2. Высотные геодезические сети

В настоящее время на территории России существует обширная сеть геометрического нивелирования разных классов. По размерам и точности определения отметок реперов она по утверждению научного руководства ЦНИИГАиК не имеет равных во всём мире. Установлены 4 класса точности нивелирных сетей: I класс, II класс, III класс и IV класс. Ошибки измерения превышений по классам точности нивелирования приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Ошибки измерения превышений в государственном нивелировании

N: п/п	Параметры точности	К Л А С С Ы Н И В Е Л И Р О В А Н И Я
		I	II	III	IY
1 2 3	СКО () измерения превышения на 1 км хода Предельная ошибка на 1 км хода Значение t	0,8 мм 3 мм 3,75	2,0 мм 5 мм 2,5	5,0 мм 10 мм 2,0	10,0 мм 20 мм 2,0

Нивелирные сети III и IY классов изучаются во 2-й части курса “Геодезия”, а нивелирные сети I и II классов – в дисциплине “Высшая геодезия”.

Пункты высотных геодезических сетей называются реперы и закрепляются на местности так, чтобы обеспечить их долговременную сохранность и неизменное положение по высоте. В зависимости от качества грунтов и климата территории применяют грунтовые реперы, скальные марки, стенные марки. На линиях нивелирования I и II классов могут закладываться вековые и фундаментальные реперы, но большинство реперов являются рядовыми. Конструкции центров реперов разработаны для различных регионов России, и их описание помещено в специальных изданиях.

Нивелирные сети III и IY классов относятся к высотным сетям сгущения; они создаются внутри полигонов высшего класса (I или II) как отдельными линиями (ходами), так и в виде систем линий (ходов); при этом и отдельные линии и системы линий должны опираться не менее, чем на 2 репера высшего класса. Периметр полигонов в нивелировании III класса для обжитых районов составляет 60-150 км, для малообжитых районов 100-300 км, для городов 25-40 км. В сетях IY класса периметр полигонов составляет для обжитых районов 20-60 км, для необжитых районов 25-80 км, для городов 8-12 км.

Линии нивелирования III и IY классов закрепляются на местности реперами не реже, чем через 5 км (в труднодоступных районах через 7 км). Каждый репер должен иметь индивидуальный номер, не повторяющийся как на данной линии, так и на ближайших линиях. Местоположение реперов отмечают на карте масштаба 1:25000 и крупнее, а также на аэроснимках, и определяют их географические координаты с точностью 10-15 дуговых секунд (200 – 300 м по широте и 300 – 450 м по долготе). На каждый репер составляют абрис и дают описание его местоположения. Кроме того, расположение всех реперов показывают на карте масштаба 1:100000, и эту карту впоследствии прикладывают к материалам нивелирования.

Если нивелирование III класса выполняется в горной местности (а для нивелирования I и II классов обязательно), то в измеренные превышения вводятся поправки за переход к системе нормальных высот по формуле

, (1.1)

где - поправка в измеренное превышение,

- среднее из высот реперов A и B,

- нормальное ускорение силы тяжести (для СССР = 9,8 м/сек²),

- нормальные ускорения силы тяжести на отсчётном эллипсоиде, соответствующие реперам A и B (выбираются из специальных таблиц),

- среднее из аномалий силы тяжести на реперах A и B (g – действительное значение ускорения силы тяжести,  - нормальное его значение).

Все работы по проложению нивелирных линий выполняют по утверждённым проектам.

На 1 курсе студенты специальностей ГК и ПГ при изучении 1-й части курса «Геодезия» уже познакомились с видами нивелирования, с теоретической основой геометрического и тригонометрического нивелирования, изучили устройство нивелиров и реек, применяемых в техническом нивелировании, поверки и исследования нивелиров и реек. Они уже знакомы с методикой измерения превышений, с работой на станции технического нивелирования, с правилами заполнения полевых журналов, с обработкой измерений.

Техническое нивелирование выполняется с предельной ошибкой измерения превышений 50 мм на один километр хода, а нивелирование IV и III классов выполняются с более высокой точностью (см. таблицу 1).

В процессе любых геодезических измерений можно выделить 5 составляющих (пять аспектов):

• объект измерения,

• измерительный прибор,

• субъект измерения (исполнитель, наблюдатель, оператор и т.п.),

• методика измерений, реализующая достижения теории; методика измерений разрабатывается для каждого вида измерений и должна обеспечивать наибольшую эффективность при наименьших затратах;

• различного рода помехи, в частности, внешние условия, при которых выполняются измерения.

При переходе к измерениям более высокой точности приходится:

• более тщательно готовить объект измерений к процессу измерений,

• подбирать более точный измерительный прибор и выполнять его поверки и исследования,

• готовить кадры для точных и высокоточных измерений,

• разрабатывать и применять более совершенную методику измерений,

• более тщательно учитывать влияние внешних условий и другие помехи,

• применять более строгие способы математической обработки измерений с обязательной оценкой точности результатов обработки.

Объектом нивелирования является превышение между точками, зафиксированными на местности центрами реперов; именно это превышение и нужно измерить в процессе прокладки нивелирных линий. Перед началом работы следует опознать реперы со 100%-ной надёжностью и сделать их доступными для постановки нивелирных реек (откопать центры и устранить все помехи). Нужно выполнить также рекогносцировку линии нивелирования, выбрать наиболее простой её вариант и, если можно, наметить места постановки нивелира и реек.