Виды геодезических знаков. Особенности, назначения, правила установки

Геодезические знаки являются важнейшими ориентирами при проведении топографических съемок и геодезических измерений. Они позволяют точно привязать измерения к определенным точкам на местности. Рассмотрим подробнее различные типы этих знаков.

Назначение геодезических знаков

Геодезические знаки выполняют следующие функции:

• Обозначение точек геодезической сети на местности
• Обеспечение устойчивости положения геодезических пунктов
• Создание возможности для установки геодезических приборов и визирования
• Закрепление геодезических пунктов для долговременного использования

Классификация геодезических знаков

Геодезические знаки классифицируются по нескольким признакам:

1. По месту расположения:
   Наземные Подземные
2. По материалу изготовления:
   Металлические Деревянные Каменные Железобетонные
3. По конструкции:
   Столбы Пирамиды Стенные
4. По назначению:
   Центры Реперы Сигналы Штативы Визирные цели

Стенные геодезические знаки

Стенные геодезические знаки представляют собой металлические таблички, закрепляемые на капитальных сооружениях - зданиях, опорах мостов, гидротехнических сооружениях.

Преимущества стенных знаков:

• Простота установки и закрепления
• Удобство для наблюдений и измерений
• Долговечность

Недостатки стенных знаков:

• Ограниченность применения только на застроенных территориях
• Зависимость сохранности от состояния здания или сооружения

Грунтовые геодезические знаки

Грунтовые геодезические знаки устанавливаются непосредственно в грунт. Различают несколько способов их закрепления:

1. Установка в котлован
2. Бурение и заливка бетона
3. Ввинчивание
4. Замораживание

Наиболее распространен способ установки знака в предварительно вырытый котлован с последующей засыпкой. Он прост в исполнении, но не обеспечивает высокую устойчивость знака.

Более надежное закрепление достигается методом бурения и заливки бетона в скважину. Этот способ рекомендуется для ответственных высокоточных геодезических работ.

Сигналы

Геодезические сигналы представляют собой высокие сооружения, состоящие из двух вложенных пирамид. Внутренняя пирамида служит опорой для установки геодезических приборов, наружная несет площадку для наблюдателя и визирную цель.

Различают простые и сложные сигналы. Простые сигналы имеют высоту до 10 метров, сложные - свыше 10 метров. Сложные сигналы более устойчивы, так как опоры внутренней пирамиды опираются на наружную конструкцию.

Центры и реперы

Центры геодезических пунктов представляют собой подземные сооружения - монолиты или металлические трубы с геодезической маркой. Они служат для точной фиксации положения опорных геодезических пунктов.

Реперы используются для закрепления точек нивелирной сети. Они также представляют собой металлические марки, заложенные в грунт или капитальные сооружения.

Визирные цели

Визирные цели устанавливаются на геодезических знаках и служат ориентирами при визировании. Они должны иметь контрастную матовую поверхность, не дающую бликов при освещении.

Наиболее распространены визирные цилиндры с радиальными ребрами. Их ребристая поверхность при наблюдении в теодолит кажется равномерно окрашенной, что повышает точность визирования.

Таким образом, геодезические знаки имеют различные конструкции и назначение. Правильный выбор и грамотная установка знаков - залог высокой точности геодезических измерений и построений.

Опознавательные знаки

Опознавательные знаки устанавливаются рядом с геодезическими пунктами для их идентификации на местности. Это могут быть металлические или железобетонные столбы с информационными табличками.

На табличках опознавательных знаков указывают:

• Тип геодезического пункта
• Его номер
• Принадлежность к геодезической сети
• Предупреждение об охране государством

Опознавательные знаки устанавливаются на расстоянии около 4-5 метров от центра геодезического пункта. Это позволяет надежно идентифицировать пункт на местности.

Геодезические условные знаки

Помимо постоянных геодезических знаков, существуют также временные условные знаки, используемые при полевых работах.

К таким знакам относятся:

• Вешки
• Колья
• Столбики
• Шесты с флажками или отражателями

Эти простейшие условные знаки позволяют оперативно размечать пункты и линии при топографической съемке, трассировке, межевании и других полевых работах.

Исторические виды геодезических знаков

За долгую историю геодезии использовались различные типы знаков. Рассмотрим некоторые исторические примеры.

В Древнем Египте в качестве геодезических знаков служили обелиски - высокие заостренные каменные столбы. На вершине обелиска закреплялась бронзовая пирамидка, которая служила визирной целью.

В Древней Греции применялись мраморные столбы, устанавливаемые вертикально на геодезических пунктах. На столбах высечены были линии и угловые деления для измерений.

В Средние века в Европе использовались деревянные рейки с метками - так называемые якобсштабы. Они служили эталонами длины при геодезических измерениях.

Перспективы развития геодезических знаков

Совершенствование геодезической техники ведет к появлению новых типов знаков. Перспективным направлением является создание интеллектуальных знаков, оснащенных электронными датчиками и средствами передачи данных. Это повысит точность измерений и упростит сбор геодезической информации.

Также актуально создание наноструктурированных покрытий и материалов для геодезических знаков. Это обеспечит им высокую стойкость к внешним воздействиям и долговечность, что важно для сохранения опорных геодезических сетей.

Способы геодезической привязки знаков

Для включения геодезических знаков в единую сеть необходимо точно определить их координаты. Существует несколько способов геодезической привязки:

• Полигонометрия - привязка посредством построения системы треугольников между пунктами
• Триангуляция - привязка угловыми и линейными измерениями в сети треугольников
• Трилатерация - привязка только угловыми измерениями в треугольниках
• Спутниковые определения - привязка координат GPS/ГЛОНАСС
• Нивелирование - привязка высот по нивелирным ходам

Технологии установки современных знаков

При установке геодезических знаков сегодня активно применяются новые технологии:

• Механизированное бурение специальными установками
• Заливка бетона с использованием вибрации
• Использование спутниковой навигации при центрировании
• 3D-моделирование знаков на этапе проектирования

Это повышает точность установки и надежность закрепления геодезических знаков, ускоряет выполнение работ.

Мониторинг геодезических знаков

Для поддержания геодезических сетей в рабочем состоянии проводится регулярный мониторинг знаков:

• Периодические визуальные осмотры
• Геодезические измерения для выявления смещений
• Проверка целостности и работоспособности конструкций
• Оценка воздействия внешних факторов (подтопления, эрозии, оползней)

При обнаружении повреждений или разрушений принимаются меры по восстановлению знаков.

Меры безопасности при работе с знаками

При выполнении полевых работ с геодезическими знаками необходимо соблюдать меры безопасности:

• Выбирать безопасное место для установки подъемных механизмов
• Правильно использовать страховочное снаряжение при подъеме на высоту
• Соблюдать осторожность при перемещении в районах с неустойчивыми грунтами
• Прибегать к помощи специалистов при монтаже крупных конструкций

Это позволит избежать травм и аварийных ситуаций при работах по установке и обслуживанию геодезических знаков.