 |  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 УДК 622.834:528:74 Повышение достоверности координат опорных пунктов с использованием спутниковых технологий
Приводятся результаты реализации проекта по созданию базовой референцной станции в Кемерово. Обосновывается необходимость создания постоянно действующих референцных сетей в Кузбассе с целью повышения достоверности опорного топографо-геодезического обоснования. Развитие государственных геодезических сетей (ГГС) их обновление является государственной задачей. С 1 января 2017 г. вступает в силу постановление Правительства РФ "Об установлении государственных систем координат, государственной системы высот и государственной гравиметрической системы". Согласно постановлению особое внимание уделяется определению фундаментальных геодезических постоянных, параметров фигуры и гравитационного поля Земли с целью уточнения координат и высот пунктов ГГС и государственной гравиметрической системы в срок до 1 января 2021 г. [1]. До установленного срока при выполнении геодезических и картографических работ применяется единая система геодезических координат и высот 1942 г. (СК-42) и система геодезических координат 1995 г. (СК-95). В настоящее время многие пункты ГГС оказались утраченными или потеряли сохранность. Причины утраты пунктов ГГС: изменение растительного покрова, вандализм, агрессивные погодные условия, рельефные изменения искусственного и естественного происхождения. Государственная система координат СК-42 (СК-95), созданная классическими методами измерений, уже не может в полной мере удовлетворять многочисленных потребителей. Перспективным направлением развития опорного обоснования является создание региональных GNSS-сетей постоянно действующих референцных станций (ПДРС), которые представляют собой комплекс, состоящий из спутниковых приемников, антенн, общего управляющего (вычислительного) центра, специализированного программного обеспечения, устройств коммуникации, каналов связи и требует наличие хозяйственной инфраструктуры (рис. 1)
Преимущества постоянно-действующих референцных станций [2]:
Работы по созданию референцных сетей ведутся в различных регионах нашей страны, в т. ч., в Москве, Санкт-Петербурге, Воронеже, Омске и Новосибирске [3]. Проводятся исследования точности вновь создаваемых референцных сетей [4]. Из зарубежного опыта: в США национальная геодезическая служба (NGS) создала и поддерживает общую для всей страны референцную сеть CORS, которая объединяет более 1800 станций более 200 различных организаций по всей стране и продолжает расширяться (до 15 станций в месяц) [5]. Эти станции управляются независимо. Каждый владелец (участник) предоставляет свои данные службе NGS, которая их анализирует, обрабатывает, и бесплатно распространяет для постобработки [6].
В связи с широким внедрением спутниковых технологий и отсутствием сетей ПДРС топографо-геодезические и кадастровые организации создают собственные одиночные референцные станции с целью повышения точности определения координат и расширения коммерческой деятельности. Координаты базовой станции можно получить различными способами:
Дифференциальный метод является самым перспективным, т.к. позволяет получить сантиметровую и даже миллиметровую точность определения приращений координат относительно исходного пункта [7, 8]. В Кузбассе работы по созданию сетей ПДРС не производились, поэтому предприятия создают одиночные референцные станции (РС). В статье приводится результаты решения этой проблемы в АО "Сибирский инженерно-аналитический центр". С целью повышения достоверности планово-высотного обоснования на объектах предприятия, а также в связи с увеличением объёма работ, появилась необходимость в установке собственной спутниковой базовой станции А75. Проект по созданию РС был реализован геодезической группой предприятия. В рамках проекта осуществлялась рекогносцировка объекта, выбор места закладки и тип станции, установка оборудования, монтаж и пуско-наладочные работы. Закладка типового центра оказалась неприемлемой, т. к. не удовлетворяет основным требованиям базовой станции (хороший обзор местности для исключения явления многолучевости, охрана спутниковой антенны). Спутниковую антенну референцной станции разместили на крыше охраняемого высотного здания (рис. 2), за которым ведётся наблюдение за сезонными просадками и деформациями. Осадки здания стабилизировались и за последние 10 лет не превышают 1-2 мм в год.
alt="Референцная станция со спутниковой антенной" border=0> В целях привязки создаваемой референцной базовой станции (А75) в системе координат WGS-84 были собраны сведения об одиночных базовых станциях нескольких предприятий г. Кемерово. Координаты и высоты исходных (опорных) пунктов (ВАК, KDS, UGA, BZA, SDP, NDP) получены методом дифференциальных спутниковых измерений от базовых станций соседних предприятий г. Кемерова (рис. 2).
Выполнена предварительная обработка полевых спутниковых измерений с оценкой пространственных векторов между пунктами и определены координаты базовой станции (А75). В табл. 2 приведены координаты X, Y и геодезическая высота Z определяемого пункта А75 в условной системе координат. По отклонению от среднего значения, превышающего ±49 мм в плане и ±51 мм по высоте (в табл. 2 выделены жирным шрифтом), исключены из дальнейшей обработки пункты UGA, BZA и NDP. Получены уравненные координаты пункта А75 в системе WGS-84 по трём базовым станциям: ВАК, KDS, SDP.
Базовая станция А75, установленная на предприятии, может включаться в любое время для решения производственных задач. Спутниковый приёмник базы с вычисленными координатами передаёт поправки для роверов с помощью устройства коммуникации (радиомодем или устройство GSM-связи).
Координаты ровера в RTK вычисляются при помощи специальных алгоритмов и позволяют ему успешно работать с сантиметровой и даже миллиметровой точностью в режиме реального времени на расстояниях до 10 км от базовой станции. Преимуществом использования одиночной базовой станции является относительно простой и в целом хорошо известный принцип работы. Однако её основным недостатком является неточная привязка к пунктам ГГС и СГС. К недостаткам одиночной базовой станции можно также отнести:
Сети ПДРС - это новый шаг в создании опорного обоснования для инженерно-геодезических и кадастровых работ. По сравнению с одиночными базовыми станциями они обладают неоспоримым преимуществом [9]. Оценивая экономическую эффективность работы в сети RTK, можно отметить:
Провайдер сети базовых станций заключает контракты на пользование сетью и управляет работой ее сервера. Он же выбирает способ формирования RTK-поправок, который коренным образом влияет на качество получаемого решения и точность определения собственных координат ровером. Способы формирования RTK-поправок должны быть стандартизованными, опирающимися на опубликованные алгоритмы. Это гарантирует, что информация, получаемая роверами от сети, не зависит от производителя оборудования и соответствует международным стандартам.
Учитывая масштаб использования спутниковых технологий при выполнении инженерно-геодезических и кадастровых работ в г. Кемерово (40 кадастровых, 47 геодезических и 112 архитектурно-строительных организаций), уравнивание координат одиночных референцных станций и создание сетей постоянно действующих базовых станций ПДРС на территории Кемеровской области является актуальной задачей. Библиографический список
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
#menuinclude(1-elibraryru)