Балтийская система высот в чем измеряется
Национальные системы высот в геодезии
Национальные системы высот в геодезии — принятые в разных странах стандарты для определения высоты точек на местности. Используются в любой проектной документации по строительству. Цель этой статьи описать соответствие между разными системами, данные должны быть сведены в таблицу
Содержание
Список национальных систем высот
Балтийская система высот
Система высот используемая в России с 1977 года по сегодняшний день. Отсчет высот ведется от нуля Кронштадтского футштока. Используется в России и ряде других стран СНГ.
Normalhöhennull (нем. Normalhöhennull )
Система высот используемая в Германии с 1992 года. Отсчет высот ведется от отметки на церкви святого Александра в Валленхорсте
National Geodetic Vertical Datum of 1929 (англ. National Geodetic Vertical Datum of 1929 )
Система высот используемая в США и Канаде. Отсчет высот ведется по наблюдаемому в 1929 году уровню высоты моря в 26 точках североамериканского континента(21 в США 5 в Канаде) В 1983 году была пересчитана по новому множеству точек и измерению в них среднего уровня моря. Новая система высот получила название стандарта NAD83
European Terrestrial Reference System 1989 (итал. European Terrestrial Reference System 1989 )
Система высот используемая в Италии и ряде других европейских стран. Отсчет ведется по уровню высот Евразийской литосферной плиты.
Amsterdam Ordnance Datum (англ. Amsterdam Ordnance Datum )
Система высот принятая с 1879 в Нидерландах. 0 уровень высот — отметка в центре Амстердама на высоте 9 футов 5 дюймов над уровнем моря. Эта система высот послужила основой для Normalnull (англ. Normalnull ) и используются до сих пор.
Общая историческая справка
Необходимость замера уровня моря существовала очень давно. За нуль принимали уровень моря относительно суши за длительный период наблюдений. По Амстердамскому футштоку вычисляются высоты и глубины Западной Европы. По Марсельскому футштоку ведут замер уровня Средиземного моря.
В России футшточную службу организовал Пётр I. Первый футшток появился в Петербурге в 1703 году. Замеры уровня моря были необходимы для молодого российского флота, — от уровня моря зависело плавание по мелководью Финского залива и устью Невы, а также строительство оборонительных сооружений на острове. На материке, на железнодорожной станции Ораниенбаум находится метка № 173. Результаты нивелировок, проводящиеся с 1880 года, показывают практическую неизменность высотного положения нуля Кронштадтского футштока.
История по странам использовавшихся систем высот
Недостатки использующихся систем высот
Балтийская система высот, зафиксировавшая в определенный год на нулевой отметке, положение Кронштатского футштока не отражает изменение высоты этого Футштока в связи с опусканием или поднятием литосферной плиты под Кронштадтом.
(ПЗ-90) Параметры Земли 1990 года — государственная геоцентрическая система координат, использующаяся в целях геодезического обеспечения орбитальных полётов и решения навигационных задач (в частности, для обеспечения работы глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС).
Балтийская система высот
Балтийская система высот (БСВ) — принятая в СССР в 1977 году система абсолютных высот, отсчёт которых ведётся от нуля кронштадтского футштока. От этой отметки отсчитаны высоты опорных геодезических пунктов, которые обозначены на местности разными геодезическими знаками и нанесены на карты.
В настоящее время БСВ используется в России и ряде других стран СНГ.
Нуль Кронштадтского футштока представляет собой многолетний средний уровень Балтийского моря. Система высот по данному исходному пункту создавалась при помощи наземных геодезических измерений, методами нивелирования I и II классов. [1]
Для распространения единой системы высот по территории страны применяется Государственная нивелирная сеть (является частью Государственной геодезической сети). Главной высотной основой сети являются нивелирные сети I и II классов. Кроме установления Балтийской системы высот, они используются для решения научных задач: изучение изменения высот земной поверхности (земной коры), определения уровня воды морей и океанов и т. д. Как минимум, каждые 25 лет проводится повторное нивелирование всех линий нивелирования I класса и некоторых линий II класса. [2] [3]
Нивелирная сеть I класса состоит из сомкнутых полигонов периметром 1200—2000 км. Средняя ошибка определения высоты — менее 0.8 мм на 1 км хода. Нивелирная сеть II класса образует полигоны с периметром в 400—1000 км. Средняя погрешность определения высоты — менее 2 мм на 1 км хода. [4]
Балтийская система высот 1977 года
Для создания системы высот можно использовать произвольную уровенную поверхность. Если за начало отсчёта высот принята основная уровенная поверхность, то есть Геоид, то высотные отметки называют абсолютными. Если за начало отсчёта высот принята произвольная уровенная поверхность, то отметки называются условными.
Нуль Кронштадтского футштока указывает многолетний средний уровень Балтийского моря. Система высот по территории всей страны создавалась при помощи наземных геодезических измерений, методами нивелирования I и II классов и закреплялась геодезическими пунктами, которые называют реперами. Информацию о реперах можно получить в органах местного самоуправления.
Рис.1.14. Балтийская система высот
Высоту точки над уровнем Балтийского моря часто называют абсолютной высотной отметкой или просто абсолютной отметкой и обозначают Н (см. рис. 1.8).
Разность отметок двух точек физической поверхности Земли называют превышением и обозначают h.
Превышение имеет знак. Для того чтобы определить знак, надо знать направление нивелирования, например, превышение пункта 2 над пунктом 1:
Обратное превышение имеет противоположный знак:
Таким образом, чтобы определить абсолютную отметку пункта необходимо знать отметку репера и измерить превышение пункта над репером.
1. При позиционировании предметов местности применяются различные системы координат. Перевод координат из одной система в другую может быть произведен с помощью компьютерной программы PHOTOMOD GeoCalculator.
2. Передача координат от одного пункта к другому может быть произведена путём угловых и линейных измерений на местности и последующих вычислений, в объёме решения прямой и обратной геодезических задач.
3. Передавать координаты от одного пункта местности к другому можно способом трилатерации, используя только линейные измерения.
4. Для определения высотного положения предметов следует использовать реперы государственной геодезической сети.
Вопросы для самопроверки
1. Как определить плоские прямоугольные координаты пункта на карте?
2. Координаты Х и У это длины линий. Между какими пунктами местности их следует измерять или откладывать?
3. Почему координатная сетка нанесена «под углом» к линиям рамки карты?
4. Дайте определения понятиям меридиан и параллель, а так же широта и долгота.
5. Как определить по карте географические координаты.
6. Как определить координаты пунктов в г. Курске доступными средствами?
7. Какова точность определения географических координат различными способами?
8. Можно ли использовать ориентир- буссоль при производстве крупномасштабных съёмкам?
9. Последовательность решения прямой геодезической задачи.
10. Последовательность решения обратной геодезической задачи.
11. Для чего нужны прямая и обратная геодезические задачи.
12. Как устроены биполярные системы координат?
13. Как определить знак ориентирования треугольника и для чего это необходимо?
14. Исходная информация в ходах трилатрации. Что требуется определить в полевых условиях для отдельной секции трилатерации?
15. Как вычислять координаты в секции трилатерации?
16. Как определить невязку в приращения координат и абсолютную невязку хода?
17. Можно ли всякие линейные измерения лазерным прибором считать точными?
18. Что такое отметка точки и как её определить?
19. Что в геодезии понимают под превышением и как его определить?
20. Какие бывают отметки?
21. Как узнать отметки реперов для производства съёмок?
Балтийская система высот
Из Википедии — свободной энциклопедии
Балтийская система высот (БСВ) — принятая в СССР система нормальных высот, отсчёт которых ведётся от нуля Кронштадтского футштока. От этой отметки отсчитаны нормальные высоты реперов, образующих нивелирную сеть России. Нуль Кронштадтского футштока представляет собой многолетний средний уровень Балтийского моря. При использовании уровнемерных постов в качестве исходных пунктов для определения начала счета высот подразумевается совпадение среднего уровня всех морей в этих пунктах с поверхностью геоида. Таким образом, вся нивелирная сеть на территорию России опирается на один исходный пункт, не имеет внешнего контроля и уравнивается как свободная система.
Служба наблюдения за уровнем Балтийского моря была создана в 1707 году. В 1840 году Михаилом Рейнеке на граните Кронштадтского Синего моста через Проводной канал была нанесена метка, соответствующая среднему уровню воды в Финском заливе за период с 1825 по 1839 год.
В период с 90-х годов XIX века до 30-х годах XX века геометрическое нивелирование поверхности широко применялось при строительстве железнодорожных и водных путей: Транссибирской магистрали, Северной железной дороги, Беломорско-Балтийского канала, Канала имени Москвы. В 1926 г состоялось 1 геодезическое совещание, на котором было принято несколько следующих решений: признать нуль Кронштадтского футштока основным и в самое непродолжительное время произвести установление нивелирной связи всех водомерных постов европейской части СССР (Чёрного, Белого и Балтийского морей) с Тихим океаном. Результатом стало созданием постоянных уровенных постов [0] на всех морях, омывающих Европейскую часть России. [3]
В середине 1980-х в связи с предстоящим строительством гидротехнического комплекса защиты Ленинграда (ныне Санкт-Петербурга) от наводнений были созданы дублеры в Кронштадте и г. Ломоносове (на основе репера № 6521 и маяка Шепелевский [1] ). Одновременно выяснилось недостаточная геолого-тектоническая изученность Балтийского региона. [6]
Проблемы установления и использования единой государственной системы высот
Значительная часть существующих уровнемерных постов, созданных различными ведомствами на морских побережьях, крупных водохранилищах и реках, имеет высоты в существовавших ранее системах высот (Охотской, Восточно-Сибирской, Тихоокеанской, Балтийско-Черноморской), а также в условных системах, принятых при проектировании и строительстве водных объектов (таких как «система высот Волгостроя», «Беломорская система высот», «система высот Истрстроя» и т. п.), отличающихся от Балтийской системы высот 1977 года. Условные системы высот некоторых крупных водохранилищ отличаются от Балтийской системы высот 1977 года на величины от −0,18 м до +0,88 м:
Абсолютная и относительная системы высот, их взаимосвязь
В геодезии применяют две системы высот.
1. Абсолютная — расстояние по высоте от среднего уровня Балтийского моря до нашей высоты.
2. Относительная (высотная или условная)— расстояние по высоте от чистого пола 1-го этажа (применяется при типовом проектировании)
Взаимосвязь:
Например строительная площадка в абсолютной системе высот планируется на высоте 132,00м. Средний снежный покров в данной местности достигает 0.8м.Тогда в относительной системе высот высота чистого пола с отметкой 0,0 будет соответствовать высоте 132,8 в абсолютной системе высот.
. 18. Что такое абсолютная высота и превышение, расстояние и горизонтальное понижение?
Абсолютную высоту точки земной поверхности по карте определяют по горизонталям и отметкам. Если точка расположена на горизонтали, то ее высота равна отметке горизонтали. Если точка расположена между горизонталями, то ее высота равна отметке нижней горизонтали плюс превышение точки (определяется интерполированием) над этой горизонталью.
Относительное превышение двух точек равно разности абсолютных высот этих точек.
19. Что такое уклон? В каких единицах он выражается?
Выражается: (на примере уклона, который соответствует подъему 10 м на 1000 м расстояния).
20. Что измеряют теодолитом?
Теодолитом измеряют вертикальные и горизонтальные углы, а также углы наклона.
Угол наклона- это двугранный угол между горизонтальной плоскостью и направлением на предмет. Он может быть положительным и отрицательным.
21. Как уменьшить влияние коллимационной погрешности при створных измерениях?
Коллимационные погрешности влияют на точность измерений горизонтальных и вертикальных углов. Традиционная методика исключения коллимационной погрешности заключается в наблюдении углов при двух положениях круга.
22. Что измеряют нивелиром?
Нивелиром измеряют превышение точек.
23. Как ослабить влияние несоблюдение главного условия нивелира при измерениях превышений?
Чтобы исключить влияние оптико-механических погрешностей при измерении превышений между точками его надо ставить посередине между точками.
24. Как проверить работоспособность нивелира при измерениях превышений?
Поверку можно произвести различными способами. Один из них заключается в том, что на местности на расстоянии примерно 50 м забивают колышки в точках 1 и 2 (рис. 17) и определяют превышение точки 2 – ( 
) – дважды.
рис. 17.
Первый раз нивелир устанавливают в точке 1, в точке 2 – рейку. Если главное условие не выполняется, т.е. визирная ось не параллельна оси цилиндрического уровня, то вместо правильного отсчёта по рейке 
будет отсчет 
, содержащий некоторую погрешность 
. Действительное превышение будет
,
затем нивелир и рейку меняют местами, и тогда
,
следовательно,
, откуда
.
Юстировку можно не проводить, если:
для нивелира Н-3 вычисленное значение х ≤ ± 4 мм;
для нивелира Н-10Л вычисленное значение х ≤ ± 10 мм.
Если погрешность х больше приведенных величин, то необходимо устранить погрешность, действуя исправительными винтами цилиндрического уровня, предварительно установив горизонтальную нить сетки нитей на исправленный отсчет по рейке
У нивелиров с компенсаторами (т.е. у самоустанавливающихся) визирная ось приводится в горизонтальное положение автоматически после предварительного горизонтирования прибора по круглому уровню. Поверка таких нивелиров следующая.
Упрощенный способ поверки главного условия заключается в том, что берутся отсчеты по рейкам при установке нивелира посередине между рейками и в 4–5 м от одной из них. Если разность в полученных значениях превышений не превосходит допустимых величин (± 4 мм или ± 10 мм), то главное условие соблюдено. В необходимом случае исправление производят в мастерской.
25. Что такое визирная ось и ось цилиндрического уровня?
Визирная ось- прямая линия, проходящая через центр глаза, центр сетки нитей и фокус объектива.
Осью цилиндрического уровня называют мнимую линию, касательную к дуге продольного сечения внутренней сферической поверхности ампулы уровня в нульпункте.
Нульпунктом называют среднюю точку шкалы цилиндрического уровня. При наклоне нивелира изображения концов пузырька расходятся. После приведения пузырька круглого уровня в нульпункте – центр концентрических колец – в поле зрения трубы появляется изображение концов половинок пузырька цилиндрического уровня, совмещение которых достигается вращением элевационного винта. Благодаря тому, что шаг элевационного винта мал, выведение им пузырька уровня в нульпункт происходит плавно и точно. Если визирная ось параллельно оси цилиндрического уровня, то после совмещения концов пузырька уровня визирная ось устанавливается в горизонтальное положение. Это выполняется непосредственно перед взятием отсчета по рейке.