Инженерно-геодезические изыскания должны выполняться в соответствии с законодательством Российской Федерации, требованиями нормативно-технических документов, регламентирующих геодезическую и картографическую деятельность. Инженерно-геодезические изыскания должны обеспечивать получение на основе обработки топографо-геодезических материалов и данных (пространственной метрической информации и семантических характеристик) о ситуации и рельефе местности (в том числе дна водотоков, водоемов и акваторий), зданиях и сооружениях (наземных, подземных и надземных), инженерно-топографических планов, составленных в форме инженерной цифровой модели местности (в векторном, растровом и/или графическом видах), необходимых для комплексной оценки природных и техногенных условий территории в целях территориального планирования, градостроительного зонирования, планировки территорий, архитектурно-строительного проектирования, строительства, реконструкции объектов капитального строительства.
В состав инженерно-геодезических изысканий входят следующие виды работ:
- создание опорных геодезических сетей, включая геодезические сети специального назначения;
- топографическая съемка, включая съемку подземных сооружений и работы по созданию и обновлению инженерно-топографических планов в масштабах 1:200–1:5000;
- трассирование линейных объектов;
- инженерно-гидрографические работы;
- геодезические наблюдения за деформациями и осадками зданий и сооружений, движениями земной поверхности и опасными природными и техногенными процессами;
- специальные геодезические и топографические работы при строительстве и реконструкции объектов капитального строительства.
В составе инженерно-геодезических изысканий также выполняются следующие отдельные виды топографо-геодезических работ и исследований, в том числе:
- сбор, систематизация и обработка материалов инженерных изысканий прошлых лет, топографо-геодезических, аэрофотосъемочных, землеустроительных и др.;
- рекогносцировочное обследование территории инженерных изысканий;
- геодезические работы, связанные с переносом в натуру и привязкой горных выработок, геофизических и других точек инженерных изысканий;
- геодинамические исследования, включающие создание специальных геодезических сетей и наблюдения за СДЗК на геодинамических полигонах;
- геотехнический и геодезический мониторинг зданий и сооружений;
- подготовка результатов инженерно-геодезических изысканий в составе информационных систем обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД);
- обеспечение топографо-геодезическими материалами и данными информационных систем территориального планирования (ИСТП).
Геодезической основой при производстве инженерно-геодезических изысканий служат:
- пункты государственной геодезической сети 1, 2, 3 и 4 классов;
- пункты государственной нивелирной сети I, II, III и IV классов;
- пункты геодезических сетей сгущения 1 и 2 разрядов;
- пункты государственной геодезической спутниковой сети I класса (СГС-1) и, при необходимости, пункты фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС) и высокоточной геодезической сети (ВГС);
- пункты опорных межевых сетей (ОМС5 и ОМС10);
- пункты опорной геодезической сети;
- пункты геодезических сетей специального назначения для строительства;
- пункты (точки) планово-высотной съемочной геодезической сети.
Координаты и высоты пунктов государственных геодезических сетей должны вычисляться в принятых в Российской Федерации системах прямоугольных координат на плоскости в проекции Гаусса-Крюгера и в Балтийской системе высот 1977 года. Данные о плановой и высотной системах координат, а также технические данные пересчета координат из одной системы в другую устанавливают соответствующие органы государственного геодезического надзора. Методы преобразования координат из одной системы в другую производятся в соответствии с ГОСТ Р 51794-2008 «Глобальные навигационные спутниковые системы. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек» и ГКИНП-06-233-90 «Руководство по математической обработке геодезических сетей и составлению каталогов координат и высот пунктов в городах и поселках городского типа».
В городских и сельских поселениях, а также в районах промышленных производственных комплексов и предприятий геодезические сети развиваются в ранее принятых системах координат и высот с обеспечением связи с государственной системой координат СК 95 и Балтийской системой высот 1977 года. Все геодезические системы координат можно разделить на три типа: государственные, общеземные, местные системы координат. С начала девяностых годов спутниковые технологии стали применяться в широких масштабах при инженерно-геодезических изысканиях, землеустроительных работах, при создании и эксплуатации крупных инженерных сооружений, при линейных изысканиях и решении других задач прикладной геодезии.
Специфика построения геодезических сетей в городах обусловлена, прежде всего, многопрофильной деятельностью различных городских организаций, у которых возникает необходимость в получении разнообразной геодезической информации и, которые предъявляют различные требования к плотности и местам расположения пунктов сети, а также к точности координатных определений. Отмеченный разнообразный подход привел к тому, что на территориях многих городов стали создаваться различными ведомственными организациями независимые геодезические сети, которые в целом ряде случаев базировались на различных, слабо согласованных друг с другом координатных системах, а также на различных исходных данных.
Современные спутниковые методы открыли возможность построения объединенной опорной геодезической сети, удовлетворяющей запросам всех заинтересованных организаций. Одним из примеров местных геодезических систем координат и соответственно локальных геодезических сетей являются городские геодезические системы координат и соответственно городские геодезические сети, которые в зависимости от потребностей конкретного города включают в себя следующие их разновидности:
- Городская съемочная сеть (городская геодезическая сеть в традиционном значении), точность — не менее 5 см;
- Межевая сеть (геодезическая сеть, предназначенная для инвентаризации земель и земельно-кадастровых работ), характеристики точности — от 5 см и выше;
- Сеть горметростроя, точность — не менее 1 см;
- Геодинамическая сеть (называемая иногда инженерно-геодезической или специальной), точность — не менее 1 мм.
При этом следует учитывать, что точность задана на поверхности относимости, определяющей средний уровень города и отличной от нулевой поверхности Государственной системы высот, а в ряде случаев на специальной поверхности относимости, отличной от среднего уровня города и максимально приближенной к физической поверхности Земли или к уровню подземных выработок. Фактическая точность городской геодезической сети в большинстве городов соответствует требованиям для выполнения стандартных топографо-геодезических работ в городах (топографические съемки масштабов 1:500 и мельче, вынос в натуру проектов и др.).
Гораздо худшие результаты имеют участки городской сети в присоединенных к городу населенных пунктах, где ранее была своя местная система координат, либо геодезическая основа на этих территориях создавалась методом наращивания без совместного уравнивания геодезической сети на всей территории города. На таких участках отклонения достигают и более. Поэтому проблема преобразования координат требует своего решения.
Для перевычисления координат из МСК в государственную систему координат и обратно необходимо использовать современные алгоритмы и программные комплексы, позволяющие выполнить совместное уравнивание плоских и пространственных геодезических сетей, а так же преобразование плоских прямоугольных координат из системы в систему без потери точности. В сложившейся ситуации возникли противоречия. Корректный переход из одной системы координат в другую является простой теоретической, но в то же время сложной организационной проблемой.
Параметры (ключи) перехода из государственной (глобальной) системы координат в локальные и обратно являются сведениями составляющими ГТ. Вместе с тем, преобразование координат пунктов из одной координатной системы в другую — это самая массовая геодезическая задача в спутниковой геодезии. Наиболее критичным и одновременно наиболее спорным параметром в преобразовании координат является масштабный коэффициент m. С одной стороны, спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС — это высокоточные дальномерные системы, и введение любого масштабного коэффициента в результаты их измерений недопустимо. С другой стороны, классические геодезические построения выполнены, как правило, с высокой метрологической точностью, которая обеспечивалась и обеспечивается в настоящее время достаточно надежной системой технологических приемов и контролей, что также делает весьма проблематичным использование любых масштабных коэффициентов.
И, наконец, с третьей стороны, формальное преобразование координат из одной прямоугольной системы (пространственной или плоской) в другую прямоугольную систему, созданную на основе одной из классических проекций (UTM, Гаусса-Крюгера или др.) для линейных объектов длиной порядка десятков километров или площадных объектов таких же размеров, особенно протяженных вдоль параллели, могут привести к методическим погрешностям трансформирования, превосходящим и точность спутниковых измерений, и точность ранее созданных классических геодезических построений.
Прямоугольные пространственные системы координат существенно отличаются от геодезических эллипсоидальных координат. Центр симметрии отсчетного или общеземного эллипсоида должен всегда совпадать с началом прямоугольных координат по определению, причем при вычислении эллипсоидальных координат все три координаты X, Y, Z начала прямоугольных координат должны быть всегда равны нулю. Только в этом случае справедливы известные формулы связи пространственных прямоугольных координат с эллипсоидальными координатами.
Следовательно, смещение начал координат и разворот осей координат не могут повлиять на значения геодезических координат точек, так как вместе с этим перемещением произойдет смещение и разворот осей эллипсоида. Например, геодезическая высота выбранного пункта не изменится, если переместить начало координат или развернуть оси координат, так как геодезическая высота — это расстояние по нормали от выбранного пункта до поверхности эллипсоида. Также не должны измениться широта и долгота пункта.
При переходе между СК-42 и СК-95 при ориентировании на ГОСТ Р 51794-2008 создается впечатление, что СК-42 и СК-95 — это две равноценные системы координат, и переходить между ними нужно по единым параметрам преобразования координат. Однако, в работе Юркина М.И., Серебрякова Л.И. «Действующие системы координат в России» говорилось, что СК-42 не одинакова по точности в различных частях РФ. Но, следуя руководству СК-95 (Единая государственная система геодезических координат 1995 года) — не только новая, но и более совершенная система координат, свободна от ошибок СК-42. Значит, для перехода из одной системы в другую недостаточно единого набора параметров преобразования.
В целом следует отметить, что при проведении инженерно-геодезических изысканий необходимо уделять повышенное внимание контролю при необходимости преобразования координат. Особенно важно это при создании единой координатной среды или координатно-временной среды.