Триангуляция

Слайд 14свободный теодолитный ход не имеет исходных пунктов и исходных дирекционных

углов ни в начале, ни в конце хода;
висячий линейно-угловой

ход имеет исходный пункт с известными координатами и исходный дирекционный угол только в начале хода.

Длины сторон между точками теодолитных ходов колеблются в пределах от 20 до 350м. Предельно допустимая длина ходов зависит от масштаба съемки.

Углы поворотов на точках ходов измеряют теодолитом со средней квадратической ошибкой 0,5′одним приемом. Расхождение значений углов в полуприемах допускается не более 0,8′. Длину линий в ходах измеряют светодальномерами или рулетками. Каждую сторону измеряют дважды – в прямом и обратном направлениях. Расхождения в измеренных значениях допускается в пределах 1:2000 от измеряемой длины линии.

Слайд 16ЗАКРЕПЛЕНИЕ И ОБОЗНАЧЕНИЕ НА МЕСТНОСТИ ПУНКТОВ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИПункты высотной геодезической сети

закрепляются грунтовыми реперами, стенными реперами и марками. Грунтовый репер в

верхней части имеет чугунную марку; отметка репера относится к верхней точке полусферического выступа марки.Высоту стенного репера определяют для верхней грани выступа, а высоты марок—для центра отверстия, сделанного в диске. В качестве внешнего оформления стенного репера служит охранная плита, отлитая из чугуна. Она закрепляется в стене здания или сооружения рядом со стенным репером или над ним.Большая часть пунктов съемочных сетей закрепляется временными знаками, представляющими собой деревянные колья или металлические трубки длиной не менее 40-50 см, которые забивают вровень с поверхностью земли, центром деревянного временного знака служит гвоздь, вбитый в верхний торец кола. Для облегчения отыскания такого знака рядом с ним забивают сторожок высотой 30 см.

Пункты нивелирной сети: а – стенной репер, б – нивелирная марка

а

б

Телефон в режиме ожидания

Базовые станции регулярно передают сигналы в эфир, чтобы телефоны могли понимать, находятся ли они в зоне покрытия. Телефоны же, напротив, большую часть времени ничего не передают, только принимают, с целью экономии заряда батарей. Это легко проверить на практике, положив телефон рядом с компьютерными аудиоколонками и наблюдая за наводимыми телефоном возмущениями либо купив простейший брелок-детектор GSM-сигналов. Отсюда следует, что определить местоположение обычного GSM-телефона в обычной GSM-сети в произвольный момент времени нельзя просто потому, что телефон молчит и никому «не сообщает», где он и куда его несут.

Да, периодически телефон уведомляет сеть о том, в каком месте он находится, чтобы упростить доставку входящих звонков. Происходит это:

1. при регистрации в сети;
2. при переходе абонента из зоны покрытия одной группы базовых станций в другую (в группу может входить несколько сотен базовых станций, на миллионный город может быть всего дюжина подобных групп);
3. периодически — раз  в полчаса-час, в зависимости от настроек сети.

При этом телефон сообщает сети только о том, какую базовую станцию он «слышит» лучше всего, без всяких подробностей вроде уровня сигнала и т.п. Базовые станции не следят за тем, какие телефоны находятся в зоне их покрытия, это бессмысленно и технически неосуществимо. Соответственно, у мобильной сети большую часть времени есть лишь весьма приблизительные сведения о том, где сейчас обитает телефон. Может ли при этом стандартная мобильная сеть заниматься измерением расстояния до телефона, не выводя его из режима ожидания?

Во-первых, непонятно, от какой базовой станции измерять — со времени последнего обновления информации о местоположении телефон могли унести на значительное расстояние. Во-вторых, непонятно, что и как измерять. Базовая станция — не радиолокатор, и если телефон «молчит», то для нее он не существует.

Итак, в режиме ожидания стандартный телефон в стандартной сети GSM полностью невидим для мобильной сети и не может быть ею «триангулирован».

Сам телефон при этом находится в более выигрышном положении. Дело в том, что каждая базовая станция транслирует в эфир информацию о своих «соседях», указывая частоты, на которых работают ближайшие базовые станции той же сети. Телефон в режиме ожидания постоянно измеряет уровень сигнала (но не затухание) от каждой из «соседних» базовых и при необходимости выбирает в качестве дежурной базовой станции ту, сигнал от которой «лучше слышно».

Если телефон обладает какими-то сведениями о том, где (по каким координатам) расположены базовые станции, то он может попытаться вычислить зону, в которой области гипотетического покрытия всех «соседних» базовых пересекаются. Где-то в пределах этой области и будет находиться телефон. Чем точнее телефон знает (или оценивает) границы зон покрытия, тем точнее будет работать такой метод. По имеющейся информации, именно так работает приложение Google Latitude. Если же данных о местонахождении базовых станций нет, то и у телефона не будет никакой возможности «триангулировать» свое положение.

Сущность метода

Триангуляция заключается в определении пространственного местоположения специально закрепленных на местности геодезических пунктов в вершинах целого ряда треугольников.  Изначально, с высокой степенью точности (до долей секунд) определяют азимуты исходных направлений ab, ba, mn, nm (рис.1.Триангуляционный ряд треугольников по меридиану).

Следующим этапом будет определение астрономических координат (широты и долготы) в пунктах измерений азимутов двух исходных базисов. В каждой паре жестких сторон (ab, mn) координаты измеряются только в одной точке, например a,m (рис.1)

При этом следует обратить особое внимание на определение астрономических широт в ряду треугольников, расположенных по направлению меридианов. При измерениях в треугольниках, сформированных вдоль параллелей, необходимо уделить должное внимание определению астрономических долгот

Далее производят измерения длин двух базисных сторон (ab, mn).

Эти стороны имеют сравнительно не большие длины (порядка 8-10 км). Поэтому их измерения более экономичные и точные относительно сторон cd, tq, составляющих расстояния от 30 до 40 км. В следующую очередь выполняется переход от базисов ab, mn через угловые измерения в ромбах abcd и mntq к сторонам cd, tq. А затем последовательно практически в каждой вершине треугольников cde, def, efg и других измеряются горизонтальные углы до примыкания к следующей основной стороне tq всего ряда треугольников.

Через измеренные углы треугольника с измеренной базисной или вычисленной основной стороной последовательно вычисляются все другие стороны, их азимуты и координаты вершин треугольников.

Виды триангуляции

Триангуляция данных.

Источники данных могут являться объектами триангуляции, и исследователь должен стремиться к применению как можно большего количества источников, оказавшихся в его распоряжении. Но, по мнению Дензина, должно существовать понимание того, что существует различие меж источниками, при помощи которых исследователь получил какие-либо данные, и методиками сбора информации.

Временная триангуляция.

Всякое социологическое исследование в стиле «кейс стади» производится, как правило, не за один день, а растянуто во времени. С точки зрения времени очень интересным является то, как определенные разновидности деятельности приобретают изменения со временем. Временная триангуляция дает возможность отследить, какие процессы являются неизменными с течением времени, какие кардинально меняются, какие попросту исчезают.

Пространственная триангуляция.

Традиционно исследование «кейс стади» касается сложных объектов, с многоуровневой управленческой системой. В таких исследованиях необходимо собирать данные на различных уровнях организации. В этом исследователям помогает пространственная триангуляция, подразумевающая сбор данных на различных уровнях изучаемого объекта.

Исследовательская триангуляция.

Чем большее число исследователей привлекается к изучению какого-либо случая, тем более достоверной и менее искаженной будет получена информация. Анализ должен отражать логику фактов, а не особенности их восприятия исследователем, зачастую обусловленные его личностным мировоззрением, его опытом. Итоги анализа одного и того же интервью различными исследователями должны являться более или менее схожи, но это не означает необходимости поиска полного согласия в их интерпретации.

Теоретическая триангуляция.

Линкольн и Дензин советует развить концептуальные модели с позиции теоретической триангуляцией, что обозначает подход к данным с разных теоретических направлений и с многими гипотезами в голове. Когда одна из теорий исчерпает себя, можно привлекать следующую для обоснования фактов, которые оставались необъясненными.

Это наиболее сложная разновидность триангуляции. Вести порекомендовал базовые шаги процедуры теоретической триангуляции, являющиеся актуальными и сейчас:

1. Сформируйте все возможные предположения, которые имеют право на существование в такой сфере;
2. Дайте всевозможные интерпретации по всем выдвигаемым предположениям;
3. Предпринимаемое исследование производится с целью определения, какие из этих гипотетических явлений есть на эмпирическом уровне.
4. Те предположения, что провалились с треском при ведении исследования, – отбросьте в корзину, как и интерпретации, обладающие с ними связью.
5. Наиболее удачные из предположений отбираются в процессе следующих эмпирических наблюдений.
6. В заключение сформулируйте список тех предположений, прошедших проверку и тех, что провалились, делая переоценку тех теорий, из которых они проистекли.
7. Обозначьте измененную теоретическую систему, которая основана на всех точках рассмотрения и эмпирических подтверждениях, которые вы обрели только что.

Преимущества теоретической триангуляции.

• Во-первых, теоретическая триангуляция минимизирует вероятности того, что исследователь будет предоставлять миру и самому себе недостаточно зрелые предположения, в границах которых какие-то противоречия будут игнорированы.
• Во-вторых, –возможность применять самые широкие обобщения.
• В-третьих, – триангуляция поощряет системную преемственность в исследованиях и теории.

Методологическая триангуляция.

Эта разновидность триангуляции бывает двух разновидностей:

• Внутриметодный;
• Межметодный.

Внутриметодная триангуляция является триангуляцией, когда исследователь применяет лишь одну методику, но внутри этой методики использует множественные стратегии для работы с данными. Межметодная триангуляция является использованием нескольких исследовательских методик так, что одна методика усиливает другую.

К вышеописанным видам триангуляции можно также добавлять и триангуляцию респондентов, подразумевающую давать возможность респондентам оценивать основные итоги исследования.

Итак, мы дали описание ставшим уже классическими видам триангуляции. В практической жизни их необходимо применять в разнообразном сочетании.

Методы создания геодезических сетей

_______
Плановые геодезические сети создаются методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации. При построении геодезической сети методом триангуляции на местности закрепляется ряд точек, которые в своей совокупности образуют систему треугольников. В треугольниках измеряются все углы и некоторые стороны, которые называются базисными. По длине базисной стороны и измеренным углам, вычисляют длины всех сторон, а затем координаты всех пунктов сети.

_______

Метод полигонометрии заключается в построении на местности системы ломанных линий, называемых полигонометрическими ходами. Эти ходы прокладывают обычно между пунктами триангуляции. В полигонометрических ходах измеряются все углы поворота и длины всех сторон.

_______

При построении сети методом трилатерации на местности также строится сеть треугольников, в которых при помощи высокоточных дальномеров измеряются все стороны.

_______
Сети сгущения строят для дальнейшего увеличения плотности (числа пунктов, приходящихся на единицу площади) государственных сетей. Плановые сети сгущения подразделяют на 1-й.и 2-й разряды.

_______
Съемочные сети — это тоже сети сгущения, но с еще большей плотностью. С точек съемочных сетей производят непосредственно съемку предметов местности и рельефа для составления карт и планов различных масштабов.

_______
Специальные геодезические сети создают для геодезического обеспечения строительства сооружений. Плотность пунктов, схема построения и точность этих сетей зависят от специфических особенностей строительства.

_______
Государственные высотные геодезические сети создают для
распространения по всей территории страны единой системы высот. За начало высот в Российской Федерации и некоторых других странах принят средний уровень Балтийского моря, определение которого проводилось в период с 1825 до 1840 г. Этот уровень отмечен горизонтальной чертой на медной металлической пластине, укрепленной в устое моста через обводной канал в Кронштадте.

_______
Между пунктами государственных высотных геодезических сетей высокой точности (1-го класса) размещают пункты высотных сетей низших классов (2-го, 3-го и т.д.). Несколько пересекающихся ходов называют сетями. Как правило, сети создают из ходов, прокладываемых между тремя или более точек. В целом точки (реперы) высотных сетей, называемых нивелирными, достаточно равномерно распределены на территории страны.

_______
На незастроенной территории расстояния между реперами составляют 5…7 км, в го-
родах сеть реперов в 10 раз плотнее

_______
Для решения ограниченного круга вопросов при изысканиях, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений создают высотную сеть технического класса.

_______
Как правило, сети образуют полигоны с узловыми точками (общими точками пересечения двух или более ходов одного и того же класса). Каждый нивелирный ход опирается обоими концами на реперы ходов более высокого класса или узловые точки.

Триангуляционные сети

После первого применения градусного измерения дуги Снеллиусом триангуляционный метод становится основным способом в геодезических высокоточных измерениях. С XIX века, когда триангуляционные работы стали более совершенными с его помощью стали формироваться целые геодезические сети, строящиеся вдоль параллелей и меридианов. Самая знаменитая из всех известна под наименованием геодезической меридианной дуги Струве и Теннера (1816-1852) в последствие зачислена в мировое наследие по ЮНЕСКО. Ее триангуляционный ряд протянулся по Норвегии, Швеции, Финляндии и России от Северного Ледовитого океана до Черного моря в устье Дуная и составил дугу в 25º20´.

За основу геодезических сетей триангуляции в нашей стране принята схема профессора Ф.Н.Красовского. Ее суть заключается в применении принципа построений от общего к частному. Изначально закладываются вдоль меридианов и параллелей пункты, образующие ряды треугольников протяженностью в пределах 200-240 км. Длины сторон в самих треугольниках составляют 25-40км. Все астрономические измерения азимутов, координат (широт и долгот) выходных точек на пунктах Лапласа и промежуточных астрономических точках, высокоточные базисные геодезические измерения и в каждой точке этой цепи должно соответствовать установленным требованиям I класса точности. Замкнутый полигон из четырех триангуляционных рядов представляет собой фигуру, напоминающую квадрат с периметром равным ориентировочно около 800 км. Через центральные части первоклассных рядов триангуляции устраиваются в направлении друг к другу основные ряды триангуляционной сети II класса соответствующей точности. Базисные длины сторон в этих рядах не измеряются, а принимаются базисы со сторон триангуляции I класса. Аналогично отсутствуют и астрономические пункты. Возникшие четыре пространства заполняются сплошными триангуляционными сетями и II, и III классов.

Безусловно описанная схема развития сетей триангуляции по Красовскому не может закрыть всю территорию страны ввиду понятных причин больших лесных и не заселенных территорий страны.  Поэтому с запада на восток вдоль параллелей были проложены отдельные ряды первоклассной триангуляции и полигонометрии, а не сплошная триангуляционная сеть.

Принцип работы пункта триангуляции

Пункт триангуляции — это геодезическая станция, предназначенная для определения географических координат (широты и долготы) местности. Он используется в геодезии и картографии для создания топографических карт, подготовки геометрических планов, а также для выполнения других измерительных и геодезических работ.

Основной принцип работы пункта триангуляции заключается в определении географических координат местности с помощью триангуляции. Триангуляция — это геодезическая методика, основанная на измерении углов и длин сторон треугольников. Для выполнения таких измерений используются специальные триединные станции, которые образуют сеть триангуляционных пунктов.

Процесс работы пункта триангуляции включает следующие этапы:

1. Установка триединной станции на местности. Триединная станция — это особо оборудованное устройство, позволяющее точно определить ее географические координаты. Станция может быть установлена на наземной точке, на здании или на высоком сооружении.
2. Измерение углов и длин сторон треугольников. С помощью геодезического оборудования, такого как теодолиты и дальномеры, производятся измерения углов между сторонами треугольников и длин отрезков.
3. Вычисление географических координат. Используя полученные измерения и математические модели, производится вычисление географических координат пункта триангуляции.
4. Определение высоты пункта. Помимо географических координат, пункт триангуляции также может быть использован для определения его высоты над уровнем моря. Для этого используются специальные приборы, такие как нивелиры и автоматические нивелиры.

Полученные географические координаты пункта триангуляции используются для создания топографических карт, определения границ земельных участков, а также для выполнения других геодезических работ. Точность и надежность определения координат зависит от качества оборудования, профессионализма геодезиста и условий проведения измерений.

Геодезический знак: что это такое и для чего он нужен

Геодезические знаки используются в различных областях, включая строительство, архитектуру, геологию, картографию и проектирование. Они позволяют установить точные координаты определенных объектов или местоположений, что в свою очередь помогает в проведении точных измерений и расчетах.

Основное назначение геодезических знаков – обеспечение точности геодезических работ и обеспечение надежности географических данных. Они создают точки отсчета, от которых исходят все последующие измерения и выполнение геодезических задач.

Кроме того, геодезические знаки играют важную роль в создании карт и навигационных систем, так как предоставляют точные данных о географическом расположении объектов и участков местности. Это помогает улучшить точность и надежность картографических материалов, а также повысить безопасность навигации в различных отраслях, включая авиацию, мореплавание и транспортное строительство.

В заключение, геодезический знак имеет важное значение для различных отраслей деятельности, где требуется точное установление географических координат и положения объектов. Он является неотъемлемой частью геодезических работ и обеспечивает надежность и точность получаемых географических данных

Закрепление на местности пунктов геодезических сетей

_______
Точки геодезических сетей закрепляют на местности знаками. По местоположению знаки бывают: грунтовые и стенные, заложенные в стены зданий и сооружений; металлические, железобетонные, деревянные, в виде откраски и т.д.; по назначению —
постоянные, к которым относятся все знаки государственных геодезических сетей, и временные, устанавливаемые на период изысканий, строительства, реконструкции, наблюдений и т.д.

_______
Постоянные знаки. Их закрепляют подземными знаками — центрами. Конструкции центров обеспечивают их сохранность и неизменность положения в течение длительного периода времени. Как правило, подземный центр представляет собой бетонный
монолит , закладываемый ниже глубины промерзания грунта и не в насыпной массив. У поверхности земли в монолите устанавливают чугунную марку, на которой наносят центр в виде креста или точки. Положению этого центра соответствуют коор-
динаты Х и Y и во многих случаях отметки.

_______
Для того чтобы с одного знака был виден другой (смежный),над подземными центрами устанавливают наружные знаки в виде металлических или деревянных трех- или четырехгранных пирамид или сигналов.

_______
Пирамиды или сигналы имеют высоту 3…30 м и более. Геодезический сигнал с подземным центром и столиком предназначен для установки измерительных приборов и настила при работе на нем наблюдателя. Верх сигнала или пирамиды заканчивается визирной целью , на которую при измерении углов направляют зрительную трубу теодолита. Настолик устанавливают также отражатель, если измеряют расстояния между пунктами светодалъномером. Для спутниковых измерений сигналы и пирамиды строить не надо.

_______

Как правило, пункты плановых разбивочных сетей и сетей сгущения закрепляют подземными центрами, такими же как и пункты государственных сетей. Так как расстояния между этими пунктами сравнительно небольшие, оформления их наружными знаками не требуется. Знаки могут закладывать в зданиях и сооружениях, в этом случае их называют стенными.

_______
Координаты всех пунктов плановой геодезической сети, а также отметки пунктов высотной геодезической сети заносятся в специальные каталоги , в которых кроме названия пунктов дается описание их местоположения.

_______
Иногда для различных целей могут создаваться местные геодезические сети.
Обязательным требованием при установлении местных систем координат является обеспечение возможности перехода от местной системы координат к государственной системе координат, который осуществляется с использованием параметров перехода (ключей).

_______
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 (формулы и правила, по которым координаты точек в одной системе можно получить в другой системы) устанавливает Росреестр по согласованию с Минобороны РФ.

Применение пункта триангуляции:

Пункт триангуляции – это объект, который используется для определения географических координат точек на местности. Триангуляция осуществляется с помощью пунктов, которые обозначаются по схеме выпуклого многоугольника. Применение пунктов триангуляции широко распространено в различных областях, включая геодезию, картографию, геологию, горное дело и строительство.

Геодезия:

В геодезии пункты триангуляции применяются для создания топографических карт, определения границ территории, обеспечения геодезической сети для измерения расстояний и направлений. Триангуляционные пункты позволяют точно определить координаты объектов на местности, что является основой для выполнения высокоточных геодезических работ.

Картография:

Пункты триангуляции играют важную роль в создании карт различных масштабов. Они позволяют установить точные координаты объектов, что обеспечивает корректное и надежное отображение местности на карте. При создании топографических карт пункты триангуляции используются для определения высотного положения точек и контуров местности.

Геология и горное дело:

В геологии и горном деле пункты триангуляции применяются для создания геологических и геофизических карт, расчета объемов рудных месторождений, планирования геологоразведочных работ и разработки карьеров. Благодаря точному определению координат и высот точек пунктов триангуляции, возможно более эффективное и безопасное проведение различных геологических и горных работ.

Строительство:

В строительстве пункты триангуляции используются для выполения геодезических работ при проектировании и строительстве зданий, дорог, коммуникаций. Благодаря точному определению координат и высот, пункты триангуляции позволяют осуществить точное размещение объектов на местности и обеспечить эффективность строительного процесса.

Применение пунктов триангуляции во множестве областей делает их незаменимым инструментом для работы с географическими координатами, определением пространственных положений и созданием точных карт. Точность и надежность пунктов триангуляции являются основными критериями для успешного выполнения работ в различных областях, где требуется точное определение координат и высот объектов на местности.