CC BY
173
КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД СОЗДАНИЯ ГОРОДСКОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ
Виктор Вильгельмович Яхман
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, старший преподаватель кафедры астрономии и гравиметрии, тел. (383)361-01-59, е-mail: kaf. astronomy@ssga. ru
В докладе представлена современная технология создания городской геодезической основы с применением комбинированного метода. В основу метода заложено оптимальное сочетание высокой точности современных активных спутниковых геодезических сетей и высокой надежности и гибкости, присущих традиционным линейно-угловым построениям. Такая методика позволит создавать и развивать качественную городскую геодезическую основу на всей городской территории, осуществлять мониторинг смещения геодезических пунктов и обеспечит выполнение топографо-геодезических и землеустроительных работ с учетом возросших потребностей интенсивно развивающегося городского и муниципального хозяйства.
Ключевые слова: современная технология создания городской геодезической основы, комбинированный метод, спутниковые измерения, активные спутниковые геодезические сети, мониторинг смещения геодезических пунктов, линейно-угловые измерения, городская полигонометрия, метод свободных станций, метод связующих точек.
COMBINE METHOD OF THE CONSTRUCTION OF CITY GEODETIC BASE
Victor V. Yakhman
docent of department of Astronomy and Gravimetry, Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo st., phone: (383) 361-01-59, e-mail: [email protected]
In paper present the modern technology of construction city geodetic base applying the combine method. The basic method is optimal combination of high precision modern permanent satellite network and high reliability and flexibility traditional line-angle construction. This method will build and develop a quality city geodetic base on all city territory, and produce the monitoring displacement of geodetic points, and provide performance of topographic and geodetic work.
Key words: modern technology of construction city geodetic base, combine method, satellite observation, permanent base stations, monitoring displacement of geodetic points, line and angle measurements, city poligonometry, free stations method, tie points method.
В связи с развитием муниципальных, градостроительных, землеустроительных кадастровых систем, созданием геодезических и опорных межевых сетей в научно-технической литературе все чаще отмечается неудовлетворительное состояние геодезического обеспечения городов, которое в настоящее время не соответствует возросшим потребностям интенсивно развивающегося городского и муниципального хозяйства. Причин тому много, в том числе, и объективных. Это, прежде всего, не подготовленность геодезических служб к решению поставленных потребителями геодезической информации современных задач, требующих незамедлительного решения, организационная и финансовая неопределенность предприятий и т. д. Большинство из них уже стали «классическими» и были вскрыты в научной и технической литературе в 60-80 годы,
в связи с внедрением в топографо-геодезическое производство светодальноме-ров и электронных тахеометров.
Положение обострилось в связи с появлением программного документа «Концепция перехода топографо-геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений» в условиях неудовлетворительного состояния геодезического обеспечения городских территорий. Хотя в данном документе и не говорилось о прямом запрете использования традиционных методов при развитии и реконструкции городской геодезической основы, многие авторы увидели решение проблемы геодезического обеспечения городских территорий с помощью применения только спутниковых технологий. Например, в проекте НТА «Инструкция по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS - г. Нижний Новгород, 2000г.» не было ни слова о городской полигономет-рии и нивелировании. Как авторы данного проекта пытались решить проблемы геодезического обеспечения городских территорий и обеспечить требуемую точность и плотность геодезической основы?
Для решения сравнительно новой задачи по созданию и ведению высокоточного городского кадастра и решения землеустроительных задач в соответствии с требованиями НТА средняя квадратическая погрешность определения координат межевого знака относительно пунктов государственной геодезической сети должна быть не более 5 см. Это весьма жесткие требования. Более того, в развитых странах и в соответствии международным стандартом точности для решения этой задачи требуется городская геодезическая основа с погрешностью взаимного положения пунктов порядка 1-2 см. Однако следует отметить, что вопрос о повышении надежности определения координат городской геодезической основы в связи с возросшими требованиями до сих пор остается открытым.
Для достижения требуемой точности во многих крупных городах России стали выполнять работы по созданию и реконструкции городской геодезической основы с применением спутниковых технологий в соответствии с требованиями НТА [1-4]. Особо следует отметить работы [1 -3], так как в них впервые предпринята попытка пересмотра технических требований предъявляемым к сетям сгущения городской геодезической основы. В НТА [4] данные параметры хоть и изменились, но отдельные требования остались без изменения. Например, при выполнении работ в городских условиях практически невозможно выполнить угловые измерения со средней квадратической ошибкой в 2" из -за горизонтальной рефракции. Более того, в данном НГА нет ни слова о повышении надежности сетей городской полигонометрии, которая, как известно, повышается за счет дополнительных связей.
По непонятной причине в данных НТА остался открытым вопрос о постоянном съемочном обосновании и координировании углов зданий и сооружений. Хотя при выполнении работ по реконструкции городской геодезической основы необходимо решить вопросы не только создания геодезических сетей с применением спутниковых технологий, но и вопросы, связанные с ее эксплуатацией. Ведь на практике 90% пользователей, как правило, выполняют технические работы в сжатые сроки и не имеют дело с пунктами высокоточных спутниковых сетей.
Вопрос как с помощью только спутниковых измерений можно координировать углы зданий остается открытым. Более того, при выполнении спутниковых измерений в условиях городской застройки исполнители сталкиваются с проблемами их выполнения, так как очень трудно найти на местности точку, которая бы удовлетворяла требованиям открытости радиогоризонта на угле возвышения в 15°. Например, при выполнении работ по реконструкции городской геодезической сети г. Новосибирска, из обследованных 218 пунктов триангуляции только 17 пунктов имели приемлемые условия для спутниковых измерений. В условиях застроенной территории качественные точные спутниковые измерения можно получить только в том случае, если они выполняются на пунктах, установленных на кровле зданий и сооружений. Однако в современных условиях доступ на кровлю зданий для выполнения спутниковых измерений веьма ограничен.
На практике имеются и другие факторы, ограничивающие выполнение точных спутниковых измерений в городах. На городской территории имеются множество источников радиопомех в полосе частот сигналов спутников. Такие помехи могут быть как явными, так и неизвестными, разовыми и долговременными. Например, долгое время институт метрологии не мог принимать спутниковые сигналы ГЛОНАСС из-за радиопомех, источником которых был штаб СибВО. Наличие в спутниковых приемниках опции шумоподавления не всегда позволяет отфильтровать различного рода помехи, мешающие работе спутникового приемника, что, в конечном счете, сказывается на точности спутниковых измерений. Более того, при создании спутниковых сетей в городах исполнители сталкиваются с так называемой многопутностью. Практика выполнения спутниковых измерений в застроенной территории показывает, что ошибка координат пунктов в этом случае может достигать нескольких метров. Причем ошибка определения геодезической высоты превышает ошибку в плане в нескольку раз. Многопутность может возникать не только при выполнении спутниковых измерений вблизи зданий и деревьев, но и столбов. Практика выполнения спутниковых измерений в городах показала, что ее не возможно обнаружить по невязкам в замкнутых фигурах спутниковой геодезической сети.
Все это существенно ограничивает возможности использовании спутниковых измерений в городах.
В последнее время в крупных городах создаются активные спутниковые геодезические сети, которые позволяют не только определять координаты пунктов, но и осуществлять мониторинг смещения геодезических пунктов. Однако активные сети базовых станций подвержены различным погрешностям, среди них следует выделить аномальные выбросы в фазовых данных [5]. Решение данной проблемы возможно применением метода контроля фазовых псевдодальностей в пространстве координат, который рассмотрен в работах [6-8].
Однако создание и развитие городской геодезической основы должно базироваться на оптимальном сочетании высокоточных спутниковых геодезических сетей и высокой надежности и гибкости, присущих традиционным линейно-угловым построениям. Для этих целей целесообразно использовать широко известный метод свободных станций и метод связующих точек [9-13], в отличии от полигонометрии позволяют в реальном времени из математической об-
работки контролировать на каждой станции ошибки в ориентировании и координатах пунктов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Основные положения по созданию и обновлению опорной геодезической сети г. Москвы (ОГС Москвы), ГКИНП (ОНТА)-01-268-02.
2. Руководство по выполнению наблюдений на пунктах ОГС Москвы спутниковыми геодезическими системами, ГКИНП (ОНТА)-01-266-02.
3. Руководство по камеральной обработке результатов измерений, выполненных при создании и обновлении ОГС Москвы. ГКИНП (ОНТА)-01-269-02., М.: ГУП «Мосгоргео-трест», 2002.
4. Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. ГКИНП (ОНТА) - 01-271-03. -М.: ЦНИИГАиК, 2003.
5. Косарев Н.С. Восстановление фазы несущей: проблемы и пути решения // Вестник СГГА. - 2012. - Вып. 1 (17). - С. 53-60.
6. Антонович К.М., Косарев Н.С. Об одной возможности контроля непрерывной фазы несущей при ГНСС наблюдениях // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 1, ч. 2. -С. 164-168.
7. Антонович К.М., Косарев Н.С. Использование геометрической дальности для контроля ГНСС измерений // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 2. - С. 245-250.
8. Антонович К.М., Косарев Н.С. Метод контроля кодовых и фазовых псевдодальностей в пространстве координат // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. - 2012. - № 2/1. -С. 11-15.
9. Яхман В.В. Технологические аспекты создания высокоточных геодезических сетей с применением современных спутниковых приемников / В.В. Яхман, Н.В. Гонцова, Ю.В. Сур-нин // Современные проблемы геодезии и оптики: Сб. материалов LIII междунар. научно-техн. конф., посвящ. 70-летию СГГА. Ч. III / СГГА. - Новосибирск, 2003. - С. 185-188.
10. Яхман В.В. Методика развития съёмочных геодезических сетей посредством связующих точек // Крупномасштабные топографические съёмки: Сб. научных трудов НИИПГ, вып. 11. - М.: ЦНИИГАиК, 1987. - С. 102-108.
11. Яхман В.В. Комплексное применение метода связующих точек в инженерногеодезических работах // Геодезическое обеспечение строительства, монтажа и эксплуатации инженерных сооружений: Межведомственный сб. научных трудов НИИПГ. - М.: ЦНИИГАиК, 1988. - С. 44-56.
12. Яхман В.В. Создание геодезических сетей методом связующих точек // Вопросы гидравлического обоснования путевых работ на реках: Сб. научных трудов. - Новосибирск, изд. НИИВТ, 1989. - С. 64-71.
13. Яхман В.В. Унифицированная технология создания геодезической разбивочной основы // Геодезическое и фотограмметрическое обеспечение строительства и эксплуатации инженерных сооружений: Сб. научных трудов НИИПГ. - М.: ЦНИИГАиК, 1991. - С. 12-18.
© В.В. Яхман, 2013
