Определение координат с помощью GPS
advertisement
Составители Карачаров К. Г., Арефьев В. А. Наставление по топографической съемке объектов археологического наследия 1 Общие положения ............................................................................................1 2 Топографический план ....................................................................................2 3 Топографический план археологического памятника ..................................4 4 Определение координат ...................................................................................6 5 Ориентировка и координаты плана ................................................................8 6 Масштаб и точность плана ............................................................................10 7 Построение плановых съемочных сетей ......................................................11 8 Съемка ситуации, рельефа, археологических объектов .............................17 9 Глазомерная съемка .......................................................................................22 Рекомендуемая литература: ................................................................................23 Настоящее наставление не является учебником геодезии и не призвано подменить его. В нем приведены лишь общие требования и рекомендации по топографической съемке ситуации, рельефа и специальной съемке археологических объектов. 1 Общие положения 1.1 Топографическая съемка — комплекс полевых и камеральных работ, имеющих целью изображение на бумаге или в электронном виде условными знаками в заданном масштабе местных предметов и рельефа участка земной поверхности. 1.2 Основные нормативные документы, применяемые при топографической съемке и оформлении археологических планов: — Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 и 1:500 (ГКИНП-02-033-82). — Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 (Утверждены ГУГК при совете министров СССР 25.11.1986). — Инструкция о порядке составления отчета об археологических исследованиях. Структура и правила оформления (Утверждена Департаментом культуры и искусства ХМАО 15.01.2002, приказ №07). 2 Топографический план 2.1 Топографический план — изображение на плоскости в ортогональной проекции ограниченного участка местности, в пределах которого кривизна уровенной поверхности не учитывается. Они изготавливаются в масштабах 1:5000; 1:2000; 1:1000; 1:500. 2.2 По содержанию различают основные и специализированные топографические планы. При изготовлении специализированных планов, в отличие от основных, допускается нанесение дополнительной информации (в том числе с использованием специальных условных знаков), повышение требований к точности изображения части контуров, изменение требований к передаче рельефа местности, а также отсутствие какой-либо части содержания, предусмотренного для основного варианта топографического плана. Если на специализированном плане изображают главным образом ситуацию (без передачи рельефа), его называют горизонтальным (ситуационным). 2.3 Топографические планы объектов археологического наследия относятся к специализированным. Топографические планы археологических объектов рекомендуется вычерчивать/представлять с деталировкой принятой для масштабов 1:500 или 1:1000. При наличии мелких деталей, а также для решения исследовательских задач допускается выполнение планов в масштабе 1:200, 1:100. 2.4 Обязательность и масштабность составления топографических планов на "ансамбли – четко локализуемые на исторически сложившихся территориях группы изолированных или объединенных памятников" (Закон № 73-ФЗ "Об объектах культурного наследия…") не регламентируется. Поэтому предоставление топографических планов ансамблей и комплексов памятников, возможно, и в более мелком масштабе, например, 1:5000; 1:2000. Но, учитывая то, что они не заменяют собой топографические планы объектов, а лишь дополняют их, в указанных масштабах может проводиться съемка лишь территории, находящейся между отдельными объектов. 2.5 К топографическим планам предъявляются следующие требования: геометрическая точность — степень соответствия местоположения точек на плане их местоположению в действительности; достоверность — правильность сведений, даваемых планом на определенную дату; наглядность — предоставляемая планом возможность зрительного восприятия пространственных форм, размеров и размещения изображаемых объектов; читаемость — заполненность плана условными знаками и надписями; современность — соответствие современному состоянию отображаемого объекта. 2 На 2.6 проецированием, топографических т. е. планах пространственные местность изображают объекты изображаются ортогональным на плоскости посредством проектирующих лучей, перпендикулярных к плоскости проектирования. Причем уровенная поверхность принимается за горизонтальную плоскость, а отвесные линии – перпендикулярными к ней. На топографический план наносятся не измеренные на местности наклонные линии, а их горизонтальные проложения. Ортогональная проекция характеризуется двумя основными свойствами (в пределах точности графических построений): – расстояния на плане пропорциональны горизонтальным проложениям соответствующих расстояний на местности; – углы с вершиной в любой точке плана равны соответствующим горизонтальным углам на местности. 2.7 Минимальной величиной, которую можно видеть невооруженным глазом, является 0,1 мм. Эту величину называют предельной графической погрешностью. Горизонтальные проложения линий местности, соответствующие 0,1 мм на плане, называются точностью масштаба. Так, например, для масштабов 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 точность масштабов равна соответственно 0,05; 0,10; 0,20; 0,5 м. 2.8 Лист топографического плана любого масштаба по размерам должен быть удобным как при его создании, печатании, так и при пользовании им. Листы топографических планов предназначенные для переплета должны соответствовать форматам А4, А3. Планы большего размера выполняют на прямоугольных листах произвольных пропорций, но не более формата А1. Планы большего размера следует делить на несколько листов. 2.9 Разделение топографических планов может быть решено с помощью разграфки и номенклатуры листов топографических планов. Для топографических планов, создаваемых на участки площадью менее 20 кв.км рекомендуется применять не трапециевидную, а прямоугольную разграфку листов с размерами рамок: для масштаба 1:5000 — 40x40 см, а для масштабов 1:2000, 1:1000 и 1:500 — 50x50 см. 2.10 Для топографических планов, создаваемых на небольшие разрозненные участки, нет необходимости в использовании единой системы разграфки и нумерации листов. В этих случаях устанавливается своя система нарезки границ планшетов. Существующая в нашей стране система разделения топографических планов на отдельные листы называется разграфкой. Обозначение отдельных листов многолистных топографических карт или планов в единой системе называется номенклатурой листов карт или планов. 3 2.11 Для нумерации применяют произвольную номенклатуру, обычно, каждому из листов плана масштаба 1:5000 присваивают порядковый номер. Счет ведут от крайнего левого листа в верхнем ряду. Номера возрастают слева направо и сверху вниз. Листы этого масштаба обозначаются арабскими цифрами. Он делится на 4 листа масштаба 1:2000, каждый из которых обозначается присоединением к номеру листа масштаба 1:5000 одной из первых четырех заглавных букв русского алфавита (А, Б, В, Г). Лист плана масштаба 1:2000 делится на четыре листа масштаба 1:1000, обозначаемых римскими цифрами (I, II, III, IV), или на 16 листов масштаба 1:500, обозначаемых арабскими цифрами (1, 2, 3, 4. . . 16). Вид номенклатур для планов в масштабах 1:5000 — «17», 1:2000 — «17-Г», 1:1000 — «17-B-IV», 1 : 500 — «17-Г-16». 2.12 Для топографических планов археологических памятников возможна и иная разбивка и нумерация листов. Но во всех случаях, необходимо для многолистных топографических планов составлять схему расположения листов (сборную таблицу). Кроме того, на рамке, с соответствующих сторон, подписывается номенклатура смежных листов. 2.13 К планам, представленным на двух и более листах рекомендуется прилагать общий план объекта археологического наследия в меньшем масштабе на одном листе. 3 Топографический план археологического памятника 3.1 Видимые на поверхности остатки древних построек, раскопы, шурфы и зачистки, участки поврежденной поверхности, места находок подъемного материала составляют специальную часть содержания топографического плана археологического объекта. Условные знаки таких объектов не регламентированы. Однако при вычерчивании планов следует придерживаться следующих рекомендаций: 3.1.1 Видимые на поверхности насыпные площадки, рвы, валы, впадины, ямы являются хорошо задернованными формами, хотя и древнего, но искусственного рельефа, поэтому условные знаки необходимо вычерчивать черным цветом. При нанесении хорошо выраженных в рельефе объектов, например, курганов, городищ и т. п., рельеф которых неразрывно связан с естественным рельефом местности, допускается вычерчивание горизонталями. Для представления формы и деталей таких объектов необходимо применять, в дополнение к обычным и утолщенным горизонталям, полугоризонтали и вспомогательные. При этом вычерчивание производится коричневым цветом. 3.1.2 Видимые на поверхности объекты изображаются в масштабе сплошной или пунктирной (при слабой выраженности границ) линией соответственно контуру подножия 4 положительных форм рельефа и по краям — отрицательных. Для передачи формы вершин и перегибов могут использоваться дополнительные пунктирные линии, для передачи формы дна — точки. Направление склона показывается бергштрихами. Для передачи характерных изменений поверхности насыпных форм или углубленных, внутри условных знаков можно применять дополнительные линии с бергштрихами. При этом, для наглядности, границы некоторых видимых объектов рекомендуется вычерчивать утолщенной, по сравнению с дополнительными, линией. Изображения основных археологических объектов (остатков сооружений) необходимо сопровождать порядковым номером (арабскими цифрами), соответствующим порядку описания в тексте отчета. Возможно также давать пояснительные надписи — например, вал, ров, курган и т. д. Для передачи количественных характеристик объектов желательно наносить их глубины и относительные высоты либо внутри контуров, либо рядом с ними. Если на плане указываются высоты или глубины объектов надписывать их желательно с точность до 0,05 м. Для лучшей читаемости плана высоты желательно сопровождать знаком «+», глубины — знаком «–». 3.1.3 Участки поврежденной поверхности на видимых объектах, как и на других участках, вычерчиваются в соответствии с условными знаками топографических планов. То есть обрывы, овраги, промоины изображаются коричневым цветом, а карьеры, выемки — черным. На площадь поврежденной поверхности наносят условные знаки, характеризующие грунт, и т.д. Границы выворотней и ямы от них, в т. ч. задернованные, но нарушающие видимые археологические объекты, рекомендуется наносить условной линией обрыва, при этом видимые остатки крупных стволов — сплошной линией коричневого цвета. 3.1.4 Остатки сохранившихся деревянных конструкций вычерчиваются линиями черного цвета. 3.1.5 Раскопы (в том числе полностью засыпанные), шурфы, зачистки наносятся соответствующим контуром, без заполнения штриховкой. При наличии фиксирующихся остатков отвалов они должны быть также нанесены на план. Все перечисленные выше объекты должны сопровождаться пояснительной подписью, желательно с указанием года их появления — например, раскоп 1974 г., шурф 2003 г. или раскоп, зачистка. Каждый из раскопов разных лет, примыкающих друг к другу, рекомендуется подписывать отдельно. Вычерчивать раскопы, шурфы и зачистки желательно черным цветом. 3.2 Места находок подъемного материала обязательно должны быть отмечены на топографическом плане (их прямоугольные координаты должны быть приведены в коллекционной описи). Для обозначения таких мест рекомендуется использовать 5 внемасштабные условные знаки, имеющие форму правильных геометрических фигур или стилизованных изображений найденных предметов. Для правильного восприятия этих условных знаков их можно выделить не только цветом, но и полной пояснительной подписью — сосуд, фрагмент сосуда, керамика, монета, сабля, отщеп, глин .изделие и т.п. Расшифровка условных обозначений дается в отдельной таблице в свободной части листа топоплана или на отдельном листе. 3.3 План должен охватывать собственно сам археологический объект в пределах предполагаемых границ и прилегающую территорию на ширину не менее 25 м от нее. 3.4 На плане должна быть нанесена граница памятника (предполагаемая граница распространения культурного слоя) с хорошо выраженными поворотными точками. 3.5 Если на плане изображено несколько археологических памятников, то на нем также должны быть помещены их названия. Например, Городище Старые Покачи 3. 4 4.1 Определение координат Координаты археологических объектов (памятников) должны быть определены в одной из общегеографических систем координат, например, «Пулково1942», «WGS-84» и т. п. 4.2 Координаты следует представлять в основной используемой системе прибора или картоматериалов, по которым они определялись. Например, если координаты определялись с помощью приемников GPS системы NAVSTAR, то координаты следует представлять системе «WGS-84», если приемниками системы ГЛОСНАС — Пулково 1942 или ПО-90. 4.3 Если на памятнике или вблизи него нет геодезической сети или данные по ней не представляется возможным получить, то координаты следует получать с помощью глобальных систем позиционирования. Самыми доступными приборами для определения координат с их помощью являются ручные GPS навигаторы, которые, в зависимости от условий, определяют плановое местоположение с точностью от 3 до 100 метров. 4.3.1 Рекомендуется определять координаты трех точек, расположенных не ближе 15 м друг от друга и образующих треугольник с углами не менее 30 градусов 4.3.2 При определении координат с помощью GPS навигаторов, на каждой точке следует проводить не менее 7-ми измерений с интервалом не менее 10 секунд. Два крайних измерения отбрасываются, а из остальных выводится среднее. Если прибор имеет 6 функцию усреднения (например, приборы GARMIN серий GPS 12 или GPSmap 76), то необходимо отстоять не менее 1 минуты на каждой точке. 4.3.3 Измерения следует производить при максимальной оцениваемой прибором точности. 4.3.4 При определении координат следует вести ведомость, в которой отмечается время проведения измерений (год, дата, часы, минуты), время и/или количество измерений на точке, оцениваемую точность, усредненное местоположение, расстояние между точками определения координат. Данные из ведомости или сама она должны быть приведены в отчете. 4.3.5 Точки, координаты, которых определялись с помощью GPS систем, рекомендуется закреплять на местности с помощью реперов временного или долговременного закрепления. 4.3.6 При инструментальной съемке следует определять координаты не менее чем трех реперов долговременного закрепления, можно определять координаты долговременно закрепленных станций съемочного обоснования. Их расположение должно удовлетворять рекомендациям п. 4.3.1. 4.3.7 В качестве реперов временного закрепления можно использовать деревянные колья длиной не менее 500 мм, диаметром не менее 25 мм (сечением не менее 25×25 мм). Деревянные колья должны быть забиты на глубину не менее 300 мм высота верхней части не должна быть большой, во избежание случайного повреждения или уничтожения репера, рекомендуется — 150-200 мм. В центр среза рекомендуется забить гвоздь, таким образом отмечается точка определения координат. Кроме того, это облегчит поиск репера с помощью металлодетектора. 4.3.8 Реперы долговременного закрепления должны выполняться в соответствии с требованиями ГУГК (Роскартография). Допускается в качестве реперов долговременного закрепления использовать металлические или пластиковые штыри, трубы, уголки, профили и т. п. длиной не менее 500 мм, диаметром не менее 10 мм (сечением не менее 10×10 мм). За точку определения координат следует принимать геометрический центр среза, если это уголок – угол среза. Если центр среза фигурного профиля определить сложно, то точку намечают с помощью крестообразной насечки или иным понятным способом. Данные об этом фиксируют в журнале и представляются в отчете. 4.3.9 В качестве реперов могут быть использованы различные точечные постоянные ориентиры – углы зданий, центры люков, фундаменты, столбики и т. п. 7 4.3.10 Если высота надземной части репера меньше 150 мм рядом следует забить ориентирный кол с высотой надземной части около 500 мм или более. 4.3.11 Положение репера и внешний вид подробно описывается в журнале с целью облегчения его поиска и идентификации. Кроме того, на ближайших деревьях рекомендуется сделать зарубки (затесы) со стороны репера. 4.3.12 Реперы должны быть подписаны несмываемой краской или иным способом обеспечивающим долговременность надписи. Надпись должна включать номер репера и год выполнения работ. 4.3.13 Реперы лучше располагать на открытой местности, незакрытой кронами деревьев, зданиями и всем тем, что мешало бы приему сигналов спутников. При этом возможно выносить их за пределы памятника (для глазомерных планов проще всего методом трилатерации). 4.3.14 Расстояние между реперами должно быть промерено рулеткой, лазерным дальномером (лазерной рулеткой), нитяным дальномером. Расстояния лучше промерять два раза – в прямом и обратном направлении. При глазомерной съёмке допускается промерять расстояние шагами. 4.3.15 Все реперы должны быть нанесены на план памятника. Лучше это делать до начала съемки и при съемке использовать их как точки съемочного обоснования. 5 5.1 Ориентировка и координаты плана Для топографических планов, создаваемых на участки площадью менее 20 кв.км обычно принимается прямоугольная система координат. Она может быть географической, то есть соответствовать одной из географических систем; местной, то есть принятой для данной местности; условной, то есть принимаемой самим исследователем. 5.2 Система координат в геодезии отлична от математической — ось абсцисс (X) параллельна линии север–юг и боковым сторонам прямоугольной рамки плана, ось ординат (Y) — параллельна линии запад–восток и верхней и нижней сторонам прямоугольной рамки плана, углы отсчитываются по часовой стрелки от принятого нулевого дирекционного направления. Трилатерация — метод определения положения опорных геодезических пунктов построением на местности систем смежно расположенных треугольников, длины сторон которых определяются с помощью дальномеров, а координаты вершин и углы вычисляются тригонометрически. 8 5.3 Как правило, боковые стороны прямоугольной рамки плана ориентируются вдоль истинного (астрономического) меридиана или вдоль магнитного меридиана, направление которого при съемке определяется по стрелке ориентир-буссоли. В последнем случае на топографическом плане указывается способ определения направления на север. 5.4 При определении направления на магнитный север и дальнейшей работе с планом следует учитывать, что магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими. Поэтому в данной точке магнитный и истинный (астрономический) меридианы образуют между собой угол, называемый магнитным склонением. Склонение называется восточным (или положительным), если северный конец магнитной стрелки отклонен от меридиана к востоку, и западным (или отрицательным), если северный конец стрелки отклонен к западу. В различных точках Земли склонение различно, на территории ХМАО оно восточное и достигает +17°. Величина магнитного склонения в одной и той же точке местности также постепенно меняется. Различают годовые и вековые изменения магнитных склонений. Кроме того, имеются суточные колебания склонения с амплитудой до 15'. Влияние на его величину оказывают магнитные бури (в период солнечной активности), а также магнитные аномалии местности. Следовательно, магнитная стрелка указывает положение магнитного меридиана приближенно. Поэтому ориентировать листы топографических планов ансамблей археологических памятников или значительных по площади участков местности с высокой концентрацией памятников по ориентир-буссоли не рекомендуется. 5.6 Некоторые способы ориентирования планов без использования геодезической сети и точек с известными координатами: 5.6.1 Ориентирование с помощью компаса — ошибка измерения составляет 5 5.6.2 Ориентирование с помощью буссоли — ошибка измерения составляет от 30’ до 1 5.6.3 Ориентирование с помощью GPS навигаторов. Ошибка зависит от удаленности точек, находящихся в прямой видимости, на которых определяются координаты. Расстояние между ними может определяться приблизительно (шагами). Например, при определении координат точек с точностью до 10 м и расстоянии между ними 300 м ошибка будет в пределах 15’. 9 6 Масштаб и точность плана 6.1 Для планов выполненных в электронном виде, в векторной графике понятие масштаба относительно. Здесь следует говорить о степени деталировки, принятой для определенного масштаба. При этом в печатном или растровом виде такие планы могут представляться в различных масштабах, с соответствующей генерализацией условных знаков и надписей. 6.2 Все методы инструментальной топографической съемки взаимозаменяемы и поэтому должны удовлетворять одинаковым требованиям к точности съемки рельефа и ситуации. 6..3 Средние погрешности в положении на карте или плане четкого контура относительно ближайших точек съемочного обоснования должны быть не более 0,5 мм, а в залесенных и горных районах — 0,7 мм. На застроенной территории требования к плановому положению объекта более жесткие, и поэтому предельные погрешности во взаимном положении на плане точек ближайших контуров не должны быть более 0,4 мм. 6.4 Точность изображения рельефа горизонталями зависит от углов наклона местности, средние погрешности съемки рельефа не должны превышать: 1/4 высоты сечения рельефа при углах наклона не более 2°; 1/3 высоты сечения рельефа при углах наклона от 2 до 6° (в масштабах 1 : 1000 и 1 : 500 до 10°). В районах с углами наклона более 6° (в масштабах 1 : 1000 и 1 : 500 более 10°) точность изображения рельефа считается Удовлетворительной, если число горизонталей на плане соответствует разности высот на перегибах ската, определенной из контрольных измерений. 6.5 Важнейшим моментом в съемке является создание съемочного планово- высотного обоснования. Плановое съемочное обоснование создается проложением теодолитных ходов, построением аналитических сетей и сетей триангуляции, а также засечками. Дальнейшее сгущение плановой сети производится проложением мензульных, тахеометрических ходов и переходными точками. 6.5.1 Высоты точек обоснования определяются нивелированием, причем метод нивелирования (геометрический или тригонометрический) зависит от высоты сечения рельефа, а высота сечения — от масштаба съемки и характера рельефа. При высоте сечения 2 м и более высоты определяются тригонометрическим методом, при высоте сечения 1 м и менее — геометрическим, т. е. чем меньше высота сечения, тем точнее должны определяться высоты точек. 10 6.5.2 Количество пунктов обоснования, приходящиеся на 1 км2, называется плотностью обоснования. Плотность зависит от масштаба съемки, высоты сечения и характера снимаемой территории. Чем крупнее масштаб съемки, чем больше застроена территория, чем больше на ней археологических объектов тем выше плотность обоснования. Т а б л и ц а 1 — Ориентировочная плотность съемочного обоснования, включая исходные пункты. Масштаб съемки 1:5000 1:2000 1:1000 1:500 Число точек на1 км2 12—22 22—50 48—80 80—140 6.5.3 Средние погрешности положения пунктов плановой съемочной сети должны быть не более 0,1 мм, предельные — 0,2 мм в масштабе снимаемой карты/плана на открытой и застроенной территории, 0,3 мм — на местности, закрытой древесной и кустарниковой растительностью. Средние погрешности в определении высот точек съемочной сети могут быть порядка 1/10 высоты сечения рельефа, предельные — не более 1/5. Т а б л и ц а 2 — Требования по съемке рельефа, ситуации и объектов для различных масштабов плана Высота сечения рельефа, м Максимальное расстояние между пикетами, м Максимальное расстояние до пикетов Максимальное при съемке ситуации, м расстояние до пикетов при съемке рельефа, м Четких контуров Нечетких в т. ч. арх. объектов контуров Масштаб съемки 1 : 500 0,5 20 100 60 80 1,0 20 150 80 80 Масштаб съемки 1 : 1000 0,5 30 150 80 100 1,0 40 200 80 100 0,5 50 200 100 150 1,0 50 250 100 150 2,0 60 250 100 150 0,5 75 250 150 200 1,0 100 300 150 200 2,0 120 350 150 200 5,0 150 350 150 200 Масштаб съемки 1 : 2000 Масштаб съемки 1 : 5000 7 Построение плановых съемочных сетей 7.1 Предельные погрешности положения пунктов плановой съемочной сети, в том числе плановых опознаков, относительно пунктов государственной геодезической сети и геодезических сетей сгущения не должны превышать на открытой местности и на застроенной территории 0,2 мм в масштабе плана и 0,3 мм - на местности, закрытой 11 древесной и кустарниковой растительностью. Уравнивание съемочного обоснования производится упрощенными способами. 7.2 Тригонометрический способ (триангуляция, трилатерация). 7.2.1 Триангуляция - метод определения положения опорных геодезических пунктов на местности путем построения систем смежно расположенных треугольников, в которых измеряют их углы и (с помощью базиса) длину одной исходной стороны в их ряду, а длины других сторон вычисляют. 7.2.2 Трилатерация - метод определения положения опорных геодезических пунктов построением на местности систем смежно расположенных треугольников, длины сторон которых определяются с помощью дальномеров, а координаты вершин и углы вычисляются тригонометрически. 7.2.3 Наносить на план геодезические сети, построенные тригонометрическим способом можно графически. При триангуляции — с помощью линейки и транспортира, а при трилатерации — с помощью линейки и циркуля. 7.2.4 Бо́льшую точность дают тригонометрические вычисления, которые позволяют найти приращения координат и определить координаты геодезических пунктов. При этом пункты наносятся на план по прямоугольным координатам. 7.2.4.1 Решение треугольника по двум углам — α, γ и стороне b, лежащей между ними. Формулы: β = 180°– (α + γ) (5.2) 7.2.4.2 Решение треугольника по двум сторонам — а, с и углу β, заключенному между ними. Формулы: (5.3) (5.4) контроль: При графическом способе нанесения с использованием компьютерных программ работы с векторной графикой его точность не уступает способу с использованием тригонометрических вычислений 12 (5.5) Сторону b определяют по формуле (5.2) или вычисляют непосредственно через данные величины (5.6) 7.2.4.3 Решение треугольника по трем сторонам — а, b, c. Формулы: (5.7) где 7.3 Способ полигонометрии (способ обхода). 7.3.1 Построение геодезической сети способом полигонометрии производится в случаях если участок, подлежащий съемке, неудобен для построения геодезической сети методом триангуляции или трилатерации. Это бывает в тех случаях, когда промеры внутри участка затруднены и видимость имеется лишь по отдельным направлениям. 7.3.2 На местности назначают вершины многоугольника, охватывающего весь снимаемый участок. Если участок велик, то строят геодезическую сеть, состоящую из нескольких многоугольников.(см. рис. 19, г). 7.3.3 При выборе вершин нужно следить за тем, чтобы с каждой точки были видны две соседние и чтобы стороны были удобны для линейных промеров. Одновременно с измерением сторон многоугольника измеряют и его углы (достаточно точно углы можно измерять только мерной лентой – см. пп. 7.2.4.3) 7.3.5 Теодолитный ход 7.3.5.1 Теодолитные ходы прокладываются с предельными погрешностями 1:3000, 1:2000, 1:1000 в соответствии с табл. 3. 13 относительными Таблица 3 ┌────────────┬───────────────────────────────┬───────────────────┐ │ Масштаб │ m = 0,2 мм │ m = 0,3 мм │ │ │ S │ S │ │ ├──────────┬─────────┬──────────┼─────────┬─────────┤ │ │ 1 1 │1 1 │ 1 1 │ 1 1 │ 1 1 │ │ │ - = ---- │- = ---- │ - = ---- │ - = ----│ - = ----│ │ │ N 3000 │N 2000 │ N 1000 │ N 2000│ N 1000│ │ ├──────────┴─────────┴──────────┴─────────┴─────────┤ │ │Допустимые длины ходов между исходными пунктами, км│ ├────────────┼──────────┬─────────┬──────────┬─────────┬─────────┤ │ 1:5000 │ 6,0 │ 4,0 │ 2,0 │ 6,0 │ 3,0 │ │ 1:2000 │ 3,0 │ 2,0 │ 1,0 │ 3,6 │ 1,5 │ │ 1:1000 │ 1,8 │ 1,2 │ 0,6 │ 1,5 │ 1,5 │ │ 1:500 │ 0,9 │ 0,6 │ 0,3 │ │ │ └────────────┴──────────┴─────────┴──────────┴─────────┴─────────┘ 7.3.5.2 В системах теодолитных ходов предельные допустимые длины ходов между узловыми точками или между исходным пунктом и узловой точкой должны быть на 30% меньше приведенных в табл. 3. 7.3.5.3 Длины сторон в теодолитных ходах не должны быть: на застроенных территориях более 350 м и менее 20 м; на незастроенных территориях более 350 м и менее 40 м. Допускается проложение висячих теодолитных ходов, длины (в метрах) которых не должны превышать величин, указанных в табл. 4. Таблица 4 ┌─────────────────────┬─────────────────────┬────────────────────┐ │ Масштаб съемки │ На застроенных │ На незастроенных │ │ │ территориях │ территориях │ ├─────────────────────┼─────────────────────┼────────────────────┤ │ 1:5000 │ 350 │ 500 │ │ 1:2000 │ 200 │ 300 │ │ 1:1000 │ 150 │ 200 │ │ 1:500 │ 100 │ 150 │ └─────────────────────┴─────────────────────┴────────────────────┘ 7.3.5.6 Число сторон в висячих теодолитных ходах на незастроенной территории должно быть не более трех, а на застроенной - не более четырех. 7.3.5.7 Относительная погрешность линии, измеренной в прямом и обратном направлениях, вычисляется по формуле: 1/N= (Sпр.–Sобр.)/ (Sпр+Sобр.) где S — измеренное расстояние, и не должна превышать значения, приведенного в табл. 3. 7.3.5.8 Теодолитные ходы должны прокладываться по местности, удобной для линейных измерений. 7.3.5.9 Поворотные точки выбираются так, чтобы обеспечивались удобство постановки прибора и хороший обзор для ведения съемки. 7.3.5.10 Угловые невязки в теодолитных ходах не должны превышать f = ±1'n, где n - число углов в ходе. 14 7.3.5.11 Углы в теодолитных ходах измеряются теодолитами не менее 30-секундной точности одним полным приемом с перестановкой лимба между полуприемами. Колебания значений углов, полученных из двух полуприемов, не должны превышать 45". 7.3.5.12 При привязке теодолитных ходов к исходным пунктам измеряются два примычных угла. Сумма измеренных примычных углов не должна отличаться от значения, полученного по исходным данным, более чем на 1'. 7.3.5.13 Центрирование теодолитов и марок производится с помощью оптического центрира или отвеса с точностью 3 мм. Уравнивание полигона 7.3.6 Графическое уравнивание полигона 1) На плане в масштабе выполняют построение полигона, последовательно откладывая его вершины и стороны. 2) Построенная фигура не будет замкнутой, конечная точка ляжет на некотором расстоянии от начальной. Это расстояние является линейной невязкой (величина этой невязки не должна превышать 1 м на 500 м хода). 3) Для ее устранения на одной прямой откладывают друг за другом все измеренные длины сторон в некотором произвольном (мелком) масштабе. От конечной точки откладывается перпендикулярный отрезок равный линейной невязке (в масштабе плана). Свободные концы, получившейся линии соединяют прямой. От точек стыковки отрезков откладываются перпендикуляры до пересечения с этой прямой. Соответствующие вершинам полигона отрезки будут указывают, на какую величину нужно передвинуть эти точки. Направление перемещения всех точек соответствует направлению перемещения конечной точки в начальную. 15 7.3.7 Аналитическое уравнивание полигона 7.3.7.1 Увязка углов замкнутого хода Теоретическая сумма внутренних углов: теор. = 180 (n–2) n — число углов в ходе Угловая невязка f =изм. – теор Допустимая угловая невязка n — число углов в ходе f доп. = 1n Если невязка оказалась допустимой, то ее распределяют поровну на каждый угол с обратным знаком 7.3.7.2 Вычисление дирекционных углов =нач.–180+лев. или =нач.+180–прав. 7.2.7.3 Обратная (применяется геодезическая для нахождения задача начального дирекционного угла по двум точкам с известными координатами) D= x²+y² tg=y / x 7.2.7.4 Прямая геодезическая задача (вычисление координат вершин углов хода) x1=x0+Dcos= x0+x. y1=y0+Dsin= y0+y. D — горизонтальное проложение 7.2.7.5 Уравнивание приращений координат в теодолитных ходах 1) В замкнутом теодолитном ходе сумма приращений координат должна быть равна нулю. Однако вследствие погрешностей измерений сумма приращений координат не равна нулю. Аналогично в разомкнутом ходе вычисленные приращения координат отличаются от измеренных. 2) Невязка приращений координат f x=xвыч.–xизм. f y=yвыч.–yизм. 3) Относительная погрешность не должна превышать 1/1000 16 1/N = f ²x + f ²y / D, где D — горизонтальное проложение в ходе В ходе менее 500 м погрешность не должна быть более 1/500 4) Если относительная погрешность хода оказалась допустимой, то допустимые величины невязок распределяют на все вычисленные приращения пропорционально длинам сторон с обратным знаком. xi = f x Di / D yi = f y Di / D 5) Суммируя алгебраически приращение с поправкой, получают исправленное приращение. Сумма исправленных приращений в замкнутом ходе должна равняться нулю, в разомкнутом — вычисленной. 7.3.8 Допустимые невязки в ходах или полигонах не должны превышать f = 50ммL, , а в ходах короче 2 км — f=10ммn, , где L - длина хода в км; n — число станций. 8 8.1 Съемка ситуации, рельефа, археологических объектов Горизонтальная съемка в масштабах 1:2000, 1:1000 и 1:500 производится способами перпендикуляров, створов, засечками, полярным, редукционно- полярным и графоаналитическим, т.е. с помощью мензулы и кипрегеля в сочетании с теодолитом или тахеометра со столиком. Как правило, при съемке археологических памятников и объектов способы комбинируют. 8.2 При съемке способами перпендикуляров и засечек расстояния между створными точками при измерении их стальной рулеткой (лентой) или оптическими дальномерами не должно превышать значений, указанных в табл. 5. Таблица 5 ┌──────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐ │ Масштаб съемки │Расстояния между створными точками, м│ │ ├─────────────────┬───────────────────┤ │ │ измеренные │измеренные оптиче- │ │ │рулеткой (лентой)│ским дальномером │ ├──────────────────────────┼─────────────────┼───────────────────┤ │ 1:2000 │ 80 │ 120 │ │ 1:1000 │ 60 │ 80 │ │ 1:500 │ 40 │ 50 │ └──────────────────────────┴─────────────────┴───────────────────┘ Координаты створных точек могут определяться полярным способом и закрепляться на местности на период съемки с помощью вешек 17 8.3 При съемке способом перпендикуляров длины перпендикуляров не должны быть больше приведенных в табл. 6. Таблица 6 ┌──────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐ │ Масштаб съемки │ Длина перпендикуляра, м │ │ ├─────────────────┬───────────────────┤ │ │ глазомерная │ установка │ │ │ установка │ эккером │ ├──────────────────────────┼─────────────────┼───────────────────┤ │ 1:2000 │ 8 │ 60 │ │ 1:1000 │ 6 │ 40 │ │ 1:500 │ 4 │ 20 └──────────────────────────┴─────────────────┴───────────────────┘ Длина перпендикуляров измеряется один раз с точностью до 1 см. Перпендикуляры более указанных значений подкрепляются линейными засечками, длина которых не должна превышать длины мерного прибора (20–50 м). 8.4 При полярном способе съемки углы измеряются теодолитом при одном положении круга с точностью 1', а расстояния — мерной лентой, стальной рулеткой, оптическим или нитяным дальномером. 8.5 Съемка графоаналитическим способом выполняется в такой последовательности: определение координат характерных точек археологических объектов, от которых в дальнейшем будет проводиться их зарисовка и нанесение их на план; обмеры и зарисовка археологических объектов; съемка строений и других контуров при помощи мензулы с пунктов геодезической основы и точек съемочного обоснования и измерение расстояний дальномером, рулеткой или лентой. При обмере строений измеряются также расстояния между углами соседних зданий и строений, которые используются как контрольные промеры. Одновременно со съемкой контуров производится съемка рельефа. 8.6 При съемке полярным и графоаналитическим способами максимальные расстояния от прибора до контуров не должны превышать значений, приведенных в табл. 7. При измерении расстояний лентой створ линии определяется теодолитом. 18 Таблица 7 ┌─────────────────────────────────────┬──────────────────────────┐ │ Метод определения расстояния │Расстояния до контуров, м │ │ и масштабы съемки ├─────────────┬────────────┤ │ │ четких │ нечетких │ ├─────────────────────────────────────┼─────────────┼────────────┤ │При измерении нитяным дальномером │ │ │ │ 1:2000 │ 100 │ 150 │ │ 1:1000 │ 60 │ 100 │ │ 1:500 │ 40 │ 80 │ │ │ │ │ │При измерении лентой или оптическим │ │ │ │дальномером │ │ │ │ 1:2000 │ 250 │ 300 │ │ 1:1000 │ 180 │ 200 │ │ 1:500 │ 120 │ 150 │ └─────────────────────────────────────┴─────────────┴────────────┘ 8.7 Способ прямых угловых засечек применяется там, где невозможно производить непосредственное измерение расстояний. Для определения положения снимаемой точки измеряются два угла, примыкающих к базису. Базисом может быть сторона или часть теодолитного хода или любые два пункта планового обоснования, между которыми существует видимость. Примычные углы измеряются одним полуприемом с точностью 1'. Угол при определяемой точке должен быть в пределах 30 - 150. Значения допустимых расстояний до определяемой точки при способе угловых засечек приведены в табл. 8. Таблица 8 ┌─────────────────────────────────────┬──────────────────────────┐ │ Масштаб съемки │Расстояния до контуров, м │ │ ├─────────────┬────────────┤ │ │ четких │ нечетких │ ├─────────────────────────────────────┼─────────────┼────────────┤ │ 1:2000 │ 400 │ 1200 │ │ 1:1000 │ 200 │ 600 │ │ 1:500 │ 100 │ 300 │ └─────────────────────────────────────┴─────────────┴────────────┘ 8.8 При съемке методом линейных засечек лента укладывается в створе съемочной линии и на ней выбирают точки основания засечек с таким расчетом, чтобы они вместе с определяемой точкой составляли равносторонний треугольник. Точки основания засечек должны отмечаться на делениях ленты, соответствующих целым метрам. Длина стороны засечки измеряется стальной рулеткой и не должна превышать длины рулетки (20–50 м). Углы наиболее важных контуров определяются тремя засечками. 19 8.9 Особо сложные объекты зарисовывают с разбивкой в натуре прямоугольной горизонтальной сетки. Сетка разбивается в условной системе координат таким образом, чтобы стороны сетки были параллельны главным осям объекта и располагались вблизи его контуров. Координаты углов сетки определяются в основной системе координат общего плана, что позволяет нанести снимаемый объект на общий план. Сетку обычно, разбивают на участки 5×5 м, что позволяет производить зарисовку объекта одному человеку с промерами от сторон и/или углов участков способами перпендикуляров, трилатерации или засечек. При разбивке сетки из одой точки можно применять таблицы приведенные в приложении 1. 8.10 При наличии препятствий для съемки с точек съемочного обоснования съемку можно выполнять с точек висячих теодолитных ходов, опирающихся одним концом на опорную точку. Длина и максимальное число линий в висячих ходах не должны превышать данных в табл. 9. Таблица 9 ┌───────────────────┬─────────────────────┬──────────────────────┐ │ Масштаб съемки │ Допустимая длина │ Максимальное число │ │ │ висячего хода, м │ линий в ходе │ ├───────────────────┼─────────────────────┼──────────────────────┤ │ 1:2000 │ 200 │ 3 │ │ 1:1000 │ 150 │ 2 │ │ 1:500 │ 100 │ 2 │ └───────────────────┴─────────────────────┴──────────────────────┘ 8.11 При выполнении горизонтальной съемки все данные промеров наносятся на абрис. Перерисовка абриса запрещается. 8.12 Высотная съемка может выполняться одновременно с горизонтальной съемкой графоаналитическим или мензульным способами или самостоятельно при наличии планов горизонтальной съемки. 8.13 При высотной съемке весь участок съемки должен быть равномерно покрыт высотными пикетами, расстояния между которыми для соответствующего масштаба не должны быть больше указанных в табл. 10. Таблица 10 ┌──────────────────────────────┬─────────────────────────────────┐ │ Масштаб съемки │ Максимальное расстояние │ │ │ между пикетами, м │ ├──────────────────────────────┼─────────────────────────────────┤ │ 1:5000 │ 100 │ │ 1:2000 │ 40 │ │ 1:1000 │ 30 │ │ 1:500 │ 20 │ └──────────────────────────────┴─────────────────────────────────┘ 20 Кроме того, пикеты должны быть определены в характерных местах, чтобы обеспечить изображение всех деталей рельефа. При определении пикетов около объектов, где имеются подсыпки грунта, высотные пикеты для правильного изображения рельефа следует брать на некотором расстоянии от строений. 8.14 Расхождения между контрольными высотами, полученными с различных станций, не должны быть более 20 мм. 8.15 Рисовка рельефа может быть выполнена непосредственно в процессе съемки, а также камерально по составленным абрисам. На участках с высокой плотностью объектов или плотной застройкой разрешается не проводить горизонтали, а ограничиваться только подписыванием высот точек. 8.16 Составление плана по материалам съемки, выполненной методом перпендикуляров и засечек, начинается с нанесения на план линий и всех точек ходов, которые являются основаниями перпендикуляров или с которых были произведены засечки. От этих точек перпендикулярами и засечками наносят определяемые точки контуров и объектов местности. 8.17 Нанесение точек контуров на план разрешается производить с помощью транспортира или хордоугломера. Если полярные расстояния до твердых контуров превышают 30 м при съемке в масштабе 1:500, 60 м при съемке в масштабе 1:1000, 120 м при съемке в масштабе 1:2000, то накладка их производится по координатам. 8.18 Составленный план подлежит проверке на местности путем сравнения с натурой и проведения контрольных измерений. Расхождения между расстояниями, взятыми с плана и полученными при контрольных промерах, не должны превышать 0,4 мм в масштабе плана. Если в процессе составления плана обнаруживается несогласованность измерений или отсутствие необходимых промеров, то все уточнения также должны быть выполнены в натуре. 8.19 Вычисление горизонтального проложения D=Lcos2 8.20 L — наклонное проложение; — вертикальный угол Тригонометрическое нивелирование H=0,5Lsin2+i-v H — высота точки; L — наклонное проложение; — вертикальный угол; i — горизонт инструмента (высота точки стояния + высота инструмента); v — высота визирования. 21 9 9.1 Глазомерная съемка К глазомерной съемке прибегают в тех случаях, когда нужно получить план в короткий срок и с небольшой точностью, а также когда постановка инструментальной съемки невозможна или нерентабельна (рекогносцировочные исследования, сбор сведений для схем районной планировки и т. п.). 9.2 При глазомерной съемке собственно археологические объекты должны сниматься с большей точностью и подробностью. Остальные детали можно давать на плане с меньшей точностью или вовсе опускать, но при этом план должен отражать характер местности и по нему должно быть легко находить нужные объекты и детали рельефа. 9.3 Глазомерная съемка может производиться вне системы плановых координат. 9.4 Глазомерная съемка по методу работы наиболее близка к мензульной съемке, только ее выполняют с помощью компаса и линейки. Измерение расстояний производят с помощью шагов, рулетки или простейших дальномеров, возможно их комбинирование. 9.5 Глазомерная съемка не исключает построение простейшей геодезической сети способом триангуляции, полярным способом или способом обхода. При этом невязка может превышать допустимую, принятую для инструментальной съемки. Уравнивание сетей производится, как правило, графическим способом. 22 Рекомендуемая литература: Ганьшин В. Н. Простейшие измерения на местности. 3-е изд., перераб. и доп. / В. Н. Ганьшин — М.: Недра, 1983. — 108 с. : ил. 45. Геодезия: учебное пособие для техникумов. — М.: Картгеоцентр—Геодезиздат, 1995. — 483 с. Инструкция о порядке составления отчета об археологических исследованиях. Структура и правила оформления / Разработчик К. Г. Карачаров. — Екатеринбург: «Тезис», 2004 — 32 с. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:1000, 1:2000, 1:500 (ГКИНП-02033-82). — М.: Недра, 1982 Условные знаки для топографических планов масштабов 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500. — М.: Каартгеоцентр–Геодезиздат, 2000. — 286 с. : ил. (Утверждены ГУГК при совете министров СССР 25.11.1986). 23
