Шануров Г.А.

Технология создания спутниковой геодезической сети.

Оглавление

Введение.....................................................................3

1. Спутниковые наблюдения как метод создания опорной геодезической сети, отличия от наземных методов............................4

2. Режимы наблюдений.........................................................................5

3. Получение технического задания.....................................................6

4. Сбор материалов................................................................................7

5. Полевое обследование........................................................................7

6. Проектирование геодезической сети................................................7

   1. Содержание проекта геодезической сети...................................10

   2. Выбор местоположения для вновь определяемого пункта........10

   3. Вспомогательные (ориентирные) пункты ..................................10

   4. Форма локальных и региональных геодезических сетей..........11

   5. Количество и расположение исходных пунктов………….......11

   6. Требования к длинам баз.............................................................12

7. Рекогносцировка ..............................................................................12

8. Закладка центров.............................................................................13

9. Планирование спутниковых наблюдений......................................14

10. Факторы, определяющие возможность и точность измерений,

1. а также длительность сессии наблюдений.........................................16

1. Количество наблюдаемых спутников.......................................17

2. Геометрия наблюдений..............................................................17

3. Длины баз....................................................................................17

4. Пропуски фазовых циклов.........................................................17

5. Состояние ионосферы................................................................18

1. Наблюдения и обработка результатов наблюдений...................18

   1. Организация наблюдений..........................................................18

   2. Полевое оборудование...............................................................18

   3. Выполнение наблюдений...........................................................19

   4. Идентификация сессии………………........................................20

   5. Постобработка.............................................................................20

2. Завершение работ...........................................................................24

   1. Обработка геодезической сети и составление каталога

2. координат пунктов геодезической сети ………………………...24

1. Сдача работ заказчику................................................................25

3. Литература.............................................................................................26

Введение

Это учебное пособие представляет собой часть курса лекций, следующую после издания первой части курса лекций по высшей геодезии "Понятия и определения" [8] и второй части курса лекций по высшей геодезии "Технология создания опорной геодезической сети. Измерение расстояния электронным дальномером геодезичес­кого класса*[9]. Данный текст лекций посвящен созданию спутни­ковым методом региональных и локальных опорных геодезических сетей. Он составлен на основе опыта работы, в течение последних нескольких лет, со студентами вечернего факультета МИИГАиК. Ра­нее автор читал этот же курс лекций на заочном факультете МИИГАиК. Опыт этой работы также использован при составлении данного текста лекций.

Спутниковые приемники геодезического класса, с присовокуп­лением соответствующего программного обеспечения, применяют в подавляющем большинстве случаев создания опорных геодезичес­ких сетей. Спутниковый метод, в сравнении с наземными методами, во много раз производительнее и, вообще, эффективнее. Не до конца решенной остается пока только проблема метрологического обеспе­чения спутниковой аппаратуры, ее программного обеспечения.

Написанное в данном учебном пособии основано на личном опыте автора, полученном в процессе совместной работы с коллега­ми-профессионалами в экспедициях: в поле и в камеральных усло­виях. Использован также опыт работы зарубежных профессионалов. Приведенные здесь конкретные высказывания и числовые характе­ристики следует рассматривать в качестве рекомендаций. Полевые и камеральные работы регламентируются нормативными документами, в частности [14-16]. Следует также придерживаться официально опуб­ликованных справочных документов, например [17].

При составлении данного текста лекций автор намеренно не упомянул никакой конкретной фирмы, создающей спутниковую ап­паратуру и программное обеспечение. Чтобы не создавать рекламу. Хотя автор и имеет свои предпочтения. Автор иногда употребляет английскую терминологию, посколь­ку именно по-английски составлено программное обеспечение, исполь­зуемое операторами.

Автор благодарен профессору Голубеву Анатолию Николаевичу профессору Лебедеву Святославу Владимировичу и инженеру Красноусовой Любови Петровне за то, что они внимательно изучили предва­рительную версию данной работы и сделали полезные замечания. Автор эти замечания учел. Автор благодарен студенткам вечернего отделения факультета дистанционных форм обучения МИИГАиК Сыроежко Екатерине Валерьевне и Барановой Александре Алексеевне. Эти студентки подробно конспектировали все лекции, предоставили все записи лектору, тем самым существенно облегчив подготовку данного издания.

1. Спутниковые наблюдения как метод создания опорной геодезической сети, отличия от наземных методов

До того, как в геодезии стали применять системы глобального позиционирования, опорные геодезические сети создавали с использованием классических наземных методов: триангуляции, полигонометрии, трилатерации, геометрического нивелирования. Технология создания опорной плановой геодезической сети наземным методом на территорию данного региона или данного объекта включает следующую последовательность этапов (операций). Получение технического задания. Сбор материалов. Проектирование сети. Рекогносцировка. Постройка знаков и закладка центров. Наблюдения (измерения). Обработка результатов наблюдений. Составление каталога координат пунктов геодезической сети. Сдача работы заказчику.

Последовательность создания опорной геодезической сети спутниковым методом во многом совпадает с последовательностью создания опорной плановой геодезической сети на основе использования классических традиционных наземных методов. Однако существуют и различия между этими двумя технологиями, причем различия принципиальные. Спутниковая технология включает этап планирования спутниковых наблюдений, который не существует в наземных методах. Планирование спутниковых наблюдений выполняют после рекогносцировки и до осуществления спутниковых наблюдений. С использованием спутниковых технологий в значительной мере отпала необходимость в постройке знаков (сигналов). Изменились цели и содержание большинства остальных этапов работ. Например, как сказано далее, на этапе рекогносцировки пропала необходимость обеспечивать взаимную видимость между пунктами сети, но возникла необходимость обеспечивать возможно большую открытость небосклона на каждом пункте. Приведенный перечень работ по созданию опорной геодезической сети включает только основные этапы.

Существуют и другие этапы работ. Например, выполняют также организационно - ликвидационные работы, решают ряд других проблем.

В данном учебном пособии рассмотрены содержание и особенности этапов работы при создании опорной геодезической сети с использованием спутниковой системы. При этом предполагается, что читатель в той или иной мере знаком с технологией создания геодезической сети традиционными наземными классическими методами. Эта традиционная технология описана в геодезической литературе, например в учебниках [4], [б], [12]. Желательно, но не обязательно, чтобы читатель имел хотя бы небольшой опыт спутниковых измерений.

2. Режимы наблюдений

При написании этого раздела использованы работы [1,2,3,6,7-13].

Изначально опорные спутниковые геодезические сети создавали в режиме статики - static surveying. Этот режим наблюдений применяют и сейчас. Однако все большее применение находит разновидность статического режима - режим быстрой статики - quick static surveying или fast static surveying. Заметим попутно, что термин "surveying" часто переводят как "съемка". На самом деле, гораздо более близким переводом является: "топографо-геодезические работы", то есть весь комплекс этих работ.

Внешне наблюдения в режиме быстрой статики выглядят так же, как наблюдения в режиме статики. Оператор прибывает на пункт с выключенной аппаратурой, устанавливает, выполняет все подключения и, в соответствии с графиком, включает аппаратуру. Затем выполняют наблюдения и оператор выключает аппаратуру в соответствии с тем же графиком. После этого оператор все отсоединяет в с выключенной аппаратурой переезжает на следующий пункт либо на базу, опять же в соответствии с графиком работы. Отчасти все это повторено в подразделе 11.3. Особенность работы в режиме быстрой статики в сравнении с режимом статики состоит в том, что приемник, по прошествии некоторого времени сессии наблюдений, выдает оператору сообщение о том, что набран достаточный объем информации и наблюдения в данной сессии можно прекратить. А далее уж дело оператора и всей полевой бригады: прекратить сессию наблюдений или продолжить ее. Целесообразно сессию продолжить, по крайней мере на полчаса. Все равно, за редким исключением, основное время тратится отнюдь не наблюдения, но на перемещения с пункта на пункт. Особенно, если есть проблемы с транспортом, дороги плохие, или останавливают представители власти.

Продление сессии резко повышает вероятность успеха на этапе постобработки и практически исключает необходимость возвращаться на те же пункты, повторять наблюдения и ездить по тем же дорогам. Но если принять сказанное справедливым, то наблюдения в режиме быстрой статики в организационном смысле - это то же самое, что наблюдения в режиме статики. Общим для этих двух режимов является то, что сразу после выполнения полевых измерений, вечерами, выполняют постобработку их результатов.

Существуют и другие режимы наблюдений [7,13], перечислим их. Режим кинематики - kinematic surveying или dynamic surveying. Режим кинематики в реальном времени - real time kinematics (surveying) - RTK. В ходе наблюдений в режиме RTK используют режим разрешения многозначности (инициализации) "в полете" или "мухой" - on the fly - OTF. Однако автору неизвестны случаи, когда упомянутые в данном абзаце режимы наблюдений использовали бы при создании именно опорных геодезических сетей. Поэтому автор ограничился только упоминанием этих режимов спутниковых наблюдений.