Инструкция По Топографо Геодезическому Обеспечению Геологоразведочных Работ

Инструкция по топо-геодезическому и навигационному обеспечению геологоразведочных работ

6.5 Топографо-геодезическое обеспечение геологоразведочных работ стереофотограмметрическими методами

6.5.1. Плановые координаты и высоты объектов геологоразведочных наблюдений определяются стереофотограмметрическим способом по материалам плановых и перспективных аэрофотосъемок [14], выполненных с летательных аппаратов (ЛА), а также по материалам фототеодолитной съемки или полученным при перспективных съемках с борта судна или с земли топографическими или нетопографическими фотокамерами.

6.5.2. Комплекс работ по определению планового и высотного положения объектов геологоразведочных наблюдений состоит из получения перекрывающихся фотоснимков, планово-высотной подготовки, идентификации на снимках объектов наблюдений и фотограмметрических работ.

При проведении работ следует максимально использовать материалы космических и аэросъемок прошлых лет. Новая аэрофотосъемка (АФС) проводится только в тех случаях, когда снимки используются и для решения других задач, а имеющиеся материалы не отвечают требованиям фотограмметрической обработки для определения высот объектов с требуемой точностью или когда определение высот требуется проводить с СКП 0,5 м и менее.

6.5.3. Материалы АФС прошлых лет, выполненные для целей картографирования страны, сосредоточены в предприятиях Роскартографии, организациях других министерств и ведомств, а информацию о месте их хранения можно получить в территориальных инспекциях Государственного геодезического надзора Роскартографии.

Информацию о месте хранения аэрофотосъемочных материалов, полученных ранее для нужд геологической отрасли, можно получить в ГНПП "Аэрогеология".

6.5.4. Пригодность наземных и аэроснимков для определения координат высот объектов геологоразведочных наблюдений определяется масштабом, а также фокусным расстоянием съемочной аппаратуры и разрешающей способностью снимков. В зависимости от требований к точности получения высот объектов масштаб наземной (относительно точек с максимальными отстояниями) или аэросъемки (относительно точек местности с минимальными отметками) должен быть не мельче указанного в табл.6.6 .

6.5.5. Технические требования к АФС устанавливаются в зависимости от характера выполняемых геологоразведочных работ и физико-географических условий района работ. В технологических требованиях указываются:

- перекрытие аэрофотоснимков (АФСН);

АФС равнинных и всхолмленных районов должна выполняться аэрофотоаппаратами с фокусными расстояниями 70 и 100 мм, а в горных районах - 100 и 140 мм. Для облегчения последующего опознавания АФС может выполняться с применением дополнительного аэрофотоаппарата с фокусным расстоянием 200 мм и форматом кадра 30x30 см, обеспечивающего получение АФС более крупного масштаба.

6.5.6. Перед началом работ рассчитываются необходимые параметры АФС и составляется полетная карта, на которую наносятся съемочные маршруты.

При расстоянии между фотографируемыми объектами менее 1 км в качестве полетной карты должны использоваться фотосхемы или монтаж из ранее полученных АФСН.

Маршруты АФС проектируются с таким расчетом, чтобы максимальное число пунктов геодезической сети, имеющихся на местности, было использовано в качестве опорных при фотограмметрическом сгущении.

Плановую АФС следует выполнять с использованием гидростабилизирующей установки и с регистрацией показаний радиовысотомера и статоскопа.

Показания радиовысотомера не регистрируются при съемке в горных районах, а статоскопа - при определении высот с погрешностью 0,25 м и менее.

АФС проводят с расчетным продольным перекрытием 60 % и поперечным 30 %.

АФС территорий, сплошь покрытых древесной растительностью, следует выполнять, как правило, весной или осенью в период отсутствия листвы.

Качество плановой АФС должно соответствовать "Основным положениям по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов" (ГКИНП-09-32-80).

6.5.7. Перспективная АФС выполняется с целью определения положения объектов геологоразведочных наблюдений, а также для идентификации замаркированных точек и объектов наблюдений, не имеющих на местности четкого обозначения (шурф, канава и т.п.) с самолета или вертолета. Фотографирование выполняется топографическими или малоформатными аэрофотоаппаратами. Съемочный люк должен иметь размеры, исключающие блендирование объектива. Съемка малоформатным аэрофотоаппаратом с самолета Ан-2 может выполняться через химический люк.

6.5.8. По окончании АФС сдаче и приемке подлежат:

- аэрофильм (неразрезанный в металлических банках);

- АФСН (контактные отпечатки);

- негативы и отпечатки репродукции накидных монтажей;

- пленки регистрации показаний аэровысотомера и статоскопа;

- распечатки радиогеодезических или спутниковых определений;

- журналы регистрации аэронегативов;

- контрольные негативы (на стекле) прикладной рамки аэрофотоаппарата с указанием даты их изготовления;

- выписки из формуляров аэрофотоаппаратов, содержащие величину фокусного расстояния камеры;

- координаты главной точки, координатных меток, крестов на прижимном стекле, расстояния по осям X и Y между координатными метками, значения радиальной дисторсии.

Во время полета ведется бортовой журнал, в котором фиксируются; наименование (номер) фотографируемого объекта, время съемки, выдержка, диафрагма, высота фотографирования и другие необходимые данные.

Проявление аэрофильмов производится сразу после полета; все кадры аэрофильма должны быть пронумерованы. С полученных аэронегативов выполняется контактная, а при необходимости и проекционная печать.

6.5.9. Полевые геодезические работы включают: развитие планово-высотного обоснования, привязку АФСН и опознавание объектов, а при необходимости маркировку объектов геологоразведочных наблюдений.

Перед началом полевых работ составляется рабочий проект по материалам АФС и картам м-ба 1:100 000 и крупнее. На эти материалы наносят границы участка работ, пункты геодезической опоры и планово-высотного обоснования, опознаки, проектируемые ходы и объекты геологоразведочных наблюдений, направления осей проектируемых аэрофотосъемочных маршрутов. На АФСН наносят зоны расположения опознаков и объекты наблюдений.

6.5.10. При отсутствии на местности достаточного количества контурных точек выполняется маркировка опознаков и объектов геологоразведочных наблюдений.

Маркирование опознаков проводится, как правило, перед аэрофотосъемкой с минимальным разрывом по времени. Все замаркированные опознаки и объекты наблюдений, не изображенные на АФСН, подлежат дополнительному плановому или перспективному аэрофотографированию.

6.5.11. Плановые опознаки располагают в дополнение к имеющимся на местности геодезическим пунктам с расчетом обеспечения каждого маршрута двумя парами опознаков по его углам, но не реже чем через 15-16 базисов фотографирования. Высотные опознаки размещают попарно по обе стороны от оси маршрута. Расстояния между высотными опознаками в направлении маршрутов не должны превышать 5-6 базисов при допустимой погрешности определения высот точек наблюдения 0,5 м и не более 4-5 базисов при допустимой погрешности менее 0,5 мм.

Плановые опознаки должны быть совмещены с высотными. Крайние маршруты обеспечиваются дополнительными высотными опознаками, располагаемыми по наружному краю через 2-3 базиса.

Если техническим проектом предусмотрено уравнивание сетей аналитической фототриангуляции по блокам, то плановые опознаки располагают по периметру блоков, составленных не более чем из 10 и не менее чем из 4 маршрутов. При этом протяженность маршрута должна быть не более 20 базисов. Плановые опознаки располагают по углам блока и вдоль его верхнего и нижнего маршрутов (в перекрытиях с маршрутами других блоков) через 4-5 базисов и по одному опознаку посередине боковых сторон блока.

Для оценки качества выполняемых работ должны проектироваться контрольные высотные опознаки. Их густота устанавливается техническим проектом. Рекомендуется совмещать контрольные опознаки с объектами геологоразведочных наблюдений.

Опознаки следует располагать в зонах поперечного перекрытия и, по возможности, в зоне тройного продольного перекрытия, но не менее 1 см от края АФСН.

В качестве плановых опознаков выбираются четкие контрольные точки, которые можно опознать на АФСН с погрешностью, не превышающей 1/4 требуемой точности определения координат объектов геологоразведочных наблюдений, но не более чем 0,3 мм в масштабе АФС.

Высотные опознаки (незамаркированные) следует выбирать на надежно опознаваемых контурах. Погрешности в опознавании не должны приводить к погрешностям в высотах объектов более 1/4 погрешности, установленной для привязки. Не допускается применение в качестве высотных опознаков точек на склонах более 6°.

СКП определения координат и высот опознаков не должны превышать 1/3 погрешности, установленной для определения координат и высот объектов геологоразведочных наблюдений.

Для определения плановых координат и высот опознаков используют те же методы, что и для привязки геологоразведочных наблюдений.

6.5.12. Перенесение в натуру объектов геологоразведочных наблюдений может выполняться инструментальными способами с одновременной маркировкой или путем опознавания их на АФСН в заранее запроектированных зонах.

6.5.13. Маркируемые пункты должны располагаться таким образом, чтобы их изображения на АФСН не закрывались изображениями высоких предметов или их тенями.

Материал для маркирования выбирается с учетом обеспечения максимального контраста между маркировочными знаками и фоном.

Маркировочные знаки рекомендуется выкладывать в форме креста (для опознаков) или треугольника (для пунктов наблюдения) со свободным от растительности пространством в центре. Размеры маркировочных знаков определяются в зависимости от масштабов фотографирования так, чтобы изображение на АФСН знаков белого (желтого) цвета было не менее: по длине - 0,15 мм, ширине - 0,05 мм, расстояние от центра знака - 0,05 мм. Размеры знаков черного цвета должны быть в 1,5 раза больше, чем знаков белого цвета.

При АФС масштаба 1:10 000 и крупнее рекомендуется наряду с маркировкой пунктов выполнять маркировку осей аэрофотосъемочных маршрутов в виде стрелок (полос) длиной 0,6 мм, шириной 0,10-015 мм в масштабе фотографирования.

В процессе маркировки ведется журнал, в котором указываются номер опознака или объекта наблюдений, размер, форма и материал знака, абрис. На имеющихся АФСН наносится зона расположения знака.

6.5.14. Объекты геологоразведочных наблюдений должны быть опознаны с погрешностью, не превышающей 1/3 требуемой точности определения их плановых координат (но не более 0,3 мм в масштабе АФСН) и высот.

Опознавание контуров на АФСН выполняется обязательно при стереоскопическом рассматривании; наколы опознаков и определяемых объектов делаются на одном АФСН острой иглой под лупой. Замаркированные точки не накалываются.

6.5.15. Незамаркированные опознаки и определяемые объекты подлежат полевому контрольному опознаванию, объем которого устанавливается в техническом проекте.

Контрольное опознавание осуществляется лицом, не принимавшим участия в первоначальном опознавании, по АФСН, на которых обозначены лишь зоны расположения опознаков и объектов. Контролирующий должен найти по описанию пункт на местности, опознать его и наколоть на контрольном АФСН.

6.5.16. По окончании полевых работ представляются следующие материалы:

- проект планово-высотной подготовки и размещение объектов геологоразведочных наблюдений;

- журнал полевых измерений и результаты вычислений;

- каталоги координат и высот опознаков со схемой и краткой пояснительной запиской;

6.5.17. Фотограмметрические работы включают подготовительные работы и фотограмметрическое сгущение с определением координат и высот объектов геологоразведочных наблюдений.

Подготовительные работы состоят:

- из изучения материалов АФС и полевых топографо-геодезических работ;

- из рабочего проектирования;

- из подготовки необходимых материалов и исходных данных.

Изучение материалов АФС и полевой подготовки производится с целью установления:

- полноты и качества материалов аэрофотосъемочных работ;

- качества показаний статоскопа, радиовысотомера, самолетных приемоиндикаторов, радиогеодезических и спутниковых навигационных систем, а также правильности идентификации всех регистрограмм и записей исходных данных, необходимых для обработки показаний;

- полноты паспортных данных использованных аэрофотоаппаратов и соответствия фактических параметров аэрофотоаппаратов заданным;

- комплектности материалов полевых привязочных работ;

- соответствия фактического размещения точек съемочного обоснования техническому проекту;

- качества изображения замаркированных точек на АФСН и качества опознавания контурных точек съемочного обоснования;

-точности определения координат и высот точек геодезического обоснования.

В рабочем проекте должны быть указаны и технически обоснованы способы фотограмметрической обработки. При этом необходимо учитывать характер местности и застройки, качество исполненной АФС, плотность и размещение пунктов геодезической сети и съемочного обоснования, оснащенность фотограмметрическими приборами и программами математической обработки с использованием ЭВМ.

Подготовка материалов и исходных данных включает:

- изготовление диапозитивов или увеличенных отпечатков;

-обработку показаний статоскопа, радиовысотомера, радиогеодезических и спутниковых навигационных систем;

-определение систематической деформации аэрофильма;

- проверку наличия искажений на снимках из-за отсутствия аэрофотопленки от плоскости при фотографировании;

- определение элементов взаимного ориентирования АФСН, высот и базисов фотографирования (если обработка снимков проектируется на топографическом стереометре);

-искусственное маркирование точек фотограмметрической сети.

6.5.18. Фотограмметрическое сгущение выполняется аналитическим методом с применением стереокомпаратора и ЭВМ или аналоговым методом на универсальных приборах. Фотограмметрическое сгущение по материалам АФС прошлых лет ввиду возможной деформации следует выполнять только аналитическим методом.

6.5.19. Если выполнялась АФС опознаков и объектов геологоразведочных работ, то при проведении подготовительных работ изображения точек переносятся на АФСН основного залета.

Для этой цели рекомендуется использовать "Интер-претоскоп", а при его отсутствии стереоскоп КС-1, стереомаркирующее устройство СММ-1 и другие аналитические приборы.

6.5.20. Координаты и высоты объектов геологоразведочных наблюдений, как правило, определяются непосредственно при фотограмметрическом сгущении. Отдельные пункты наблюдений могут определяться методом вставок.

При построении фототриангуляции аналоговым методом должны соблюдаться следующие требования:

-остаточные расхождения высот опорных точек при горизонтировании начального звена не должны быть более 0,7 допустимой СКП определения высот объектов наблюдений;

-остаточные расхождения высот на связующих точках при передаче масштаба и соединении звеньев не должны быть более 0,7 СКП определения высот объектов наблюдений, а расхождение плановых координат - не более 0,1 мм в масштабе модели;

- средние значения деформации сети (прогиб и кручение) не должны превышать 1,5 СКП определения высот отметок наблюдений.

При пространственном фототриангулировании должны соблюдаться следующие требования:

- остаточные средние расхождения координат и высот на опознаках после внешнего ориентирования сети не должны превышать 0,3 СКП определения координат и высот объектов геологоразведочных наблюдений;

- средние расхождения плановых координат и высот на общих точках смежных маршрутов не должны превышать 1,5 соответствующих допустимых погрешностей;

- средние расхождения геодезических и фотограмметрических координат и высот на контрольных точках не должны превышать 0,8 соответствующих допустимых погрешностей;

- предельные (удвоенные) погрешности не должны встречаться более чем в 10 % случаев.

При использовании материалов геодезического обоснования прошлых лет (для определения с СКП 1 м и более) внешнее ориентирование сетей, как правило, должно проводиться по избыточному числу опорных точек. При этом остаточные средние расхождения высот на общих точках смежных маршрутов не должны превышать удвоенной, а остаточные средние погрешности высот на опорных точках - 0,4 СКП положения объектов геологоразведочных наблюдений.

6.5.21. Фотограмметрическая обработка материалов АФС производится в соответствии с рекомендациями действующих наставлений, а аналитическая фототриангуляция - согласно инструкциям по пользованию программами обработки на ЭВМ.

По завершении фотограмметрической обработки составляются каталоги (списки) координат и высот, приводятся результаты оценки точности, а также составляется краткий отчет о выполненных работах.

6.6 Определение плановых координат радиогеодезическим методом

6.6.1. Радиогеодезические и радионавигационные системы (РГС и РНС) применяются для проложения маршрутов и плановой привязки объектов наблюдений. Для аэронавигации и привязки точек геофизических съемок масштабов 1:10 000-1:50 000 используются РГС ближнего действия. При региональных аэрогеофизических съемках масштаба 1:100 000 и мельче могут использоваться радиотехнические системы дальней навигации.

6.6.2. При аэрогеофизических работах системы обоих типов комплексируются с бортовыми измерителями курса, путевой скорости и сноса, истинной и барометрической высот полета, бортовыми оптическими визирами и аэрофотоаппаратами, а также цифровыми регистраторами информации. Комплекс должен иметь необходимые устройства согласования интерфейсов. Конкретная конфигурация комплекса обосновывается в проекте. Работа с приборами, входящими в комплекс, производится в соответствии с технической документацией.

6.6.3. Подготовка радиогеодезических работ включает следующие этапы: выбор по топографическим картам и рекогносцировку мест установки наземных станций, привязку наземных станций и контрольных пунктов, построение рабочих зон РГС, проектирование маршрутов съемки, подготовку исходных, полетных материалов.

6.6.4. Расстановка наземных станций РГС должна обеспечивать максимальную площадь рабочей зоны и беспрепятственное распространение радиоволн в ее пределах.

Наземные станции устанавливаются обычно на командных высотах на расстоянии не менее 500 м от ЛЭП, крупных металлических сооружений, кромки сплошного лесного массива или склона горы (если антенны находятся ниже их верхнего уровня). СКП определения координат антенны не должна превышать 3 м.

6.6.5. Границы рабочей зоны определяются в процессе проектирования исходя из необходимой точности получения плановых координат, оптимального соотношения величин базисов системы и максимальной дальности действия станций.

СКП положения определяемой точки М х,у вычисляется по формуле 1

где m_D - СКП измерения дальности (для АРГС - 10 м); B₁. B₂ - углы, образованные направлениями с бортовой станции на наземные (30-150°).

Максимальная дальность действия D_max (км) АРГС ограничивается пределами прямой радиовидимости и определяется по формуле

1 В данном разделе методика излагается применительно к АРГС.

где h - высота антенн неземной станции над уровнем моря, м; H - высота бортовой станции над уровнем моря, м.

6.6.6. Перед началом работ с АРГС выполняются определения аппаратурных поправок и проверка стабильности работы системы.

Аппаратурные поправки определяются двумя способами: наземным и в условиях полета ЛА.

При наземном способе бортовая станция устанавливается на одном конце эталонного базиса длиной около 10 км, а наземные поочередно подключаются к антенне, установленной на другом конце базиса.

Помимо основного эталонного базиса измерения проводятся на девяти пикетах, расположенных на продолжении базисной линии с интервалом 10 м.

Аппаратурные поправки вычисляются по формуле

где D_ЭМ_i - длина эталонного базиса, м; D_i ;- измеренное расстояние, м; i - 1. 10.

Среднее значение аппаратурной поправки для каждого дальномерного канала определяется по формуле

Среднее квадратическое отклонение определений аппаратурной поправки АРГС, рассчитываемое по формуле

, не должно превышать 2 м.

Оценка точности измеренных дальностей и координат производится по контрольным геодезическим пунктам, хорошо опознаваемым с высоты 50-200 м и обеспечивающим надежную оценку положения ЛА относительно геодезического знака с помощью оптического визира или АФА. В рабочей зоне РГС проектируются не менее трех контрольных пунктов на расстояниях 10- 30 км от наземных станций. СКП определения координат контрольных пунктов не должна превышать 1/3 погрешности определения точек геофизических наблюдений.

6.6.7. Подготовка исходных полетных материалов включает в себя составление полетных карт и схем для обеспечения вождения ЛА по маршрутам и на подлетах к ним, выхода в контрольные пункты и определения аппаратурных поправок для выбранного типа ЛА.

Карта составляется на топографической основе м-бов 1:50 000-1:100 000. На нее наносятся площадь съемки, наземные станции, начальный, конечный и секущие маршруты, а также контрольные геодезические пункты.

Полетные схемы определения аппаратурных поправок составляются в том же масштабе; на них наносятся наземные станции и контрольные геодезические пункты с указанием магнитных азимутов, курсов пролетов над ними и расстояниями до наземных станций.

Установка наземной и монтаж бортовой аппаратуры производятся в соответствии с технической и установочной документацией.

6.6.8. После установки комплекса аппаратуры на ЛА определяется величина несовмещения антенны РГС с оптическим визиром или АФА и геофизическим датчиком. Линейные величины несовмещений определяются измерением расстояний между ними вдоль продольной оси ЛА.

Значение несовмещения визиров и антенны учитывается при определении аппаратурных поправок, а поправки в координаты геофизического датчика определяются по формулам

где - дирекционный угол полета; U_p - расстояние вдоль продольной оси между антенной и датчиком; V_p - алгебраическая сумма расстоянии до продольной оси антенны и датчика.

6.6.9. При калибровках РГС на самолете аппаратурные поправки определяются на эталонных базисах. Измерения выполняются на минимальной скорости самолета, курсом, перпендикулярным к направлению на наземную станцию на высоте 100-200 м. Момент пролета над геодезическим знаком определяется с помощью оптического визира.

Над каждым геодезическим пунктом выполняется 5-6 парных пролетов (на прямом и обратном курсах). При этом фиксируются измеренные расстояния, уклонение самолета от знака (поправки визира), высота и магнитный азимут полета.

Результаты измерений исправляются поправками за несовмещение проекции самолета с концом эталонного базиса по формулам

где D - дальность, исправленная поправкой D за несовмещение проекции самолета с концом эталонного базиса, м;

D_изм - измеренная дальность, м;

d- поправка визира, м;

H - высота полета самолета над геодезическим знаком, м;

B - отклонение самолета от геодезического знака, отсчитываемое по поперечной шкале сетки поля зрения оптического визира. °;

A_m - магнитный азимут самолета;

A_нс - магнитный азимут направления с наземной станции на геодезический пункт.

Аппаратурные поправки вычисляются по формуле

где D_э_m - длина эталонного базиса; D_i ; - среднее значение расстояния, измеренного в пролетах прямым и обратным курсом.

6.6.10. При использовании вертолета измерения выполняются в режиме зависания над концами эталонного базиса на высоте 10-100 м. Центрирование вертолета осуществляется при помощи оптического визира.

Измеренные дальности исправляются поправками за несовмещение антенн бортовой станции РГС и оптического визира.

6.6.11. Вычисленные средние аппаратурные поправки вводятся в процессор бортовой станции для автоматического исключения их из измеряемых дальностей.

6.6.12. Вывод ЛА на съемочный маршрут или заданную точку выполняется по цифровому навигационному индикатору бортовой станции, включенному в режим индикации дальностей до наземных станций; вождение по маршруту производится в режиме индикации текущего или заданного маршрута.

Предельное боковое уклонение съемочного маршрута от проектного не должно превышать половины интервала между маршрутами.

6.6.13. Выдаваемые бортовым процессором координаты определяемых пунктов регистрируются на автономном регистраторе или регистраторе геофизической станции.

6.6.14. Контрольные измерения выполняются в начале и конце съемочных полетов на рабочей площади одной расстановки наземных станций, а также после калибровки РГС.

Перед началом измерений в процессор бортовой станции вводят аппаратурные поправки.

Измерения выполняются аналогично описанным в п.6.6.9. СКП одиночного измерения расстояния вычисляются по формуле

где D' _i. _j - измеренная дальность, исправленная аппаратурной поправкой и поправкой D за несовмещение проекции ЛА с геодезическим пунктом - концом контрольной линии;

D_ki - длина i-й контрольной линии;

n - число контрольных линий;

p - число измерений одной линии;

N - число измеренных дальностей.

6.6.15. При камеральной обработке измеренные расстояния исправляются по формуле

где D' - измеренное расстояние, исправленное аппаратурной поправкой;

_h - поправка за приведение наклонных линий к горизонту;

_H - поправка за редуцирование горизонтального расстояния на поверхность геоида;

_i - поправка за приведение длин линий на плоскость проекции Гаусса.

Поправка за приведение наклонных линий к горизонту вычисляется по формуле

где h = H₂ -H₁ - разность абсолютных высот точек антенн наземной станции и ЛА; D' - измеренное расстояние.

Поправка за редуцирование горизонтального расстояния на поверхность геоида вычисляется по формуле

где - средняя высота линии;

R_m = 6 385 543 м - радиус Земли.

Поправка за приведение длины линии на плоскость проекции Гаусса вычисляется по формуле

где D' - измеренное расстояние;

; ; -ординаты наземной станции и ЛА;

R_m - радиус Земли для средней широты В = 55°.

При вычислении перечисленных поправок значения H. R, Y следует знать с точностью не хуже m_H = 3 м, m_R = 30 км, m _Y = 950 м.

Если требования к точности позволяют обойтись без редуцирования наклонных линий, бортовая станция вычисляет координаты определяемых точек уравниванием линейных засечек в условной системе.

Послеполетная обработка такой информации заключается в пересчете координат из условной системы в государственную геодезическую по формулам

где Х _i. У _i - координаты определяемого пункта в условной системе; Х _H. У _H. Х _K. У _K - координаты начала и конца заданного маршрута в государственной геодезической системе; S_m - длина заданного маршрута.

Краткие сведения о радиогеодезических и радионавигационных системах приведены в прил.3.

6.7. Определение высот объектов геологоразведочных наблюдений барометрическим нивелированием [8]

6.7.1. Определение высот объектов с СКП до 0,3 м может выполняться барометрическим нивелированием, основанным на зависимости изменения атмосферного давления от изменений высоты.

6.7.2. Точность барометрического нивелирования зависит от точности применяемых средств измерений, характера рельефа местности и метеорологической ситуации, способа работ и технических условий. Допустимая погрешность измерения изменений давления, температуры, влажности воздуха обосновывается в техническом проекте исходя из требуемой точности определения высот и физико-географических условий.

Для учета изменений атмосферного давления во времени организуются измерения на временных (ВБС) или опорных (ОБС) барометрических станциях. В случаях, обоснованных в техническом проекте, допускается работа без ВБС или ОБС. При этом учитывается только линейная составляющая изменения давления по невязке хода.

6.7.3. При производстве барометрического нивелирования используются:

- электронно-цифровой микробарометр ЭЦМБ-1, ЭЦМБ-В1;

- комплект барометрической аппаратуры БАР-Д1;

- автоматическая баростанция АБС-1;

- аспирационный психрометр Асмана;

При отсутствии барометрической аппаратуры допускается применение выпущенных ранее оптикомеханических микробарометров и спиртовых термометров.

В качестве эталонов абсолютного атмосферного давления используются ртутные барометры чашечные, инспекторские, контрольные, ртутный манометр, грузопоршневые манометры.

Все приборы, применяемые при производстве барометрического нивелирования, должны быть аттестованы в специализированных метрологических лабораториях и иметь свидетельство о поверке. В интервалах между поверками контроль за отклонением показаний барометров от истинного абсолютного значения атмосферного давления проводится путем сверок со ртутными барометрами.

6.7.4. Способ барометрического нивелирования выбирается исходя из требований к точности определения высот, расположению пунктов измерений на местности и расстоянию между ними. При этом учитываются физико-географические условия, состав барометрических приборов, густота опорной высотной сети, способ транспортировки и другие условия организации работ.

6.7.5. Барометрическое нивелирование может выполняться следующими способами:

-замкнутых полигонов ("петлевая методика");

- синхронизированных рейсовых измерений;

- опорных барометрических станций;

- натуральных барических коэффициентов (барических ступеней).

При расположении пунктов измерений по профилям или вытянутым маршрутам применяется способ ходов. Ходы прокладываются таким образом, чтобы начальная и конечная точки хода имели известные высотные отметки. ВЕС располагается в любом ходе или на любой точке вне его.

Протяженность хода (L), удаление (S) от ВБС и время (t) его проложения определяются в зависимости от расстояния между магистралями, характера рельефа и способа транспортировки по маршруту. Барометрические ходы и опорные магистрали следует прокладывать на местности с таким расчетом, чтобы изменение рельефа местности по маршруту было монотонным.

Способ замкнутых полигонов применяется в случае произвольного расположения пунктов измерений на местности при заданной густоте сети, определяемой количеством пунктов на 1 км 2. В качестве исходного пункта применяется пункт с известной отметкой, где размещается ВБС. Маршрут (рейс) завершается на исходном пункте.

Способ замкнутых полигонов менее точен, чем способ ходов. Технические условия на выполнение работ регламентируются значениями перепада высот пунктов измерений относительно высоты исходного пункта h₀. удаления определяемого пункта ВБС S, удаления определяемого от исходного пункта хода L.

Вычисление высотных отметок пунктов измерений при работах по способам ходов и замкнутых полигонов выполняется путем вычисления превышений между каждым пунктом измерений и исходным пунктом (полярный способ) или путем вычисления превышений между смежными пунктами измерений (способ последовательных превышений).

Предварительно значения давления на пунктах измерений исправляются поправкой за вариации атмосферного давления на ВБС. Невязка хода распределяется пропорционально времени или числу пунктов (при равномерном движении по маршруту). Допускается распределение невязки пропорционально перепаду высот в ходе при условии, что разность высот начальной и конечной точек хода составляет не менее 0,5 значения превышений между определенными пунктами и исходным пунктом.

Способ синхронизированных рейсовых измерений заключается в одновременных измерениях давления и температуры воздуха на двух смежных пунктах хода, что исключает необходимость измерения вариаций атмосферного давления на ВБС.

Способ рекомендуется при нивелировании трасс большой протяженности, требует применения микробарометров с малым смещением нуль-пункта, а также связи между смежными пунктами для одновременного выполнения измерений.

Способ опорных станций применяется при съемках, захватывающих большие площади на территориях с редкой опорной высотной сетью. ОБС располагаются на пунктах с известными высотами. Определяемые пункты размещаются внутри треугольника, образованного ОБС.

Способ натуральных барических коэффициентов (барических ступеней) применяется на местности со значительными перепадами высот. Барический коэффициент (барическая ступень) при этом определяется непосредственно на местности по данным наблюдений на ОБС, которые располагаются на экстремальных высотах.

В зависимости от расположения ОБС применяются следующие модификации способа:

- разновысотного створа, когда барические коэффициенты определяются по данным наблюдений на двух ОБС, расположенных на разных высотах при значительном горизонтальном проложении между ними;

- разновысотных опорных станций, когда барические коэффициенты определяются по нескольким ОБС, расположенным на разных высотах и на значительных расстояниях друг от друга;

- барических базисов, когда горизонтальное проложение между ОБС невелико.

Точность барометрического нивелирования по способу барических базисов зависит от величины горизонтального проложения между ОБС, разности высот и удаления определяемых пунктов от базиса.

6.7.6. Определение высоты пунктов комплектом барометрической аппаратуры БАР-Д1 на подвеске вертолета в режиме его висения над пунктом выполняется любым из известных способов организации измерений. Наиболее предпочтителен способ ходов с опорой на одну ВБС с вычислением высот по способу последовательных превышений или полярным способом.

Высота висения вертолета над пунктом должна быть в пределах 50-100 м при пользовании лебедкой, 30-40 м - при использовании подвески и быть стабильной на всех точках хода. В момент измерений хвостовая часть вертолета должна быть наиболее удалена от платформы.

6.7.7. Оценка точности барометрического нивелирования выполняется по результатам расхождения значении высот на контрольных пунктах, имеющих отметки, полученные другими геодезическими способами с точностью не ниже 1/4 от заданной точности определения высоты пунктов измерений. СКП определения высот вычисляется по формуле

где - разность отметок на контрольных пунктах; n - количество контрольных пунктов.

При проведении работ в равнинной местности допускается контроль по независимым повторным измерениям на узловых пунктах. СКП по разности двойных измерений вычисляется по формуле

где - расхождение отметок на узловых пунктах; n - количество узловых пунктов.

Если на узловых пунктах выполняются три повторных определения высоты и более, то оценка производится по уклонению от среднего значения высоты по формуле

где _h - уклонение от арифметической середины; n -число уклонений.

Оценка точности по повторным измерениям (внутренний контроль) дает заниженное значение СКП, вследствие остаточной систематической доли влияния внешних факторов.

В каждом барометрическом ходе или звене хода должно быть не менее одного контрольного (узлового) пункта, расположенного в наиболее слабом месте.

6.7.8. К приемке материалов барометрического нивелирования представляются:

- схема участка работ с нанесенными ходами барометрического нивелирования, ВБС, ОБС, контрольными и опорными пунктами;

- свидетельства о метрологической поверке применяемых приборов;

- журнал сверок с эталоном абсолютного давления;

- журнал наблюдений в рейсах;

- журналы наблюдений на барометрических станциях;

- графики измерения давления и температуры воздуха на барометрических станциях;

- ведомость вычисления высот;

- ведомость контроля, включающая технические условия определения высот контрольных пунктов и технические условия для всей совокупности пунктов измерений;

- краткая пояснительная записка.

6.8 Определение высот гидростатическим нивелированием [9]

6.8.1. Гидростатическое нивелирование может применяться при определении высот объектов геолого-геофизических наблюдений на профилях и в уединенных точках. При этом могут применяться гидростатические нивелиры с механическими (типов ГСН-Д, ГСВ-П) и электронными (типа "Рельеф") преобразователями.

Работа с конкретными типами нивелиров производится в соответствии с руководствами по их применению.

6.8.2. Ходы или системы ходов гидростатического нивелирования должны опираться не менее чем на два исходных пункта. Допускается проложение замкнутых ходов, опирающихся на один пункт.

Предельная длина хода L, проложенного между двумя исходными точками, не должна превышать значения, вычисленного по формуле

где m_H - допустимая СКП определения высот; l - среднее расстояние между смежными точками; m - СКП определения превышения (приводится в паспорте прибора).

6.8.3. Непосредственно перед началом и после завершения работ, после ремонта или ежемесячной профилактики, после заливки (дозаливки) жидкости должно выполняться эталонирование приборов 1 .

Эталонирование выполняется на вертикальном базисе по точкам, высоты которых определены методом технического нивелирования.

Наклонное расстояние между крайними точками базиса должно быть несколько меньше длины соединительного шланга прибора.

Превышение между крайними точками базиса должно охватывать весь рабочий диапазон шкалы прибора, а превышения между смежными точками внутри базиса должны составлять 0,5 м для первой четверти и 1,0 м для остальной части шкалы прибора.

Шкаловые поправки для каждой точки шкалы определяют не менее чем из трех приемов, каждый из которых состоит из прямого и обратного ходов.

Результаты эталонирования фиксируются в журнале. По ним строятся график или таблица шкаловых поправок.

6.8.4. При проложении ходов гидростатического нивелирования необходимо соблюдать следующие требования:

- шланг должен свободно, без заломов и узлов лежать на земле;

- при переходе с одной точки на другую необходимо перекрывать кран нивелира;

- необходимо избегать препятствий на местности, при которых компенсационная камера находилась бы ниже петли шланга более чем на 8 м;

- при передвижении по моноклинальной поверхности необходимо, чтобы измерительный блок находился ниже компенсационной камеры.

1 В данном разделе методика работ излагается применительно к электронным гидростатическим нивелирам.

Перед началом хода на исходной точке проверяется правильность установки нуля шкалы прибора и осуществляется его корректировка. Для этого измерительный блок и компенсационную камеру устанавливают рядом на одной высоте.

Повторная проверка правильности нуля прибора выполняется на конечной точке хода, а также не реже чем через 2,0 км.

6.8.5. При измерении превышений измерительный блок и компенсационная камера устанавливаются на смежных точках и для снятия избыточного давления подвижная ручка компенсационной камеры поднимается в верхнее положение.

Измерение отрицательных превышений (компенсационная камера ниже измерительного блока) более 8 м не допускается.

6.8.6. Запись и обработка результатов измерений выполняются в специальном журнале гидростатического нивелирования.

Превышение вычисляется по формуле

где h_шк - отсчет по шкале прибора; h_шк - шкаловая поправка прибора; - поправка за смещение нуля.

Вычисление и уравнивание высот осуществляются, как и при техническом нивелировании.

Допустимая невязка хода вычисляется по формуле

где m - СКП определения превышения, взятая из паспорта прибора; n - число измеренных в рейсе превышений.

6.8.7. К сдаче представляются следующие материалы:

- материалы уравнивания и каталог (список) высот;

- краткий отчет о выполненных работах.

6.9 Определение плановых координат объектов геологоразведочных работ аппаратурой типа "топопривязчик" [7]

6.9.1. Топопривязчик представляет собой комплекс аппаратуры, смонтированный на автомобиле или гусеничном транспорте и обеспечивающий непрерывное определение прямоугольных координат его местоположения.

С помощью топопривязчика также могут осуществляться:

- перенесение в натуру, проложение и разбивка геологоразведочных профилей;

- перенесение на местность проектного положения различных трасс, линий и объектов геологоразведочных наблюдений;

- определение на топографической карте (основе) положения не обозначенных на ней объектов; - рекогносцировка местности.

Работы с топопривязчиком выполняются в соответствии с технической документацией, прилагаемой к каждому комплекту аппаратуры.

6.9.2. Методика выполнения работ и допустимые длины ходов, прокладываемых топопривязчиком, регламентируются требуемой точностью определения координат.

Ходы, прокладываемые топопривязчиком, подразделяются на одиночные между опорными точками; двойные в прямом и обратном направлениях и двойные в одном направлении между двумя опорными точками; замкнутые на одну опорную точку; системы ходов с узловыми точками от нескольких опорных точек.

Опорными точками при проложении ходов могут служить любые пункты, координаты которых известны с ошибкой, не превышающей 1/4 СКП определения координат точек наблюдения.

Допустимые длины ходов для различных условий приводятся в табл.6.7.

6.9.3. Перед началом работ выполняются поверки отдельных систем топопривязчика:

- определение коэффициента коррекции пути К;

- определение "ухода" оси гироскопа;

- поверка визира ориентирования ВО.

Определение коэффициента коррекции пути К является поверкой датчика пути для типичных условий передвижения в районе работ. Определение значения К следует проводить на эталонных базисах длиной не менее 500 м, измеренных с относительной ошибкой не более 1:1000, для каждого из типичных дорожных условий. Вычисляют коэффициент коррекции пути по формуле

где Sэт - расстояние (эталонное), измеренное, например, мерной лентой.

В порядке исключения определение значения К может выполняться на пути с однородными условиями передвижения между точками с известными координатами при условии, что излом хода определяется по формуле

где S - длина хода, измеренная топопривязчиком; L - длина замыкающей, не превышает 1,2.

По результатам определения составляется таблица значений К для различных условий движения.

Определение "ухода" оси гироскопа выполняется на неподвижном автомобиле и при его движении.

Для определения "ухода" на неподвижном автомобиле следует снять три отсчета ₁. ₂. ₃ со шкалы "курс" с интервалом 30 мин. Поправку вводят в значение шкалы "электробалансировка". При возрастающей тенденции "ухода" поправка _у вычисляется по формуле

При поправка составляет 2/З _у .

Для определения "ухода" оси гироскопа и его регулирования при движении топопривязчик может быть установлен в любом месте, которое около переднего колеса закрепляется вешкой, а на удалении 1500 м и более выбирается ориентир.

Исходный курс вычисляется по формуле

где B - угол визирования на ориентир.

"Уход" оси гироскопа после выполнения рейса и возвращения на исходную точку вычисляется по формуле

где _к - измеренный текущий курс; _оси = 60-00-B - курс, определенный на исходной (конечной) точке; t - время рейса.

Допустимое значение скорости "ухода" _g составляет 17 делений угломера в час (д. у. /ч).

Для регулировки гирокурсоуказателя необходимо выполнить несколько (3-5) рейсов и поправку – Wдля компенсации "ухода" вычислить по формуле

где n - число рейсов; - "уход" оси курсового гироскопа.

Поверка ВО выполняется для устранения углов рассогласования продольной оси топопривязчика и оси ВО.

Поправка за непараллельность визирной оси ВО и продольной оси топопривязчика (угловое рассогласование) B вычисляется по формуле

где Х, Y - приращения координат.

6.9.4. На каждом исходном пункте производятся ориентирование топопривязчика для определения начального курса и привязка хода к исходному пункту, установка на счетчиках "X" и "Y" исходных координат.

Для ориентирования используются не менее двух дирекционных углов, определенных с погрешностью не более З',6 (0-01 д. у.) одним из следующих способов:

- решением обратной геодезической задачи по каталожным координатам исходного и принятых за ориентирные пунктов;

- по гирокомпасу не менее чем двумя приемами;

- по топографическим картам из решения обратной геодезической задачи по координатам исходного и ориентирных пунктов, снятых с карты; при этом расстояния между исходным и ориентирными пунктами должны быть не менее 1,5 и 2,5 км при использовании карт масштабов 1:10 000 и 1:25 000.

6.9.5. Начальный курс топопривязчика _оси вычисляется по формуле

где _ор - дирекционный угол ориентирного направления;

B - угол между продольной осью топопривязчика и ориентирным направлением, измеряемый ВО топопривязчика.

6.9.6. Привязка рейса к исходному пункту осуществляется для установки на счетчиках "X и "Y" значений начальных координат с ошибкой, не превышающей 0,25 СКП определения координат точек геолого-геофизических наблюдений в рейсе.

Установка топопривязчика осуществляется:

- над центром исходного пункта с ориентированием по видимому ориентирному направлению;

- в непосредственной близости (не более 7 м) от центра исходного пункта при длине ориентирной линии не менее 7 км; поправка в дирекционный угол не вводится, а значение координат точки стояния топопривязчика определяется с точностью не ниже 1/4 СКП;

- в створе линии ориентирования; в этом случае на шкалах "X" и "Y" устанавливаются исправленные координаты;

- в произвольной точке, максимально приближенной к исходному пункту, с видимостью на ориентирный пункт;

- в произвольной точке вблизи створа ориентирного направления на расстоянии 200-300 м от исходного пункта.

В каждом конкретном случае следует применять оптимальный способ ориентирования и передачи координат.

6.9.7. Перед проложением ходов на участке работ необходимо подготовить проектные схемы ходов, список координат исходных, ориентирных и других пунктов и дирекционных углов линий между ними. При проектировании сетей (ходов) необходимо руководствоваться данными табл.6.7.

6.9.8. При начале работ топопривязчик устанавливают на исходной точке и ориентируют (п.6.9.5).

Включение аппаратуры производят в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации топопривязчика.

На счетчиках координат устанавливают исходные данные, а на счетчике пути - нулевое значение. На шкале "коррекция пути" устанавливают значение коэффициента коррекции пути К, соответствующее реальным условиям движения.

6.9.9. Во время движения оператор следит за контрольно-измерительными приборами и сигнальными устройствами, не допуская падения напряжения ниже 22 В и изменения давления в шинах автомобиля относительно того, при котором определялись коэффициенты коррекции пути.

При изменении дорожных условий на шкале "коррекция" устанавливается новое значение К, соответствующее реальным условиям движения. Изменение дорожных условий может быть определено по разности расстояний, измеренных передним и задним колесами автомобиля.

Скорость движения топопривязчика при выполнении рейса не должна отличаться от скорости при определении коэффициента более чем на 5 км/ч. Во время движения необходимо избегать резких троганий с места и торможений. Скорость движения работающего топопривязчика не должна превышать 40 км/ч при плавном снижении перед остановкой.

6.9.10. При невозможности преодоления препятствия необходимо передать координаты и дирекционный угол с целью продолжения рейса. Для этого топопривязчик устанавливают перед препятствием и по рейке оптическим дальномером измеряют расстояние до временной точки, на которую определяют также дирекционный угол. Точка стояния топопривязчика перед препятствием закрепляется вехой. При выключенном датчике пути топопривязчик объезжает препятствие и устанавливается в ранее выбранной точке. Перед проложенном рейса в курсопрокладчик вводят координаты этой точки, после чего включают датчик пути и продолжают движение.

6.9.11. На каждой определяемой точке со шкал "X" и "Y" курсопрокладчика считывают и записывают в полевой журнал значения координат.

6.9.12. При невозможности установки топопривязчика на точке его устанавливают на минимально возможном расстоянии или перпендикулярно (ориентировочно) к направлению движения (рейса), или под произвольным углом к направлению движения и измеряют этот угол и расстояние до точки.

6.9.13. При проложении ходов необходимо использовать все возможности по промежуточному контролю координат, курса, коэффициента коррекции пути.

6.9.14. На конечном пункте хода с известными координатами производят ориентирование и привязку топопривязчика, а также определяют "уход" оси гироскопа и невязки координат.

Угловая невязка, включая "уход" оси гироскопа, вычисляется но формуле:

где _«к» - дирекционный угол продольной оси топопривязчика, считанный со шкалы "курс"; _оси - дирекционный угол на конечном геодезическом пункте хода, вычисленный по формуле.

6.9.15. Допустимые значения невязок координат и дирекционного угла составляют

где S измеряется в км, - в м, - в д.у. T – в мин.

Если полученные в ходе (рейсе) значения невязок превышают допустимые, работа подлежит переделке.

6.9.16. В замкнутых ходах исходным является один пункт, невязки определяются аналогично определению невязок в разомкнутом ходе.

В висячем ходе невязки не определяются, допустимая длина хода S_d (км) составляет

где m - СКП определения координат.

Если на конце висячего хода имеется возможность определения "ухода" оси гироскопа, допустимое значение расстояния (хода) составит

6.9.17. Для выноса точек профилей на местность топопривязчик оборудуется навигационным прибором, а при его отсутствии используют показания шкалы "курс" и топографическую карту масштаба 1:50 000 с нанесенной схемой профилей. Регистратор навигационного прибора устанавливают в кабину перед водителем.

На начальной точке профиля на шкалах и счетчиках топопривязчика устанавливают исходные данные, а на планшете - карту с сеткой профилей.

6.9.18. Контроль результатов измерений выполняется в целях проверки качества работ и соответствия точности принятым допускам.

Оценка точности результатов измерений координат топопривязчиком выполняется:

- по контрольным пунктам, координаты которых определены с более высокой точностью;

- по двойным измерениям, выполненным топопривязчиком.

В первом случае СКП определения координат m_X и m_Y вычисляются по уклонениям Х и Y измеренных координат Х_изм Y_изм от известных X, Y на контрольных точках по формулам

где X= Х_изм -X; Y= Y_изм -Y; n -число контрольных точек в ходе.

Во втором случае СКП m_X и m_Y одного измерения координат вычисляются по разностям двойных измерений dx, dу координат на контрольных точках по формулам

Контроль по внутренней сходимости (двойным измерениям по приведенным формулам) может выполняться по измерениям, выполненным в прямом и обратном направлениях.

СКП определения координат местоположения m_S определяется по формуле

Относительная СКП (%) определяется по формуле

где S - длина хода.

6.9.19. Отчетной документацией являются журналы поверок и полевых измерений, ведомости вычислений и уравнивания координат. Для записи результатов измерений при определении координат приводится форма журнала.

6.9.20. По окончании полевых работ и контрольных измерений выполняется обработка результатов измерений координат для исключения содержащих систематическую составляющую часть погрешностей:

Исключение систематической части погрешности производится вводом поправок в приращения координат X, Y.

Руководства, Инструкции, Бланки

Поиск

Новые файлы