Астрономо-геодезична мережа

Астрономо-геодезична мережа (АГМ) — сукупність геометрично взаємопов’язаних і закріплених на місцевості точок (геодезичних пунктів), положення яких визначено у загальній для них референцній системі координат. Геодезичні мережі — найбільш надійний та досконалий спосіб фізичного закріплення земних координатних систем.

Історична довідка

Ще з 17 ст. починається застосування геодезичних мереж у формі мережі трикутників (для обґрунтування топографічних зйомок і для виконання градусних вимірювань). З цього часу геодезичні мережі стали ефективним засобом координування простору з метою формування референцних систем координат, створення геодезичної основи топографічних зйомок та інженерних робіт, а також форми і розмірів фігури Землі як координатної основи.

До 18 ст. Земля не розглядалася і не використовувалася як координатна основа створення геодезичних мереж, тому цей процес мав лише науково-пізнавальне та картографічне застосування. Тобто, історично, реалізацію цих завдань здійснювали окремо і незалежно: фігуру Землі встановлювали шляхом вимірювання довжин дуг меридіанів та паралелей (градусні вимірювання), а основу топографічних зйомок створювали на базі астрономічних робіт. Починаючи з кінця 18 ст. обидва завдання стали вирішувати паралельно і одночасно. Саме з того часу і бере свій розвиток АГМ, а самі геодезичні мережі за точністю стали поділяти на класи.

Методи та принципи побудови АГМ

Основним методом створення геодезичних мереж був метод тріангуляції, а дещо пізніше і метод полігонометрії.

До середини 19 ст. у більшості європейських країн були розвинені геодезичні мережі — ряди і мережі тріангуляції (переважно для цілей військового картографування і градусних вимірювань). Головною частиною цих мереж були АГМ (тріангуляція 1-го класу), призначені для вирішення наукових завдань і картографування. Ряди 1-го класу прокладалися вздовж меридіанів та паралелей, утворюючи полігони з периметрами від сотні до 1 000 км (сторони — 100–250 км); основна фігура мережі — трикутник, близький до рівностороннього, з кутами не менше 40° і сторонами 25–30 км. Кути повинні були вимірюватися з припустимою похибкою 0,7–0,9ʹʹ (за нев’язками трикутників). У вершинах полігонів будувалися базисні мережі, розташовувалися пункти Лапласа — геодезичні пункти з астрономічними визначеннями широти, довготи та азимуту. Полігони 1-го класу перетиналися основними рядами 2-го класу, а простір, що залишився, заповнювався мережами тріангуляції 2-го класу. Основним методом побудови АГМ на поч. 20 ст., як і в 19 ст., був метод тріангуляції.

АГМ з кінця 19 і до сер. 20 ст. були основою для встановлення і поширення національних геодезичних референцних систем координат, геодезичного забезпечення картографування, забезпечення геодезичними даними наземної, морської і повітряної навігації, вивчення геодинамічних явищ тощо.

Основний принцип побудови геодезичної мережі — від загального до часткового: спочатку з високою точністю визначається взаємне положення порівняно невеликого числа пунктів, розташованих на значній за розмірами території, а потім ця мережа згущується мережами з меншими відстанями між пунктами, і координати пунктів цих більш щільних мереж визначалися вже, відповідно, з меншою точністю. Такий принцип побудови геодезичних мереж дозволяє забезпечити територію регіону/країни пунктами з відомими координатами такої густоти, яка необхідна для проведення топографічних зйомок, геодезичного забезпечення різних інженерних робіт та вирішення інших важливих проблем геодезії, картографії, навігації тощо.

До основних характеристик геодезичних мереж відносяться:

- значення координат пунктів в прийнятій референцній системі;

- густота пунктів (або відстань між суміжними пунктами мережі);

- середня квадратична похибка взаємного положення пунктів в плані і за висотою;

- середня квадратична похибка визначення координат пунктів щодо вихідних пунктів.

Класична геодезична мережа складається із астрономо-геодезичної мережі та мереж згущення. Такий поділ зумовлений розвитком методів створення геодезичних мереж та їх застосуванням для вирішення наукових і практичних завдань.

При створенні астрономо-геодезичної мережі виконували комплекс геодезичних, астрономічних і гравіметричних вимірювань з найвищою точністю, що досягалася при масових спостереженнях з використанням новітньої вимірювальної техніки. Горизонтальні кути на пунктах тріангуляції і полігонометрії вимірювали з похибками не більше 0,7ʹʹ (за нев’язками трикутників або замкнутих полігонів). Базисні сторони вимірювали з відносною середньоквадратичною похибкою не більше 1/400 000, а довжини сторін в ланках полігонометрії 1-го класу — з похибками не більше 1/300 000. Середні квадратичні похибки астрономічних визначень, без урахування впливу систематичних похибок, допускалися до 0,3ʹʹ в широті, 0,45ʹʹ в довготі і до 0,5ʹʹ в азимуті.

Для вирішення наукових проблем і задач геодезії, пов’язаних з детальним вивченням фігури Землі, її гравітаційного поля і їх змін у часі астрономо-геодезичну мережу створювали з найвищою при масових вимірах точністю і систематично вдосконалювали.

АГМ України

Астрономо-геодезична мережа 1-го та 2-го класів на території СРСР була побудована до початку 1980-х на основі традиційних методів геодезії: тріангуляції, трилатерації, полігонометрії, методів геодезичної астрономії із залученням даних гравіметрії. Геодезична основа України на початку 1990-х була реалізована у вигляді частини державної геодезичної мережі, раніше створеної на території колишнього СРСР, і включала біля 6000 пунктів 1-го та 2-го класів точності, понад 100 базисів та біля 250 астрономічних пунктів. Пункти Лапласа були визначені у всіх вершинах полігонів, утворених ланками тріангуляції 1-го класу, а також у середині кожної ланки 1-го класу. У мережах 2-го класу пункти Лапласа визначались на кінцях базисних сторін, і кількість їх у полігонах, утворених ланками 1-го класу, складає від 1 до 5. На території України на лист карти масштабом 1 : 1 000 000 припадає в середньому до 50 астрономічних пунктів (від 35 до 70). У місцях перетину ланок тріангуляції 1-го класу виміряні базисні сторони або розташовані базисні мережі, побудовані для визначення довжини вихідної сторони, що замінює базисну сторону. Базисні сторони в мережах тріангуляції 2-го класу розміщені не рідше, як через 25 трикутників. На один лист карти масштабом 1:1 000 000 в астрономо-геодезичній мережі припадає від 20 до 30 базисів (базисних сторін 1-го і 2-го класів). Точність визначення взаємного положення сусідніх пунктів мережі становить близько 10 см.

Розвиток АГМ

Якщо основними методами створення астрономо-геодезичних мереж були класичні геодезичні методи, то з кін. 20 ст. широкого поширення набули супутникові та космічні методи побудови геодезичних мереж. Застосування таких методів змінило традиційні концепції геодезичних мереж, в тому числі і астрономо-геодезичної мережі, як такої. Необхідність в побудові цих традиційних мереж практично відпала.

Література

Савчук С. Г. Вища геодезія. Сфероїдна геодезія. Львів : Ліга-Прес, 2000. 248 с.
Геодезичний енциклопедичний словник / За ред. В. Літинського. Львів : Євросвіт, 2001. 668 с.
Новак Б. І., Порицький Г. О., Рафальська Л. П. Геодезія. 2-ге вид., перероб. та допов. Київ : Арістей, 2008. 284 c.
Старовєров В. С., Ковальов М. В., Опенько І. А. Вища геодезія. Київ : Медінформ, 2018. 370 с.

Автори ВУЕ

Покликання на цю статтю: Шевчук О. Г., Савчук С. Г., Янків-Вітковська Л. М. Астрономо-геодезична мережа // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Астрономо-геодезична мережа (дата звернення: 11.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 18.09.2020