплошное перевычисление координат всех точек. При сплошном перевычислении координат всех точек используют первичные материалы полевых измерений углов, длин линий и заново выполняют вычисления. При этом увязку углов, а затем приращений производят совместно для всей группы ходов и полигонов. Чаще всего это будут теодолитные ходы, опирающиеся на несколько твердых точек. В результате обработки получают координаты точек в одной системе.

Перевычисление координат узловых точек способом полигонов. Перевычисление частных систем в одну можно упростить, если вычисления вести не для всех, а только для узловых точек.

Пусть координаты точек А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, К четырех полигонов (рис. 3), вычисленные в различных системах координат, надо объединить в одну. Поставленную задачу решают следующим образом. По координатам частных систем полигонов вычисляют дирекционные углы и длины замыкающих звеньев линий АБ, БЗ, ЗК, АК в первом полигоне, АБ, АВ, ВГ, БГ во втором. Аналогичные вычисления ведут для других полигонов. Для каждой смежной замыкающей линии получают два значения, из которых берут среднее, если их разность, отнесенная к длине, не превышает 1:500.

По дирекционным углам этих линий вычисляют горизонтальные углы между замыкающими линиями β₁, β₂, β₃, β₄ в первом, β₅, β₆, β₇, β₈ – во втором полигоне и т.д.

После этого система полигонов упростится. В нашем случае она будет состоять из четырех смежных четырехугольников АБЗК, АВГБ, БГДЕ и БЕЖЗ.

Принимая вычисленные горизонтальные углы и линии за первичные материалы, полигоны обрабатывают, т.е. вычисляют обычным путем координаты узловых точек. Если все горизонтальные углы новых полигонов вычислены по дирекционным углам, то угловой невязки в четырехугольниках не будет и увязка углов отпадет. Невязки в приращениях распределяют обычным путем.

 

Рис. 2. Перевычисление координат способом полигонов

Если число новых полигонов большое, то их можно сократить, исключив некоторые звенья, например, АБ, БЕ (рис. 2, б). Тогда система полигонов будет состоять из двух смежных полигонов.

Общий угол при точке А можно получит как сумму углов γ₁, и γ₂, полученных по дирекционным углам линий между узловыми точками и граничными линиями частных систем. Аналогично этому получают углы γ₁, γ₂, γ₃, γ₄, γ₅, γ₆, γ₇, γ₈.

В каждом из полученных полигонов будет угловая невязка, которая не должна превышать величины, вычисленной по формуле:

f =

где N – число углов, полученных только по дирекционным углам замыкающих линий – β₁, β₆, β₇, β₄, а n – число углов (γ₁, γ₂, γ₃,γ₄) в полигоне, полученных с участием дирекционных углов граничных линий. На рис. 4 для первого полигона N = 4 и n = 4.

Относительная невязка в приращениях не должна превышать 1:1000.

Число полигонов можно еще уменьшить и свести до одного.

После увязки углов и приращений вычисляют координаты узловых точек в одной системе координат.

полученные координаты точек после их нанесения на бумагу создают опору сборного плана. Пользуясь планами отдельных землепользований, все точки граничных ходов, а также все контурные точки и другие подробности можно перенести на сборный план графическим или механическим путем.

Перевычисление координат с помощью поправок к приращениям. Для упрощения вычислительных работ можно определять поправки к приращениям частной системы координат.

Пусть координаты второго полигона требуется вычислить в системе координат первого полигона (рис. 3). Сравнивая дирекционные углы одноименных линий АБ, БВ, ВГ смежных полигонов, можно получить азимутальный угол поворота второго полигона по отношению к первому по формуле:

Δα = α₁ – α₂,

 

 

Рис. 3. Перевычисление координат с помощью поправок к приращениям

где α₁ – дирекционный угол линии в первом полигоне (он остается по условию задачи неизменным); α₂ – дирекционный угол (азимут) той же линии во втором полигоне.

Для Δα можно получить столько значений, сколько смежных линий в полигонах. За окончательное значение угла поворота берется среднее арифметическое значение. Если число смежных линий большое, то угол поворота можно найти как разность дирекционных углов замыкающих линий (А₁, Г₁) в первом полигоне и (А₂, Г₂) во втором полигоне. Эти дирекционные углы вычисляют по координатам точек А и Г частных систем координат. Уго

1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: