История развития и создания опорных геодезических сетей России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства

Российской Федерации

ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный аграрный университет

имени императора Петра I»

Кафедра геодезии

Реферат на тему:

«История развития и создания опорных геодезических сетей России».

Выполнила: студентка 3-II-4а

Холодова Анна Юрьевна

Проверила: преподаватель

Ванеева Марина Викторовна

Воронеж 2013

Первые геодезические опорные сети были проложены в Виленской губернии и в Прибалтийском крае. Они создавались методом триангуляции, т. е. построением рядов смежных треугольников, вершины которых служили опорными точками. Высокая научная постановка таких работ в России принадлежит знаменитому русскому астроному и геодезисту, основателю и первому директору Пулковской астрономической обсерватории Василию Яковлевичу Струве (1793-1864 гг.).

Со времени организации в России Корпуса военных топографов, т. е. с 1822 г., съемочные работы получили быстрое развитие, причем они, как правило, выполнялись на основе триангуляции. Работы по прокладке триангуляции производились, помимо Корпуса военных топографов, и другими ведомствами: Горным - в Донбассе, Межевым - на Кавказе, Переселенческим управлением - в некоторых районах Сибири, Гидрографическим - по берегам морей, но результаты этих работ имели лишь местное значение и не были согласованы между собой.

С XVIII века в России народу со съемками для картографических целей стали развиваться и совершенствоваться специальные съемки: межевые, лесные, гидрографические, путей сообщения и др. С развитием водных путей сообщения начали производить съемочные и гидрографические работы по изучению берегов Азовского, Черного, Балтийского, Каспийского и Белого морей. Были начаты работы по строительству водных систем и регулированию рек. До XVIII века основными средствами сообщения в России были реки в их естественном состоянии, а также сеть трактов и гужевых дорог. В XVIII веке началось строительство шоссейных дорог, а в XIX - железных дорог с паровой тягой, переустройство старых портов и строительство новых. Все это способствовало дальнейшему росту и развитию инженерных применений геодезии. В конце XIX века вдоль дорог стали производить точное нивелирование, для закрепления которого закладывались на станционных зданиях и в стенах капитальных сооружений постоянные знаки - марки и реперы. Координаты опорных точек и высоты марок над уровнем моря с описанием их расположения опубликовывались в виде каталогов.

Краткие сведения о создании опорных геодезических сетей в дореволюционной России

Во всех странах становление и развитие основных геодезических работ было связано с необходимостью картографирования территории государства. Так, в XVI столетии была составлена первая русская карта на Европейскую часть Московского государства, известная под названием «Большой чертеж». Исходными материалами при этом служили схематические чертежи, составляемые по отдельным районам на основе опросов, поэтому естественно такие карты содержали значительные искажения и ошибки. В начале XVIII столетия реформы государственного управления, проводимые Петром I, ускоренное экономическое развитие страны и новые военные задачи, стоящие перед государством, потребовали новых, более совершенных карт. В 1721 г. была издана первая в России Инструкция по топографо-геодезическим работам. Она устанавливала геодезические работы, которые надлежало выполнять при съемке местности. Это были первые геодезические работы, выполняемые в России для целей картографирования территории страны. В то время было принято составлять карты по уездам, которые назывались ландкартами. Геодезической основой каждой ландкарты служил полигон, прокладываемый по границе уезда с помощью астролябии с буссолью и мерной цепи.

В каждом уезде или в группе смежных устанавливался свой исходный геодезический пункт, от которого велся отсчет координат в создаваемой сети. Широту исходного пункта определяли из астрономических наблюдений. Долготу этого пункта не определяли из-за отсутствия в то время сравнительно простых приборов и методов, пригодных для работы в экспедиционных условиях. Между исходным пунктом и геодезическим полигоном, построенным вдоль границы уезда, прокладывались буссольные ходы; в местах их пересечения определялись астрономические широты. Все работы по составлению ландкарт находились в ведении Сената, который передавал готовые ландкарты в Географический департамент Российской академии наук, где они использовались при составлении географических карт и первой генеральной карты России. С 1757 г. работой Географического департамента руководил великий русский ученый М. В. Ломоносов. В целях повышения точности карт тогда было принято решение определять в важнейших пунктах страны не только астрономические широты, но и долготы. К концу XVIII в. на территории России было определено 67 астрономических пунктов. Такого количества астропунктов в те времена не имела ни одна западноевропейская страна. После появления способа определения долгот с помощью перевозимых хронометров астрономические определения координат пунктов стали проводиться точнее и успешнее. Особенно следует выделить работы академика Вишневского, определившего за период 1806-1815 гг. широты и долготы на 225 пунктах. Таким образом, на рубеже XVIII и XIX столетий главной геодезической основой при составлении карт были только астрономические пункты, причем размещаемые довольно редко на картографируемойтерритории. Метод триангуляции был известен, но еще не применялся. После окончания Отечественной войны 1812 г. остро встал вопрос о дальнейшем повышении точности карт, особенно на пограничные и перспективные в промышленном отношении районы. В связи с этим после окончания войны было принято решение создавать опорные геодезические сети для целей картографирования методом триангуляции. Первые крупные триангуляционные работы в России были начаты в 1816 г. в западных пограничных районах под руководством известного геодезиста К. И. Теннера. В работах К. И. Теннера впервые был реализован основной принцип построения опорных геодезических сетей - принцип последовательного перехода от общего к частному. К. И. Теннер впервые ввел деление триангуляции на классы: 1 класс со сторонами треугольников в среднем около 25 км, 2 класс - 5-10 км и пункты 3 класса, определяемые засечками.

К. И. Теннер предложил закреплять пункты на местности, а также усовершенствовал методику угловых измерений и т. д. Особо следует отметить важность идеи К. И. Теннера об использовании триангуляции 1 класса не только для картографических целей, но и решения научных задач, связанных с определением размеров земного эллипсоида из градусного измерения по меридиану. В 1816 г. в Прибалтийских губерниях одновременно с работами К. И. Теннера приступил к градусным измерениям вы-дающийся русский астроном и геодезист В. Я. Струве, внесший большой вклад в развитие отечественной астрономии и геодезии. В 1830 г. градусные измерения К. И. Теннера и В. Я- Струве соединились и затем были продолжены на юг и на север. В 1852 г. эти работы были завершены. Таким образом была получена огромная по тому времени дуга градусного измерения протяженностью по широте в 25°20/ от устья Дуная до Северного Ледовитого океана, известная как Дуга меридиана Струве, которая неоднократно использовалась учеными при выводах размеров земного эллипсоида, в том числе и эллипсоида Красовского.

В этом ряде триангуляции было определено 13 астрономических пунктов. Угловые и базисные измерения выполнены с исключительно высокой для того времени точностью: средняя квадратическая ошибка угла, вычисленная по невязкам треугольников, составляла 0, 6-1, 5»; ошибка в длине диагонали ряда триангуляции протяженностью почти 3000 км была около 12 м. В 1822 г. был учрежден Корпус военных топографов (КВТ), сыгравший большую роль в становлении и развитии основных геодезических и картографических работ в России. До 1917 г. КВТ был единственной крупной организацией, занимавшейся созданием триангуляционных сетей и производством топографических съемок для составления карт в масштабах 1: 16 800- 1: 21 000 и 1: 42 000. Наибольший объем этих работ был выполнен КВТ в западных пограничных районах. Значительные по объему геодезические работы были выполнены в Финляндии, на Кавказе, в Крыму, в центральных районах Европейской части России; менее интенсивно велись работы в Средней Азии, Восточном Казахстане, на Урале, в Западной Сибири и на Дальнем Востоке. За 100 лет своего существования КВТ определил на территории России 3650 пунктов триангуляции 1 класса, 6373 пункта триангуляции 2 и 3 классов. Для обеспечения геодезической основой местных топографических съемок, выполняемых в отдельных районах страны, геодезические работы в сравнительно небольших объемах вели также и другие ведомства:

Переселенческое управление - в Западной и Восточной Сибири, Горное ведомство - в Донбассе, Гидрографическое управление - на морских побережьях. К началу XX в. был накоплен богатый опыт развития триангуляционных сетей. К этому времени стали выявляться и недостатки в организации этих работ. Основными из них были следующие. Отсутствовал единый план и программа построения триангуляции в масштабе всей страны. Почти все города и промышленные районы, кроме Донбасса, не были обеспечены геодезической основой. Триангуляционные сети строились в основном по губерниям от своего начала и вычислялись нередко на разных эллипсоидах (Вальбека, Кларка, Бесселя и др.), что приводило к недопустимо большим расхождениям в координатах одних и тех же пунктов, расположенных на границах смежных губерний. Геодезические пункты плохо закреплялись на местности и поэтому вскоре утрачивались. К началу текущего столетия основная масса пунктов прежних триангуляции оказалась утраченной, а потребность в геодезической основе, наоборот, заметно возросла. В связи с этим в 1907 г. комиссия, состоящая из крупных геодезистов того времени, под руководством начальника КВТ И. И. Померанцева впервые разработала программу построения триангуляции 1 класса на Европейской части России, которая предусматривала:

1) проложение рядов триангуляции 1 класса по направлению меридианов и параллелей расстояния между рядами одного направления 300-500 км, периметр полигонов12001500 км;

2) определение на пересечении рядов (в вершинах полигонов) выходных сторон триангуляции, а на обоих концах каждой из них - астрономических широт, долгот и азимутов;

3) использование в качестве поверхности относимости эллипсоида Бесселя (за исходный пункт принимается центр круглого зала Пулковской обсерватории). Программа, разработанная под руководством И. И. Померанцева, несомненно являлась прогрессивной для того времени. К ее реализации приступили в 1910 г. Осуществлению этой программы в полном объеме помешала первая мировая война. С 1910 по 1917 г. велись разрозненные работы по созданию трех полигонов триангуляции 1 класса: построены были только два полигона, третий остался незавершенным. Программе И. И. Померанцева были присущи и существенные недостатки: недостаточная точность и жесткость построения системы полигонов 1 класса, отсутствие определенной и четкой системы построения сетей триангуляции 2 и последующих классов. Подчеркивая большую роль и заслуги Корпуса военных топографов перед отечественной геодезией и картографией как главной организации, выполнявшей основные геодезические работы в России, необходимо отметить, что из-за недостаточного внимания царского правительства к вопросам картографирования территории страны и весьма ограниченного финансирования геодезических работ развитие этих работ шло очень медленно. К 1917 г. топографо-геодезическая изученность территории составляла всего лишь около 13%.

Построение государственной геодезической сети СССР в соответствии с основными положениями 1954-1961 гг.

После Великой Отечественной войны 1941-1945 гг. в связи с восстановлением и развитием народного хозяйства страны возникла необходимость картографирования обширных территорий в крупных масштабах 1: 5000 и 1: 2000. Поскольку государственная триангуляция, создаваемая по программе Ф. Н. Красовского, была рассчитана на обеспечение топографических съемок не крупнее масштаба 1: 10 000, то в 1948 г. по предложению первого заместителя начальника ГУГК С. Г. Судакова был поставлен и рассмотрен вопрос о дальнейшем повышении точности государственной геодезической сети СССР с ориентировкой ее на обеспечение топографических съемок крупных масштабов и решение геодезическими методами ряда новых задач научного, народнохозяйственного и оборонного значения. В послевоенные годы была разработана новая программа построения государственной геодезической сети СССР, опирающаяся на огромный опыт астрономо-геодезических работ в нашей стране, существенно окрепшую материально-техническую базу и новейшие достижения геодезической науки и практики.

Эта программа отражена в Основных положениях о построении государственной геодезической сети СССР, опубликованных в первоначальном варианте в 1948 п 1954 гг., а в окончательном - в 1961 г. Согласно этим положениям, которые принято коротко называть Основными положениями 1954-1961 гг., государственная геодезическая сеть СССР является главной геодезической основой топографических съемок всех масштабов и должна удовлетворять требованиям народного хозяйства и обороны страны при решении соответствующих научных и инженерно-технических задач. Создается она методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации при том или ином их сочетании. В каждом районе построение геодезической сети должно вестись методом, который при прочих равных условиях дает наибольший экономический эффект, обеспечивая при этом требуемую точность сети. Построение государственной геодезической сети осуществляется в соответствии с принципом перехода от общего к частному. Государственная геодезическая сеть подразделяется на сети 1, 2, 3 и 4 классов, различающиеся между собой точностью измерений углов и расстояний, длиной сторон сети и очередностью последовательного развития. Основной является геодезическая сеть 1 класса, создаваемая в виде полигональной астрономо-геодезической сети; предназначается она для научных исследований, связанных с изучением формы и размеров Земли, ее внешнего гравитационного поля, а также для распространения единой системы координат на всю территорию СССР.

Внутри полигонов 1 класса строится сплошная сеть 2 класса. Геодезические сети 2 класса являются основой для развития сетей 3 и 4 классов. Астрономо-геодезическая сеть. В основе построения астрономо-геодезической сети 1 класса, создаваемой в соответствии с Основными положениями 1954-1961 гг., лежит программа Ф. Н. Красовского, несколько уточненная и дополненная. Создается астрономо-геодезическая сеть в виде полигонов периметром около 800 км, образуемых триангуляционными или полигонометрическими звеньями длиной каждое не более 200 км, располагаемыми в направлении меридианов и параллелей.

Звено триангуляции 1 класса состоит в основном из треугольников по форме близких к равносторонним, с углами не менее 40°. В тех случаях, когда из-за сложного рельефа месности не удается построить треугольники с углами более 40°, допускается построение в таких местах геодезических четырехугольников и центральных систем с углами в них не менее 30°. Длины сторон треугольников равны в среднем 20-25 км. В начале и концекаждого звена при помощи высокоточных светодальномеров измеряют базисные стороны. На обоих концах каждой базисной стороны (в вершинах полигонов) определяют астрономические широты, долготы и азимуты, т. е. пункты Лапласа. Звенья полигонометрии 1 класса прокладывают в виде вытянутых ходов, состоящих каждое не более чем из 10 сторон длиной порядка 20 км. Ни один из пунктов полигонометриче-с ко го звена не длжен отклоняться более чем на 20 км в сторону от замыкающей, соединяющей конечные точки хода; наибольший угол между направлениями любой стороны и направлением замыкающей звена не должен превышать 20°. В начале и в конце каждого звена полигонометрии определяют взаимно обратные азимуты базисных сторон, а также астрономические широты и долготы, т. е. все делают так, как в звеньях триангуляции. В каждом звене триангуляции и полигонометрии 1 класса, кроме пунктов Лапласа, устанавливают промежуточные астрономические пункты (см. рис. 20), на которых по наблюдениям звезд определяют астрономические широты и долготы.

Промежуточные астрономические пункты размещают между пунктами Лапласа через 65-120 км. Расстояние между астропунктами зависит от плотности гравиметрической съемки, выполняемой вдоль первоклассных рядов: чем выше плотность этой съемки, тем реже определяют промежуточные астропункты. Вокруг всех астрономических пунктов (Лапласа и промежуточных) по специальной программе ведут гравиметрическую съемку сгущения.

В отдельных районах страны вместо полигонов, образованных звеньями триангуляции или полигонометрии 1 класса, разрешается строить сплошные сети триангуляции 1 класса с углами в треугольниках не менее 30° и длинами сторон не менее 20 км. Расстояния устанавливаются в зависимости от физико-географических условий и заданной плотности пунктов. Базисные стороны и пункты Лапласа в сплошных сетях 1 класса размещают не реже чем через 10 сторон. При создании астрономо-геодезической сети выполняют комплекс геодезических, астрономических и гравиметрических измерений, причем с наивысшей точностью, достигаемой при массовых измерениях при использовании новейшей измерительной техники. Горизонтальные углы на пунктах триангуляции и полигонометрии измеряют с ошибками не более 0, 7» (по невязкам треугольников или замкнутых полигонов). Базисные стороны измеряют с относительной средней квадратической ошибкой не более 1/400 000, а длины сторон в звеньях полигонометрии 1 класса - с ошибками не более 1/300 000. Средние квадратические ошибки астрономических определений, вычисляемые по результатам измерений в приемах, т. е. без учета влияния систематических ошибок, допускаются в широте до 0, 3», долготе - 0, 45» и азимуте - 0, 5».

Геодезические сети 2 класса. Сети этого класса точности строят преимущественно методом триангуляции в виде сплошных сетей треугольников, полностью заполняющих полигоны астрономо-геодезической сети 1 класса (рис. 22). Наименьшие углы в треугольниках допускаются до 30°. Длины сторон могут колебаться от 7 до 20 км в зависимости от ряда факторов ив первую очередь от особенностей рельефа местности; в среднем они равны 12-13 км. В равнинных районах сети выгоднее развивать небольшими треугольниками, увеличивая их размеры при подходе к длинным сторонам рядов 1 класса. В районах с ярко выраженными формами рельефа целесообразно развивать триангуляцию 2 класса крупными треугольниками со вставкой в них пунктов 3 класса. При таком построении обеспечивается минимальная высота геодезических знаков, что важно с экономической точки зрения, так как на постройку геодезических знаков расходуется, как отмечалось выше, в среднем 50-60% всех затрат, необходимых для создания геодезической сети. Базисные стороны в триангуляции 2 класса размещают равномерно и не более чем через 25 треугольников. Одна из базисных сторон должна находиться примерно в середине полигона 1 класса; на концах этой стороны определяют пункты Лапласа с той же точностью астрономических определений, что и в триангуляции 1 класса.

Длины базисных сторон измеряют со средней квадратической ошибкой, не превышающей 1/400 000, а горизонтальные углы - со средней квадратической ошибкой не более 1» (по невязкам треугольников). В тех случаях, когда это экономически выгодно, сети 2 класса могут создаваться методом полигонометрии при тех же длинах сторон, что и в триангуляции 2 класса. Полигонометрические ходы, пересекаясь друг с другом, образуют сплошную сеть замкнутых полигонов с равномерным распределением пунктов внутри полигона 1 класса. Допускается также комбинирование триангуляционных и полигонометрических построений. Схемы построения сетей полигонометрии, а также комбинированных сетей триангуляции и полигонометрии разрабатываются отдельно для каждого конкретного района с учетом особенностей рельефа местности, залесенности, гидрографии и т. д. Горизонтальные углы и длины сторон в полигонометрии 2 класса измеряют со средними квадратическими ошибками не более 1» (по невязкам замкнутых полигонов) и 1/250 000 соответственно. Метод трилатерации при создании геодезических сетей 1 и 2 классов не применяется вследствие присущих ему недостатков. Геодезические сети 3 и 4 классов. Последующее сгущение геодезических пунктов в сетях 2 класса до требуемой плотности осуществляется путем развития в них сетей 3 и 4 классов. Сети 3 и 4 классов могут создаваться методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации. Для каждого района выбирают такие метод и схему развития этих сетей, которые при прочих равных условиях дают наибольшую экономию средств и времени, обеспечивая при этом требуемую точность сети. Сети триангуляции 3 и 4 классов строят в виде жестких систем сплошных треугольников, вставляемых в геодезические сети 2 класса. Углы в треугольниках 3 и 4 классов между сторонами одного и того же класса должны быть не менее 20°. Длины сторон в сетях 3 класса равны 5-8 км, в сетях 4 класса 2-5 км. Расстояния между пунктами, которые принадлежат разным системам треугольников и не связаны между собой измеренными направлениями, допускаются не менее 4 км в сетях 3 класса и 3 км в сетях 4 класса, в противном случае эти системы надлежит соединить путем измерения соответствующих направлений. Горизонтальные углы в сетях 3 и 4 классов измеряют со средними квадратическими ошибками не более 1, 5 и 2, 0» соответственно (по невязкам треугольников).

При построении сетей 3 и 4 классов методом полигонометрии определение пунктов соответствующего класса производится проложением систем или одиночных ходов, опирающихся на пункты высшего класса. Между узловыми пунктами, а также между узловыми и исходными пунктами допускается не более двух точек поворота. Наименьшая сторона хода 3 класса-3 км, 4 класса - 2 км. Если расстояния между пунктами, принадлежащими разным ходам, менее 4 км в сети 3 класса и менее Зкм в сети 4 класса, то должна предусматриваться взаимная связь таких ходов. Горизонтальные углы на пунктах полигонометрии 3 и 4 классов измеряют со средними квадратическими ошибками не более 1, 5 и 2, 0» соответственно (по невязкам замкнутых полигонов). Длины сторон в ходах полигонометрии 3 и 4 классов измеряют со средними квадратическими ошибками 1/200 000 и 1/150 000 соответственно. На каждом пункте государственной геодезической сети всех классов на расстоянии от него 0, 5-1 км (в лесу не ближе 250 м) устанавливают по два так называемых ориентирных пункта, которые закрепляют подземными центрами. Ориен-тирные пункты предназначаются для азимутальной привязки съемочных ходов; они могут быть использованы и для других целей. Высоты всех пунктов государственной геодезической сети определяют в основном методом тригонометрического нивелирования; только лишь в равнинной и слегка холмистой местности применяют геометрическое нивелирование 4 класса. Государственная геодезическая сеть СССР, создаваемая в соответствии с Основными положениями 1954-1961 гг., характеризуется следующими обобщенными техническими показателями. Фактическая точность угловых измерений несколько выше, чем установленная.

Основными положениями 1954-1961 гг., и составляет в среднем: в сети 1 класса - 0, 65»; 2 класса - 0, 75»; 3 класса- 1, 1» и 4 класса- 1, 5». Реальная точность определения азимутов Лапласа характеризуется средней квадратической ошибкой порядка 1, 1», полученной в результате уравнивания обширных блоков астрономо-геодезической сети. Государственная геодезическая сеть СССР характеризуется высокой точностью определения ее элементов, хотя создается она в весьма сложных физико-географических условиях, редко благоприятных для производства высокоточных геодезических измерений. В сетях 2-4 классов взаимное положение смежных пунктов определяется с ошибками порядка 5-7 см. Это значит, что государственная геодезическая сеть СССР, создаваемая в соответствии с Основными положениями 1954-1961 гг. по своей точности не только обеспечивает картографирование огромной территории страны в таком крупном масштабе, как 1: 2000, но и позволяет решать как научные, так и инженерно-технические задачи народнохозяйственного значения на высоком научном уровне.

Пути дальнейшего совершенствования государственной геодезической сети

Государственная геодезическая сеть СССР, создаваемая в соответствии с Основными положениями 1954-1961 гг., характеризуется высокой точностью определения взаимного положения смежных пунктов. Однако несмотря на это, астро-номо-геодезическая сеть 1 класса менее точна, чем опирающиеся на нее сети 2 класса, а должно быть наоборот. Это приводит к тому, что сети 2 класса, уравниваемые внутри полигонов 1 класса, элементы которых принимаются за исходные

данные, несколько деформируются. При этом наиболее ощутимо искажаются углы на тех пунктах 2 класса, которые находятся в вершинах полигонов, а также вблизи сторон треугольников 1 класса. Поправки в углы, получаемые из уравнивания, достигают на этих пунктах нередко 5-7», что никак нельзя объяснить ошибками угловых измерений. Искажения углов и деформации в сетях 2 класса быстро уменьшаются по мере удаления от пунктов 1 класса в направлении к центру каждого полигона вследствие большой геометрической жесткости сплошных сетей триангуляции 2 класса. Для того чтобы устранить данный недостаток сети 1 и 2 классов необходимо уравнять совместно по методу наименьших квадратов, не разделяя их на классы и используя все измерен-iibie в них горизонтальные направления, азимуты на пунктах Лапласа и базисные или выходные стороны, причем с учетом их весов и определением поправок во все непосредственно измеренные величины. В результате совместного уравнивания будет получена'сплошная по построению астрономо-геодезическая сеть 1 класса, покрывающая всю территорию страны. На этом завершится один из важных этапов совершенствования государственной геодезической сети. Необходимо отметить, что работы по дальнейшему развитию, модернизации и повышению точности государственной геодезической сети, особенно сети 1 класса, будут продолжаться практически непрерывно. Это связано, во-первых, с тем, что в ряде районов страны плотность геодезических пунктов еще недостаточна и ежегодно по разным причинам утрачивается около 3% пунктов, которые надо систематически восстанавливать.

Во-вторых, с течением времени сеть постепенно «стареет», теряя при этом свою первоначальную точность (например, из-за современных движений земной коры), а требования к ее точности, наоборот, с течением времени непрерывно возрастают.

Поэтому мы вынуждены не только систематически восстанавливать утрачиваемые пункты и постоянно заботиться о развитии и сохранности сети на местности, но и непрерывно вести работу по дальнейшему совершенствованию и повышению ее точности, особенно в связи с научно-техническим прогрессом и возрастающими запросами науки и народного хозяйства. Одной из ближайших задач совершенствования астрономо-геодезической сети (АГС) является определение в ней при помощи спутниковой системы Глонас положения необходимого числа пунктов с высокой точностью.

На следующем этапе совершенствования АГС необходимо построить на территории страны точнейшую, так называемую фундаментальну ю геодезическу ю сет ь (ФГС) с длинами сторон треугольников порядка 2000-3000 км, в которой расстояния между пунктами, в том числе наиболее удаленными друг от друга, следовало бы определить с сантиметровой или более высокой точностью. Каждый пункт ФГС должен стать стационарной фундаментальной геодезической станцией или обсерваторией, на которой по определенной прграмме должен периодически выполняться весь комплекс точнейших измерений разного вида, в том числе спутниковых по определению геоцентрических координат пунктов, астрономических по определению широт, долгот и азимутов, гравиметрических по определению ускорения силы тяжести, гравиинерциальных по определению приращений астрономо-геодезических уклонений отвеса и т. п. Длины и направления сторон треугольников в геоцентрической системе координат, а также параметры вращения Земли (координаты полюса, вариации угловой скорости суточного вращения, элементы прецессии и нутации) следует определять, используя метод длиннобазисной радиоинтерферометрии. Этот метод позволяет определять и учитывать квазипериодические колебания земной поверхности, обусловленные приливными явлениями. В окрестности каждого пункта ФГС необходимо вести систематические наблюдения за изменениями уровня грунтовых вод, вызывающих соответствующие изменения высоты пункта. Все пункты ФГС следует связать между собой линиями высокоточного нивелирования, повторяемого через определенные интервалы времени. Пункты, находящиеся вблизи морей, целесообразно соединить нивелирными линиями 1 класса с уровнемерными (мареографическими) станциями, на которых должны вестись непрерывные наблюдения за изменениями уровня моря.

Представляется целесообразной разработка соответствующих инструкций и руководств, отражающих состав разнообразных измерений и программу работы на каждом пункте ФГС. Все перечисленные выше, а возможно и другие дополнительные измерения, выполняемые и систематически повторяемые на пунктах ФГС, позволят получать в результате их совместной обработки мгновенные координаты пунктов ФГС на момент их определения t. С течением времени изменяется положение оси вращения Земли, а следовательно изменяются и мгновенные координаты пунктов. Положение пунктов в плане и по высоте изменяется также вследствие приливных деформаций земной коры, современных движений земной поверхности, изменений уровня грунтовых вод, а также из-за перемещений крупных масс в теле Земли и т. п. Следовательно, переход на новый, более высокий уровень точности потребует выполнения математической обработки результатов измерений в прецизионной государственной геодезической сети в четырехмерном пространстве X Y Z t, где / - время. При решении множества практических задач геодезии оперировать мгновенными координатами, изменяющимися во времени, неудобно. Поэтому мгновенные координаты следует редуцировать на определенную эпоху, например, на эпоху 2000, 0 г., и пользоваться ими до тех пор, пока не возникнет необходимость перехода к координатам другой эпохи вследствие накопления недопустимо больших их изменений.

Благодаря созданию прецизионной ФГС и выполнению в ней повторных измерений по определенной программе появится возможность построить систему опорных пунктов на территории страны, мгновенные координаты которых будут известны с наивысшей точностью на каждый момент времени. Это позволит определять координаты ИСЗ также с максимальной точностью, что в свою очередь, повысит точность автономного определения координат точек земной поверхности из наблюдений ИСЗ. При-няв элементы ФГС за основу и совместив ряд пунктов астрономо-геодезической сети с пунктами ФГС, можно будет периодически обновлять и модернизировать астрономо-геодезическую сеть, и, таким образом, в результате повторного уравнивания поддерживать точность этой сети на должном уровне длительное время.

Разработка и постепенная реализация конкретной схемы и программы построения ФГС, а также вопросов, связанных с последующим совершенствованием и дальнейшим повышением точности сплошной астрономо-геодезической сети, являются одной из важнейших и первоочередных задач геодезической науки и практики.

Размещено на Allbest.ru