Общие сведения о высотных геодезических сетях

Основное назначение высотных (нивелирных) сетей — задание с высокой точностью высот (отметок) пунктов земной поверхности, относительно которых в дальнейшем производятся высотные измерения.

На всей территории страны вычисление высот производится в нормальной системе высот от нуля Кронштадтского футштока. Эта система называется Балтийской.

За нуль Кронштадтского футштока принята горизонтальная черта на медной пластине, которая укреплена на устое моста через обводный канал в Кронштадте. Нуль Кронштадтского футштока в качестве начала высот используется не только по исторической традиции в связи со сравнительно хорошей изученностью уровня Балтийского моря в районе футштока, небольшой скоростью современных вертикальных движений земной поверхности в этом районе, а также из-за незначительных изменений среднего уровня Балтийского моря во времени относительно нуля Кронштадтского футштока.

Наблюдения за уровнем моря во всех развитых странах, имеющих выход к берегам морей и океанов, ведутся систематически уже в течение многих лет. Для этого на берегу строят стационарные или временные уровенные посты или сооружают мареографы.

На рис. 3 показано устройство уровенного поста, на рис. 4 – мареограф. На стационарных уровенных постах отсчеты по рейке производят в 01, 07, 13 и 19 часов местного времени. На временных уровенных постах наблюдения выполняют в начале каждого часа. Мареограф записывает уровень моря непрерывно на специальной ленте.

Уровенные посты бывают реечные и свайные. Реечный пост состоит из одной или нескольких реек, позволяющих вести наблюдения за уровнем моря по всему возможному диапазону колебаний уровня моря. Диапазон колебаний в разных морях, омывающих территорию России, различен. Так, например, в Карском море – около 2 м, в Охотском море – от 3 до 10 м в зависимости от расположения пункта наблюдений.

Рис. 3. Устройство уровенного поста

Свайный пост строят на местах с пологим берегом моря. Он состоит из нескольких свай, на головки которых затем ставят переносную рейку для снятия отсчетов уровня моря. Сваи забивают на расстоянии до 50 м друг от друга так, чтобы превышения между головками соседних свай были менее 80 см.

На уровенных постах Государственного комитета по гидрометеорологии и контролю природной среды устанавливают металлические рейки ГМ-3 длиной 2,8 м, массой 86 кг. Применяются и деревянные рейки, но они менее долговечны. Деления на рейках двухсантиметровые, оцифрованные через 10 см. При волнении берут отсчеты в моменты прохождения гребня и подошвы волны и по ним вычисляют среднее. Для повышения точности при волнении производят три пары отсчетов.

Результаты наблюдений за уровнем моря на уровенных станциях и постах публикуются в Каталогах уровенных наблюдений на морях и океанах и Таблицах справочников основных гидрологических характеристик, составляемых в Госкомгидромете.

Рис. 4. Устройство Кронштадтского футштока

1 – мареограф; 2 – копинист; 3 – столик мареографа; 4 – шток задвижки;

5 – задвижка Лудло; 6 – футшток; 7 – металлический трап;

8 – пластина Тонберга; 9 – отстойник мареографа; 10 – устой моста

Средний уровень вычисляют по формуле

,

где Н – средний уровень моря за определенный период (суточный, месячный, годовой, многолетний); – разовое определение уровня моря (при выводе годового уровня моря – месячные уровни, при выводе многолетнего уровня моря – годовые); n – число наблюдений (при вычислении многолетнего уровня моря – это число лет наблюдений за уровнем моря на данной станции или посту).

Основным назначением пунктов высотной сети является сохранение неизменным своего высотного положения относительно уровенной поверхности, т.е. своей абсолютной отметки.

Геодезический знак, специально предназначенный для долговременного и надежного закрепления на местности высоты (отметки), называют репером. На репер могут быть переданы и плановые координаты, но основное назначение репера - сохранение высоты относительно уровня моря. Таким образом, геодезическая высотная сеть есть совокупность реперов и геодезических пунктов, для которых определены высоты.

Высотная геодезическая сеть состоит, как правило, из системы пересекающихся высотных ходов, пункты пересечения которых называются узловыми точками. Отметки на точки высотного хода передают от предыдущей точки к последующей методами геометрического или тригонометрического нивелирования.