CC BY
73
УДК 629.783:[528.14+528.2+528.063]
В.В. Яхман
СГГ А, Новосибирск
ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ БАНКА ДАННЫХ СПУТНИКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Vi.V. Iachman
Siberian State Academy of Geodesy (SSGA)
10 Plakhotnogo Ul., Novosibirsk, 630108, Russian Federation
SATELLITE MEASUREMENTS DATA- BANK ESTABLISHMENT
The main causes of consumer information services poor condition are considered, as concerns satellite positioning. To meet the demands of as many customers as possible, including organizations using satellite technologies in their work, it is offered to establish a net of regional centres for collecting, saving and providing satellite positioning data to the customers all over the Russian territory. The type and information structure of the satellite measurements data bank are discussed. The necessity is proved for all the organizations in need of information services (satellite positioning) to cooperate and develop the integrated information strategy, tooling and data bank standards.
В настоящее время общепризнанным является факт перехода топографогеодезического производства на спутниковые технологии. На территории России практически завершены работы по созданию государственной геодезической сети пунктов ФАГС, ВГС, а также имеются завершенные фрагменты СГГС-1. В отдельных регионах завершены работы по созданию спутниковых геодезических сетей для развития муниципальных, градостроительных, землеустроительных кадастровых систем. К настоящему времени на территории России созданы более тысячи активных станций, принадлежащих отдельным министерствам и ведомствам, на которых ведутся постоянные и периодические спутниковые наблюдения.
Отдельными организациями уже накоплены колоссальные объемы спутниковых измерений, которые остаются невостребованными по целому ряду причин. Одной из основных причин является то, что к настоящему времени в России ещё не сформировался рынок информационных услуг спутникового позиционирования, а отсутствие правового и нормативного поля деятельности отрицательно сказывается на взаимоотношениях поставщиков информации и потребителей. Для интенсивного развития рынка информационных услуг спутникового позиционирования необходимо решить ряд вопросов, связанных с созданием региональных центров - поставщиков информации, введения единых стандартов, удовлетворяющих запросы как можно большего количества потребителей.
Во многих европейских странах, США, Канаде и Японии, благодаря государственным и частным инвестициям, такие центры уже созданы. Основной задачей таких центров является сбор, обработка и хранение информации по спутниковому позиционированию в банках данных. Однако
такие центры в основном ориентированы на мониторинг целостности данных позиционирования, их архивирование, сжатие и восстановление, ведение информационного табло о наличии данных, передачи поправок для DGPS и данных для RTK, дистанционный контроль и управление сетью активных станций.
На наш взгляд, для удовлетворения запросов максимально возможного количества пользователей, в том числе и организаций, которые выполняют производственные работы с применением спутниковых технологий, данной информации явно не достаточно. Наряду с информацией, связанной со спутниковой аппаратурой, параметрами и результатами спутниковых измерений, потенциальным потребителям необходима информация и по «спутниковой геоизученности» на конкретную территорию, которая могла бы использоваться не только в процессе выполнения спутниковых измерений и их обработки, но и для составления проектов производства работ, планирования и организации спутниковых измерений, оценки условий приема сигналов от спутников на пунктах и т. д.
В нормативном акте [1] приведены рекомендации к оформлению и комплектации отчетных материалов по созданию спутниковых городских геодезических сетей (СГГС) в цифровом виде и их хранению, включая технические отчеты, карточки спутниковых измерений на пунктах СГГС, схемы спутниковых городских геодезических сетей. Однако данные рекомендации были ориентированы в основном на предприятия Роскартографии и не охватывали весь спектр информационных услуг по спутниковому позиционированию. Более того, в данном нормативном акте не приведены какие-либо сведения об организации хранения результатов по созданию СГГС в базах данных.
Таким образом, отсутствие соответствующих стандартов, единых структур баз данных и публикаций по обмену опытом в организации таких хранилищ привело к тому, что доступ к информации потенциальных потребителей оказался малоэффективным.
По этой причине многие производственные организации в России приступили к разработке и созданию «своих» карточных (бумажных) и цифровых хранилищ информации по спутниковому позиционированию. Так в 2003-2004 годах по инициативе отдельных сотрудников ФГУП «ПО Инжгеодезия» были разработаны структуры баз данных по спутниковой геоизученности и спутниковым измерениям. Такое разделение на отдельные базы данных, объединенных общим пользовательским интерфейсом, было продиктовано тем, что ведение каждой из баз данных могло выполняться различными организациями либо их подразделениями, решающими не только топографо-геодезические, но и навигационные задачи. Более того, данный подход позволял подключать дополнительные тематические таблицы без коренной перестройки структуры существующей базы данных геоизученности. Например, в таблицу «Сведения о пункте» добавились поля со ссылкой на дополнительную информацию: доступность пунктов, условия наблюдений и наличие препятствий, диаграммы препятствий, спутниковые
измерения, координаты в геоцентрической системе координат и способ их определения, способ установки спутниковой антенны и т.д. Таким косметическим изменениям подверглись и многие другие таблицы: «Список работ», «Виды работ», «Работы на пунктах», «Типы центров», «Классы», «Классы нивелирования», «Координатные системы», «Эллипсоиды», «Постоянные координатных систем». Были созданы и новые таблицы: «Классы СГС», «Способ координирования». Более значительным изменениям подверглись таблицы, которые являлись исходными для отображения схем геодезических сетей: «Условные обозначения», «Связь пунктов». С целью апробации базы данных спутниковой геоизученности в неё была введена вся информация, полученная по результатам выполненной ФГУП «ПО Инжгеодезия» работы «Реконструкция НГГС - 1 очередь». Для ввода информации в базу данных использовались ранее разработанные различные файлы и формы данных: полевые журналы спутниковых наблюдений на пунктах ФАГС, на пунктах СГГС, журналы рекогносцировки СГГС, карточки обследования геодезических пунктов и карточки обследования нивелирных знаков, содержащие результаты полуинструментальной съёмки препятствий и диаграммы препятствий и т. д.
Более серьезных трудозатрат потребовала разработка структуры базы данных спутниковых измерений, которая содержит не только рабочие (GPS, ГЛОНАСС) и вспомогательные спутниковые системы (WAAS, EGNOS и т. д.), тип и файлы измерений, но и результаты оценки качества выполненных измерений, результаты предварительной и окончательной обработки выполненных спутниковых измерений. Например, одни и те же файлы измерений в базе данных должны храниться, как минимум, в трех разных форматах: «сырые» спутниковые измерения, формат независимого обмена данными измерений между приемниками разных фирм (RINEX-формат) и в виде копии проекта, содержащего уже отредактированные спутниковые измерения. Пропущенный через программу RINEX-экспорта файл измерений из фирменного представления данных распадается на ASCII-файлы 4-х типов, доступных для чтения программами обработки, имеющими опцию RINEX-импорта:
- Файлы данных наблюдений (obs-файлы),
- Файл навигационного сообщения GPS (GPS Nav),
- Файл метеорологических данных (met-файлы),
- Файл навигационного сообщения ГЛОНАСС (GLO Nav).
Более того, некоторые программы допускают обмен файлами решений базовых линий, либо в формате фирмы-разработчика, либо в едином формате SINEX (Solution Independent Exchange - независимый обмен решениями). После проведенного опроса ряда пользователей было принято решение - не включать в базу данных формат SINEX. Также было принято решение о записи в базу данных ряда вспомогательных документов, характеризующих порядок и качество выполненных измерений: «программа выполнения
спутниковых измерений», «графики спутниковых измерений на пунктах СГС», «протокол редактирования спутниковых измерений», «протокол обработки». В базе данных должны содержаться не только тип и серийные номера спутниковой аппаратуры, но и ее параметры, режимы и продолжительность измерений, параметры конфигурирования спутникового приемника, режим измерений и т. д. В таблице «Отчёт» должны содержаться следующие сведения: параметры проекта, фактическая продолжительность сеансов измерений, список базовых линий и пунктов, принятых в обработку, список базовых линий и пунктов, удаленных из обработки, с указанием причины, сводка невязок в замкнутых фигурах, статистики векторов, результаты предварительной обработки - минимально ограниченного уравнивания с соответствующими протоколами, каталог уравненных координат (пространственных и плоских) и т. д. Кроме схемы спутниковой геодезической сети или схемы маршрута в данной базе должны содержаться и схемы внецентренного определения координат пунктов с результатами соответствующих измерений. При разработке базы данных спутниковых измерений разработчики столкнулись с колоссальными объемами хранимой информации, что заставило серьёзно задуматься о выборе инструментальной и аппаратной платформы для данной базы. В связи с большими объемами трудозатрат данная инициативная разработка базы данных спутниковых измерений, к сожалению, была выполнена только на макетном уровне без детальной проработки и апробации связей между таблицами. Были созданы только таблицы, предназначенные для хранения результатов спутниковых измерений, выполняемых на пункте ФАГС Новосибирск. При этом хранению в базе спутниковых измерений подлежали не только файлы измерений («сырые» и в формате ЯЖЕХ) и файлы метеоданных (в формате ЯЖЕХ), но и параметры спутниковой аппаратуры, идентификатор центра пункта ФАГС, на котором выполнялись спутниковые измерения, способ измерения высоты антенны, геоцентрические координаты, параметры конфигурирования спутникового приемника, характеристика качества суточных спутниковых наблюдений.
Хранимая в базах данных информация по спутниковой геоизученности и спутниковым измерениям неоднократно использовалась в последующие годы пользователями при составлении проектов спутниковых геодезических сетей в городе Новосибирске и для включения результатов спутниковых измерений в другие проекты. Это позволило значительно сократить трудозатраты при выполнении производственных работ.
Таким образом, в настоящий момент для максимального
удовлетворения потребителей необходима консолидация и координация всех заинтересованных организаций в информационных услугах
спутникового позиционирования с целью определения единой
информационной стратегии, выбора инструментальной платформы и стандартов банка данных спутниковых измерений, включая подсистему обработки запросов пользователей баз данных, структуры баз данных.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. ГКИНП (ОНТА) - 01-271-03. -М.: ЦНИИГАиК, 2003.
© В.В. Яхман, 2008
