Методы построения государственной геодезической сети

Считают, что метод триангуляции предложен в 1614 г. Снеллиусом. На командных высотах устанавливают геодезические пункты, соединяя которые, получают треугольники (рис. 1.3). В сети треугольников известными являются координаты пункта А, базис в и дирекционный угол а стороны АВ или координаты пунктов А и В. На пунктах триангуляции в треугольниках измеряют горизонтальные углы. Вычислив дирекционные углы и длины сторон треугольников, определяют координаты всех пунктов сети.

На местности строят геодезические пункты, которые соединяют между собой одиночным ходом или системой ходов, в которых измеряют длины сторон S_i, соединяющие пункты, и на пунктах — углы поворота β_i. Конечные пункты полигонометрии являются опорными, и на них измеряют примычные углы β₀ и β_n между твердыми и определяемыми сторонами, для твердых сторон известны дирекционные углы или азимуты. В крупных городах, в залесенной местности и т. п. метод полигонометрии может быть более эффективным, так как требует менее высоких геодезических знаков, с которых нужно обеспечить видимость на гораздо меньшее число пунктов, чем в триангуляции и трилатерации (в среднем на постройку знаков приходится 50-60% всех затрат, их стоимость возрастает примерно пропорционально квадрату увеличения высот).

Недостатками полигонометрии по сравнению с триангуляцией являются: меньшая жесткость геометрического построения, меньшее число условных уравнений, слабый контроль полевых измерений, обеспечение узкой полосы местности.

Трилатерация, как и триангуляция, состоит из цепочки треугольников, геодезических четырехугольников, центральных систем, сплошных сетей треугольников, в которых измеряют длины сторон. Исходными в трилатерации являются координаты одного или нескольких пунктов, а также дирекционные углы одной или нескольких сторон. Совершенствование и повышение точности свето- и радиодальномеров увеличивает роль трилатерации, особенно в инженерно-геодезических работах.

В этих построениях измеряют углы и стороны треугольников, на некоторых линиях для ориентирования определяют азимуты Лапласа. Линейно-угловые сети создают для достижения максимальной точности определения координат пунктов, но они требуют гораздо больших затрат, чем триангуляция или трилатерация. Для достижения наибольшего эффекта угловых и линейных измерений целесообразно, чтобы m_N/ρ = m_s/s, где m_s  — средняя квадратическая ошибка измерения направления; р = 206 265"; m_s/s — относительная средняя квадратическая ошибка измерения длин сторон, причем m_N и m_s должны определяться по невязкам — свободным членам условных уравнений.

Комбинированные геодезические сети создают на местности с сильно различающимися условиями, когда по технико-экономическим показателям целесообразно на одном участке создавать, например, триангуляцию, а на соседних — полигонометрию или трилатерацию.

Опорные сети из астрономических пунктов создают при топографических съемках масштаба 1:100 000 и мельче, пункты этой сети располагают на расстоянии 80-100 км. Для перехода к геодезическим широтам и долготам в астрономические координаты вводят поправки за уклонения отвесных линий, определяемые в первом приближении по данным гравиметрической съемки. Этот метод применялся в нашей стране более 40 лет назад при съемках масштаба 1:100 000 в горных районах северо-востока и Средней Азии, сейчас там построена высокоточная геодезическая сеть.

Динамическая триангуляция предложена в 1920 г. финским геодезистом Вяйсяля. Суть ее сводится к синхронному наблюдению подвижных высоких целей m₁, m₂,..., m_n (воздушный шар, самолет и т. п.) с известных А, В и определяемых С, D пунктов (рис. 1.4)

Спутниковые методы создания геодезических сетей состоят из геометрических и динамических. В геометрическом методе ИСЗ используют как высокую визирную цель, в динамическом — ИСЗ является носителем координат. В геометрическом методе спутники фотографируют на фоне опорных звезд, что позволяет определить направления со станции слежения на спутники. Фотографирование нескольких положений ИСЗ с двух и более исходных и нескольких определяемых пунктов позволяет получить координаты определяемых пунктов. Эту же задачу решают путем измерения расстояния до спутников. Создание навигационных систем (в России — Глонасс и в США — Navstar), состоящих не менее чем из 18 ИСЗ, позволяет в любой момент в любой части Земли определять геоцентрические координаты X, Y, Z, с более высокой точностью, чем используемая ранее американская навигационная система Transit, которая позволяет определять координаты X, Y, Z, с ошибкой 3-5 м.

Состоит из радиотелескопов А и В (рис. 1.5), установленных на расстоянии D — базы интерферометра. Радиотелескопы синхронно принимают в сантиметровом диапазоне излучения одного и  того же квазара К — внегалактического  радиоисточника. Обработка записанных радиосигналов позволяет определить временную задержку моментов τ прихода фронта радиоволны к радиотелескопу А  относительно В, а также частоту интерференции ƒ. Разность расстояний от радиотелескопов до квазара на момент наблюдения Δs = τΔ, где υ — скорость распространения радиоволн.