Цифровая топографическая съёмка

Для эффективного управления, принятия проектных и организационных решений по землеустройству, землепользованию, строительству и эксплуатации объектов необходима качественная, достоверная и оперативная информация о территории и происходящих на ней изменениях. Главным способом ее получения является топографическая съемка. Одним из самых современных метод ведения съемочных работ — спутниковый, позволяющий с высокой точностью определять местоположение (координаты) точки по данным спутниковых наблюдений вне зависимости от места, времени суток и погоды. Сейчас успешно применяется новая технология цифровой топографической съемки. Основанная на сборе пространственной информации с использованием спутниковых геодезических систем реального времени и электронных тахеометров и получении цифрового плана со связанной с ним базами данных, минуя стадию уравнивания. В поле спутниковыми методами в реальном масштабе времени (Real Time Kinematic — RTK) с точностью 2–3 см определяются плановые и высотные координаты пикетов. Паспортная точностью прибора приведена в табл.1. Для досъемки участков, где спутниковые методы неэффективны, используется электронный тахеометр.

Табл.1 Краткая характеристика GPS – аппаратуры

Характеристика	Точность
Влажность	от 0 до 100 %
Напряжение питания	от 10 до 32 В
Потребляемая мощность	от 4 до 12 Вт
Рабочий диапазон температур	от -20° до +60 °С

При сборе данных о местности спутниковым приемником и электронным тахеометром, помимо автоматически вычисляемых координат, в контроллер (накопитель информации) заносят вручную описание пикетов (номер, код объекта, которому принадлежит пикет, сведения о последовательности соединения его с другими пикетами и т. д.). После переноса результатов съемки в память компьютера автоматически производится рисовка топографического плана, составление связанной с ним базы данных, а при необходимости исполнитель, дополнив или откорректировав эти данные, может использовать их в ГИС конечного пользователя или САПР.

Полевое спутниковое оборудование для съемки состоит из комплекта опорной (базовой) станции и минимум одного подвижного комплекта, поддерживающих режим RTK.

Базовый комплект состоит из спутниковой антенны, приемника и передающего радиомодема с антенной. Спутниковая антенна, принимающая сигнал от спутников навигационной системы ГЛОНАСС или НАВСТАР, устанавливается на обычном штативе над точкой с известными координатами. Это может быть геодезический пункт или произвольно расположенная точка, координаты которой определены из высокоточных статических спутниковых наблюдений (точка спутниковой сети). Спутниковый приемник обрабатывает принятый антенной сигнал и генерирует поправки к данным. Передающий радиомодем транслирует эти поправки в эфир на выбранном частотном радиоканале. Радиус действия радиомодема зависит от множества факторов: его характеристик, рельефа местности, степени застройки или залесенности, уровня зашумленности радиоэфира. При выгодном соотношении этих факторов поправки могут быть переданы на расстояние 15 км и более. При передаче поправок на большие расстояния или при работе в сложных условиях радиомодем, работая автономно, может служить ретранслятором радиосигнала. В комплект станции входят также штанга для измерения высоты спутниковой антенны, соединительные кабели, кабели для переноса данных на компьютер, дополнительные аккумуляторы.

Подвижный (съемочный) комплект располагается в специальном рюкзаке и состоит из спутниковой антенны, приемника, принимающего радиомодема и управляется многофункциональным контроллером-накопителем. Спутниковая антенна закрепляется на вехе с круглым уровнем и устанавливается последовательно на снимаемых точках. Приемник вычисляет местоположение точки, используя данные, принятые по радиоканалу с базовой станции. Координаты точки стояния вехи определяются практически немедленно (2–10 с) и могут быть сохранены исполнителем вместе с атрибутивными данными в контроллере. В подвижный комплект входят дополнительные аккумуляторы, соединительные кабели и кабели для переноса данных. Спутниковый приемник подвижного комплекта может быть одно- или двухчастотным. Использование двухчастотных приемников позволяет получить координаты точек значительно точнее за тот же промежуток времени, что особенно важно при цифровой топографической съемке. Кроме того, целесообразно применять приемники с технологией шумоподавления, что позволяет проходить через заросли небольших деревьев без прерывания приема сигнала.

Перед съемкой проводится рекогносцировка территории для выбора места стояния базовой станции, чтобы количество видимых спутников было максимальным. В камеральных условиях готовится абрис, выбирается классификатор кодов снимаемых объектов для разнесения их по слоям цифровой картографической основы и автоматической рисовки плана местности. В контроллере могут быть назначены из встроенных или сформированы новая система координат и/или проекция, в которой будут определяться координаты.

Схема съемки с использованием RTK такова: антенна передающего радиомодема базовой станции располагается на максимально возможной высоте, чтобы увеличить радиус действия передаваемого сигнала. После включения модема базовой станции приступают к инициализации (разрешению многозначности фазовых измерений) приемника подвижного комплекта. При использовании двухчастотного приемника для инициализации необходимо 1–2 мин, причем антенна может перемещаться (например, пока вы дойдете до участка съемки). При использовании одночастотного приемника потребуется 20–25 мин, при этом антенна должна быть неподвижна. После завершения инициализации исполнитель устанавливает веху на пикет, с клавиатуры контроллера-накопителя вводит его имя или номер (как правило, используется автоматическая «сквозная» нумерация), код снимаемого объекта (выбирается из библиотеки или набирается вручную), вводит новую или подтверждает старую высоту вехи и фиксирует координаты в контроллере-накопителе. В зависимости от условий наблюдений время определения координат колеблется от 2 до 10 с. Встроенные в контроллер функции координатной геометрии позволяют легко вычислять координаты недоступных точек (центр столба, дерева и др.) по позиционному углу и величине смещения, по смещению вдоль или перпендикулярно створу, а также сохранять окончательное значение координат объекта. На дисплей контроллера можно вызвать информацию, позволяющую контролировать процесс съемки — координаты точки, их текущую точность — и по ним параметрам принять решение зафиксировать данные или увеличить время наблюдения на точке. То же самое контроллер может выполнять автоматически. Контроллер-накопитель позволяет записывать полевые данные либо во внутреннюю память, либо на PCMCIA-карту. Кроме того, возможна параллельная запись «сырых» результатов измерений в приемник для их постобработки. Такая возможность полезна тем, что в случае, когда координатные поправки не получены по радиоканалу, данные спутниковых наблюдений сохраняются и в процессе их постобработки можно вычислить координаты пикетов.

Топографические планы масштаба 1:5000 обновляются при топографической съемке с помощью спутниковых систем.