CC BY
141
ХАРАКТЕРИСТИКА ГОСУДАРСТВЕННОЙ НИВЕЛИРНОЙ СЕТИ МОНГОЛИИ
Тумурбаатар Балжинням
Монгольский государственный сельскохозяйственный университет, Агробиологический институт, Зайсан-210153, г. Улан-Батор Монголия, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры земельного кадастра и ландшафтной архитектуры, тел. 976-11-34-30-49, 99290324, e-mail: t baliinnvam2005@vahoo.com
Балжинням Насанжаргал
Монгольский государственный университет науки и техники. Институт компьтерной техники и менежмента, дом 37-13, 19-ый микрорайон, район Хан-Уул, г. Улан-Батор, магистрант, тел. 99002343, e-mail: nasaa 30@vahoo.com
В статье рассмотрен процесс развития государственной нивелирной сети Монголии. Приводится точность измерения нивелирной сети, некоторые технические показатели высотных сетей и результаты уравнивания повторного нивелирования II класса.
Ключевые слова: Нивелирная сеть, средняя квадратическая ошибка, полигон, линия, повторное нивелирование.
CHARACTERISTIC STATE NIVELIRNA OF THE NETWORK OF MONGOLIA
Tumurbaatar Baljinnyam
Mongolian state university of agriculture, Shool of Agrobiology, Zaisan-210153, B0X-10, Ulaanbaatar MONGOLIA, Doctor (Ph), Consulting engineer of Mongolia, Head of Department of Land cadastre and Landscape architecture
Baljinnyam Nasanjargal
Mongolian universitv of science and technologv, School of computer science and management, Student of master
The development of national leveling networks of Mongolia is considered. Accuracy of leveling network measurements, some technical parameters of height system and results of II class re-levelling adiustment are given.
Key words: leveling networks, average square error, poligon, leveling line, re-leveling.
Первые работы по созданию государственной нивелирной сети II, III и IV классов в МНР были начаты в начале 40-х годов и продолжались более 10 лет. Государственная высотная опорная сеть Монголии создана нивелированием II класса в 1938-1952 годах Военно-топографической службой СССР. В то время опорная нивелирная сеть II класса состояла из 13 полигонов и 9 отдельных линий общей протяженностью 12,6 тыс. км. Периметры этих полигонов колеблются от 370 до 2300 км, в среднем длина полигонов составляют 1200 км. В качестве исходных, при построении высотной геодезической сети использованы шесть реперов государственной нивелирной сети СССР. При уравнивании отметки реперов получены в системе ортометрических высот относительно нуля Балтийского футштока. Основным техническим руководством производства высокоточного нивелирования являлись:
«Основные положения о построении государственной опорной геодезической сети в СССР», М., ГУГК, СНК СССР, 1939; «Инструкция по нивелированию I и II разрядов» М. ГУГСК, 1938; «Инструкция по нивелированию II класса», М. Геодезиздат, 1943, 1946 г г.
Нивелирные линии закреплялись на местности в основном грунтовыми реперами через 6-12 км и фундаментальными реперами через 70-150 км. Глубина заложения реперов составляла 1,3 - 2,0 м.
В соответствии с нормативными документами, для нивелирования II класса устанавливались предельные значения случайных и систематических ошибок на 1 км хода: ±2,0 мм и 0,4 мм соответственно. В табл. 1 приведены сводные данные о средних квадратических ошибках нивелирования II класса.
Таблица 1
Точность измерения превышений в нивелировании II класса
№ Трассы Ь тыс. км Накопления ^ й мм V 5
мм /км
1 Г рунтовые дороги 7.1 -777.1 1.37 0.25
2 Тропы, берега рек 0.75 -157.8 1.94 0.17
3 Без дорог 4.8 -53.1 1.33 0.22
Сумма 12.65 -988.0 Среднее 1.55 0.21
Из таблицы видно, что средние значения случайной средней квадратической ошибки на 1 км нивелирного хода составляют 77 =1,55 мм, а систематическая ошибка соответственно составляет 5 = 0,21 мм.
Отметим, что при построении государственной нивелирной сети в Монголии значения средних квадратических ошибок, вычисленных по стандартным формулам по невязкам в полигонах, примерно в 2-2,5 раза больше, чем при вычислении по разностям й превышений из прямого и обратного ходов. Из анализа приведенной таблицы видно, что точностные характеристики построенной нивелирной сети полностью удовлетворяют требованиям инструкций, действовавших в то время.
Анализ результатов полевых измерений показал, что накопление разностей й для ряда линий геометрического нивелирования оказался весьма оказалось значительным. При этом для твердых и песчаных грунтов эти накопления имеют отрицательное значение, что, по нашему мнению, вызвано выпиранием штативов. Большие положительные накопления по отдельным линиям геометрического нивелирования указывают на влияние оседания нивелирных башмаков.
Выполнено уравнивание всех полигонов нивелирной сети II класса по методу наименьших квадратов с помощью ЭВМ двумя способами: коррелатным и параметрическим (второй способ использовался для контроля). Оба способа уравнивания привели практически к одинаковым результатам. Сравнение уравненных высот узловых реперов с приближенными высотами,
которые приведены в государственных каталогах, показало, что максимальное их различие достигает 69 мм.
После уравнивания установлено, что средняя квадратическая ошибка нивелирования на 1 км хода составляет 3,80 мм, что фактически совпадает с ошибкой 3,29 мм, полученной по невязкам полигонов. Следовательно, на основании выполнения этого критерия можно отметить, что математическая обработка результатов геодезических измерений при построении высотной геодезической сети выполнена корректно.
Вмести с этим, можно отметить, что следующие, весьма, на наш взгляд, существенные недостатки нивелирной сети II класса:
1. Периметры нивелирных полигонов слишком велики (в среднем 1200 км) и колеблются в большом диапазоне от 370 до 1300 км.
2. Точностные характеристики не удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым к нивелированию II класса.
3. Нивелирные линии закреплялись реперами, конструкция которых не предусматривает максимальных глубин промерзания и протаивания грунтов на территории страны.
4. Из-за отсутствий гравиметрических определений вдоль линий нивелирования результаты измерений не приведены к системе нормальных высот.
5. Не выполнено совместное уравнивание всех полигонов нивелирной сети II класса по методу наименьших квадратов.
Для устранения этих недостатков высотной сети и в целях изучения современных движений земной коры с 1974 по 1990 гг. было выполнено повторное нивелирование II класса. В настоящее время опорная нивелирная сеть II класса Монголии состоит из 17 полигонов и 51 отдельной линии общей протяженностью 14,0 тыс. км. А также для надежного закрепления на местности линий нивелирования была выполнено заложение более 3000 реперов.
Расстояние между реперами составило 5 -7 км, а между фундаментальными реперами - 40-50 км. Реперы были заложены на глубину в среднем 3,5 метров с учетом геологического строения и неотектоники .
В результате оценки точности результатов повторного геометрического нивелирования были получены следующие средние квадратические ошибки в 17 полигонах высотной геодезической сети:
- в допустимых пределах - 62,5 %
- в пределах от 2 до 10 см - 18,7 %
- в пределах от 20 до 30 см - 18,7 %
При уравнивании сети исходным пунктом был выбран гравиметрический пункт 0012, находящийся в центральном части страны, в городе Арвайхээр. Уравнивание выполнялось параметрическим способом по программе ”№уеНг”, разработанной монгольскими геодезистами. Высоты пунктов вычислялись в ортометрической системе высот. В процессе оценки точности уравнивания, были получены следующие средние квадратические ошибки нивелирования,
которые приведены в табл. 2. Кроме этого в данной таблице приведены также параметры построенной с Монголии нивелирной сети II класса.
Таблица 2
Некоторые технические показатели высотных сетей
№ Технические показатели Высотная сеть, созданная в 1940-1950 гг. Высотная сеть, созданная ГУГК МНР
II класс III класс IV класс II класс III класс IV класс
1 Количество линий 49 82 68 52 156
2 Количество полигонов 19 22
3 Длина (тыс. км) 12.2 13.0 18.0 13.6 3.6 9.6
4 Периметр полигонов (км) 370-2300 370
5 Расстояние между грунтовыми реперами (км) 12 15 15 7 8 8
6 Расстояние между фундаментальными реперами (км) 70-150 40-50
7 Случайная СКО измерения превышения между прямым и обратным ходом (мм) 2.60 5 10 1.55 2 5
8 СКО уравненного превышения на 1 км (мм) 5 12 20 2.1-3.8 5 10
Средняя квадратическая ошибка уравненного превышения на 1км хода была вычислена по формулам (2) и (3) [1]:
- средняя квадратическая ошибка измерения на 1 км хода:
U с и
m = ^=, при P = — или m = ^=
ус L ыс \
и
[L]
- средняя квадратическая ошибка единицы веса:
и =
PVV
z - и
при P =
n
(1)
(2)
где: г-количество линии в нивелирной сети;
с - коэффициент, принятый в нашем случае равным 1; ь -длина нивелирного хода.
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что уравненные отметки реперов высотной геодезической сети можно использовать при решении различного рода инженерных задач, обусловленных развитием экономики Монголии [1].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Балжинням, Т. “Разработка и реализация координатного обьеспечения земельного кадастра Монголии” диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, г. Новосибирск, 2007.-141с.
© Т. Балжинням, Б. Насанжаргал, 2013
с
