CC BY
69
УДК 528.24
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАЗЕМНЫХ И СПУТНИКОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПОСТРОЕНИИ ОПОРНОЙ МЕЖЕВОЙ СЕТИ
Евгений Ильич Аврунев
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, зав. кафедрой кадастра и территориального планирования, тел. (383)344-31-73, e-mail: [email protected]
Александр Николаевич Шепелев
Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, Россия, г. Томск, пл. Соляная, 2, ассистент кафедры геодезии и кадастра; Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, аспирант кафедры кадастра и территориального планирования, тел. (952)896-42-74, e-mail: [email protected]
Светлана Евгеньевна Рягузова
Управление Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии по Новосибирской области, 630091, Россия, г. Новосибирск, ул. Державина, 28, руководитель Управления, тел. (383)227-10-87
В статье на основании информационно-аналитического обзора научно-технической литературы обоснована актуальность и необходимость выполнения научных исследований в области геодезического обеспечения ведения ЕГРН. Отмечено, что только качественное определение местоположения недвижимого имущества с использованием информационного ресурса ЕГРН, позволяет решать научно-производственные задачи необходимые для устойчивого развития соответствующего территориального образования.
В настоящее время при выполнении геодезических работ для обеспечения землеустроительных и кадастровых мероприятий, используется широкий спектр современных наземных и спутниковых измерительных технологий, которые позволяют получить местоположение недвижимого имущества с заданной, в соответствии с действующим земельно-имущественным законодательством, нормативной точностью. В статье рассматриваются: рассмотреть существующие измерительные наземные и спутниковые технологии и определяются области их возможного наиболее эффективного применения.
В результате научных исследований установлено, что при выполнении кадастровых работ, эффективность использования наземных и спутниковых технологий зависит от условий конкретной территории, исходной геодезической основы, а также от профессиональной компетенции кадастрового инженера. Особое внимание акцентировано на необходимости осуществления контроля геодезических определений независимо от способа использования наземных или спутниковых измерительных технологий.
Ключевые слова: единый государственный реестр недвижимости (ЕГРН), опорная межевая сеть (ОМС), ГНСС-технологии, активная базовая станция (АБС), государственная геодезическая сеть (ГГС), средняя квадратическая ошибка.
USE OF GROUND-BASED AND SATELLITE MEASUREMENT TECHNOLOGIES IN BUILDING BOUNDARY REFERENCE NETWORK
Evgeny I. Avrunev
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 10, Plakhotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russia, Ph. D., Head, Department Cadastre and Territorial Planning, phone: (383)344-31-73, e-mail: [email protected]
Aleksandr N. Shepelev
Tomsk State University of Agricultural Building, 2, Soljanaja Area St., Tomsk, 630108, Russia, Assistant, Department of Geodesy and Cadastre; Siberian State University of Geosystems and Technologies, 10, Plakhotnogo St., Novosibirsk, 630108, Russia, Ph. D. Student, Department of Cadastre and Territorial Planning, phone: (952)896-42-74, e-mail: [email protected]
Svetlana E. Rjaguzova
Department of Federal Service for State Registration, Cadastre and Cartography in Novosibirsk Region, 28, Derzhavina St., Novosibirsk, 630091, Russia, Head of Department, phone: (383)227-10-87
The article is based on the information analysis review of scientific and technical literature and substantiates the vitality and necessity of scientific research in the sphere of geodetic support of USRER maintenance. It is noted that only accurate determination of real estate location enables to use USRER information resource for solving scientific and production tasks necessary for sustainable development of a corresponding territorial unit.
Nowadays when performing geodetic works for land management and cadastral activities one uses a wide range of modern ground-based and satellite measuring technologies, the realization of which allows obtaining real estate location with the normative accuracy given by acting land-property legislation. That is why the objective of this article is: to consider the existing ground-base and satellite measuring technologies and to determine the possible spheres of their most effective application.
The scientific research states that the effective use of ground-based and satellite technologies depends on conditions of a particular territory where cadastral work is performed; initial geodetic base; competence of a cadastral engineer. Special attention is focused on the necessity of maintaining control over geodetic determinations regardless of the way which kind of measuring technologies is used: ground-based or satellite ones.
Key words: Unified State Real Estate Register, GNSS technology, active base station, state geodetic control network, average square error.
Введение
В настоящее время, при выполнении кадастровых работ имеет место наложение границ вновь образованных земельных участков на объекты недвижимости, сведения о местоположении которых уже внесены в Единый государственный реестр недвижимости (ЕГРН), что обусловливает отказ в осуществлении ГКУ и регистрации прав. В связи с этим геодезическое обеспечение землеустроительных и кадастровых работ с заданной нормативной точностью является важнейшим аспектом регулирования земельно-имущественных отношений на современном этапе развития экономики Российской Федерации.
Внесение достоверной и научно-обоснованной информации в ЕГРН позволяет с высокой эффективностью управлять земельными ресурсами соответствующего региона, осуществлять взвешенную налоговую политику, гарантировать права граждан РФ на принадлежащее им недвижимое имущество. Неслучайно поэтому ведущими российскими учеными выполнены фундаментальные научные исследования в области геодезического обеспечения землеустроительных и кадастровых работ [1-9].
Выполнение геодезических работ с использованием современных спутниковых и наземных измерительных технологий позволяет определить местоположение границ и площади объектов недвижимости с необходимой точностью, определенной соответствующими нормативно-правовыми документами. Вместе с этим, многообразие схем и способов использования геодезических измерительных технологий определяет необходимость их классификации и ранжирования исходя из условий территории, где выполняются кадастровые или землеустроительные работы, а также из наличия исходной геодезической основы, относительно которой будет определяться местоположение недвижимого имущества.
В настоящее время, геодезические измерительные технологии разделяются на спутниковые ГНСС-технологии и традиционные наземные с использованием электронных тахеометров.
Спутниковые ГНСС-технологии характеризуются высокой точностью определения базовых векторов на большие расстояния и возможностью выполнять геодезические измерения в любое время суток независимо от погоды. Отметим, что спутниковые определения базовых векторов выполняются, в том числе, в пространственной трехмерной системе координат, что также является несомненным положительным фактором.
Несомненным достоинством таких определений является отсутствие необходимости обеспечения прямой оптической видимости между определяемыми и исходными пунктами, а, следовательно, нет необходимости иметь плотную исходную сеть пунктов, закрепляющих координатную систему в территориальном образовании. Особое преимущество данные технологии имеют место при наличии в регионах активно действующих базовых станций (АБС), позволяющих в режиме реального времени осуществлять только одним приемником определение базовых векторов от исходного пункта, до определяемых пунктов опорной межевой сети (ОМС) или характерных точек недвижимого имущества в отношении которых выполняются кадастровые и землеустроительные работы. Кроме этого данные технологии характеризуются высокой степенью автоматизации, что существенно снижает трудоемкость выполнения геодезических измерений и обусловливает снижение требований к квалификации исполнителей.
Несмотря на высокую производительность спутниковые ГНСС-технологии имеют и определенные недостатки. Например, при выполнении кадастровых работ в плотно застроенной или заселенной территории прием сигналов от искусственных спутников Земли (ИСЗ) до наземных приемников является затрудненным, кроме этого определенные проблемы возникают при координировании углов капитальных зданий и сооружений.
Поэтому, несмотря на всю привлекательность этих измерительных технологий, традиционные наземные геодезические измерения не утратили своей актуальности и востребовательности. Кроме этого электронные тахеометры, являющиеся основным компонентом в наземных измерительных технологиях, характеризуются существенно меньшей стоимостью по сравнению со спутниковыми приемниками, что при соответствующих условиях определяет меньшую
себестоимость выполнения кадастровых работ и землеустроительных мероприятий.
Следовательно, на наш взгляд, целесообразно рассмотреть все используемые в настоящее время измерительные геодезические технологии, для выработки рекомендаций по их оптимальному использованию в зависимости от всех перечисленных выше факторов.
Основная часть
Спутниковые измерительные технологии используются для создания опорной межевой сети (ОМС) и координирования характерных точек, закрепляющих на местности границы объектов недвижимого имущества в отношении которых производятся кадастровые работы.
Одним из наиболее эффективных и, к сожалению, часто применяемых способов построения ОМС с использованием ГНСС-технологий, является лучевой вариант, представленный на рис. 1.
Рис. 1. Лучевой вариант построения ОМС относительно одного исходного пункта
Технологичность данной схемы построения ОМС обусловлена наименьшим числом спутниковых определений (п=5) и при условии использования в качестве исходного пункта АБС наличие у кадастрового инженера только одного спутникового приемника. Если в качестве исходного используется обычный пункт государственной геодезической сети (ГГС), то один приемник все время находится на исходном пункте, а только второй перемещается по определяемым пунктам ОМС. Это тоже важный фактор, существенным образом снижающий трудоемкость построения геодезического обоснования.
Отметим важную особенность построения ОМС в этом варианте: наличие только одного исходного пункта определяет отсутствие влияния ошибок исходных данных. В том случае, когда в территориальном образовании используется местная система координат и в качестве начала этой системы принят данный исходный пункт, лучевой вариант создания ОМС будет характеризоваться наивысшей точностью определения координат определяемых пунктов.
Вместе с этим наличие только одного исходного пункта и отсутствие избыточных измерений определяют следующие недостатки данной схемы построения ОМС:
1. Невозможность выполнить контроль спутниковых определений;
2. СКО определения координат определяемых пунктов ОМС возможно вычислить только с использованием характеристик инструментальной точности спутниковых приемников (1);
3. Отсутствует контроль стабильности исходного пункта.
где а,в - коэффициенты, характеризующие инструментальную точность ГНСС-приемника;
ЬКМ - длина в километрах базового вектора;
тОМС - нормативно установленная точность построения ОМС на местности.
Отмеченные недостатки являются важными факторами, которые при определенных условиях могут оказать существенное влияние на качество геодезического обеспечения кадастровых и землеустроительных работ.
Исключение первых двух неблагоприятных факторов возможно при использовании сетевого варианта построения ОМС, представленного на рис. 2.
Данный вариант построения ОМС предусматривает контроль спутниковых ГНСС-технологий с использованием невязок, возникающих в замкнутых геометрических фигурах в результате сложения базовых векторов.
тГНСС
- а + в ^ тОМС,
(1)
3
2 I
А
Рис. 2. Сетевой вариант построения ОМС относительно одного исходного пункта
Алгоритм вычисления невязок представлен уравнениями (2).
аА_1 + а1_з + сз_ а = Щ;
а1-2 + ^2_з + 0з_1 = Щ
аА_3 + °3_ 4 + а4_ А =
аА_ 4 + а4_5 + а5_ А = ^
Анализ вычисленных невязок необходимо выполнять с использованием статистического уравнения (з), которое при установлении доверительной вероятности в=95 % выглядит следующим образом:
где п - число базовых векторов в замкнутых геометрических фигурах.
При выполнении условия (з) точность ГНСС-технологий будет соответствовать паспортной точности используемых спутниковых приемников.
Отметим, что допустимая невязка может также устанавливаться нормативно, исходя из класса типовой технологии, которая должна быть реализована при построении ОМС в соответствующем территориальном образовании. Наличие избыточных измерений позволит выполнить уравнивание и вычислить СКО определяемых пунктов в строгом соответствии с методом наименьших квадратов [1].
Недостатками данного способа построения являются: большая трудоемкость выполнения спутниковых определений, заключающаяся в необходимости перемещения приемников при определении базовых векторов; наличие в комплекте спутникового оборудования не менее двух приемников; невозможность выполнить контроль стабильности исходного пункта.
Наличие двух исходных пунктов в территориальном образовании определяет использование схемы построения ОМС, которая представлена на рис. з.
Достоинством такого варианта является высокая технологичность реализации сеансов спутниковых наблюдений (перемещение только одного приемника по определяемым пунктам ОМС). Контроль точности спутникового позиционирования и стабильности исходных пунктов в пространстве выполняется на основании следующего алгоритма:
<2*Тп
(3)
А1 = XА -XВ < т( А2 = XА _ХВ < т
ОМС '
ОМС '
А п = X А _Х В < т
(4)
п
п
п
ОМС
п
А = \ -< т О
\ п
где п - число определяемых пунктов в ОМС.
ОМС
М-1
А
Рис. 3. Лучевой вариант построения ОМС относительно двух исходных пунктов
2
1
При выполнении условия (4) точность спутникового позиционирования соответствует нормативно установленным требованиям построения ОМС.
Отметим важную особенность этой схемы построения ОМС. Недопустимые расхождения в алгоритме (4) могут быть также обусловлены ошибками исходных данных. Существенное влияние ошибок исходных данных (для варианта, изображенного на рис. 3, это СКО взаимного положения пункта А относительно пункта В), может быть вызвано следующими факторами:
1. Низкой точностью привязки исходных пунктов (АБС) к государственной геодезической сети (ГГС);
2. Наличием недопустимых СКО в исходной сети ГГС;
3. Потерей стабильности в пространстве исходных пунктов А и В.
Поэтому для дополнительного контроля при проектировании ОМС целесообразно предусмотреть наличие прямой оптической видимости между двумя определяемыми пунктами. В этом случае, выполняется измерение контрольной длины линии наземным измерительным средством (рис. 4) и оценивается точность определения координат пунктов с использованием уравнения (5)
Ь2-3 -V(X2 -Xз)2 + (¥2 -Уз)2 < шомс, (5)
где Ь2-3 - измеренное значение длины линии электронным тахеометром.
М-1
Рис. 4. Комбинированный вариант построения ОМС с использованием спутниковых и наземных измерительных технологий
2
1
При невыполнении критериев (4) и (5) точность построения ОМС не будет соответствовать целям и задачам выполнения кадастровых и землеустроительных работ, а для анализа возможного источника ошибок необходимы дополнительные исследования.
Заключение
В результате выполненных исследований следует сформулировать основные выводы и предложения, которые целесообразно зафиксировать в нормативных документах, регламентирующих выполнение кадастровых работ для подготовки межевых и технических планов:
1. Наиболее технологичным и точным способом создания в территориальном образовании ОМС являются измерительные ГНСС-технологии;
2. Оптимальным с точки зрения точности определения координат и стабильности исходных пунктов является комбинированный вариант построения ОМС относительно двух исходных пунктов с использованием спутниковых и наземных измерительных технологий;
3. Использованием лучевого варианта является недопустимым способом построения ОМС, в связи с отсутствием контроля точности определения координат пунктов и стабильности исходного пункта;
4. Традиционные наземные технологии при построении ОМС целесообразно использовать только в условиях плотной городской застройки и залесенной территории как дополнение к измерительным ГНСС-технологиям при ко-
ординировании характерных точек, закрепляющих на местности границы земельных участков и объекты капитального строительства.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Аврунев Е. И. Геодезическое обеспечение государственного кадастра недвижимости : монография. - Новосибирск : СГГА, 2010. - 144 с.
2. Аврунев Е. И., Карпик К. А. Оценка точности геодезических сетей для целей государственного кадастра недвижимости // Геодезия и аэрофотосъемка. - 2011. - № 5. - С. 94-99.
3. Аврунев Е. И., Метелева М. В. Предложения по восстановлению границ земельных участков при их восстановлении или несанкционированном нарушении // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью» : сб. материалов в 4 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 3. - С. 98-106.
4. Карпик А. П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий : монография / отв. ред. Д. В. Лисицкий. - Новосибирск : СГГА, 2004. - 259 с.
5. Карпик А. П. Структурно-функциональная модель геодезической пространственной информационной системы // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2004. - № 6. -С. 140-148.
6. Карпик А. П. Информационное обеспечение геодезической пространственной информационной системы // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - № 4. - С. 70-73.
7. Карпик А. П. Основные принципы формирования геодезического информационного пространства // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - № 4. - С. 73-78.
8. Карпик А. П. Разработка методики качественной и количественной оценки кадастровой информации // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - № 4. - С. 137-142.
9. Карпик А. П. Применение сведений государственного кадастра недвижимости для решения задач территориального планирования // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. -2013. - № 6. - С. 112-117.
REFERENCES
1. Avrunev E.I. Geodezicheskoe obespechenie gosudarstvennogo kadastra nedvizhimosti: monografiya [Geodetic support of the state land cadaster: monography]. Novosibirsk, SGGA Publ., 2010. 144 p.
2. Avrunev E.I., Karpik K.A. Otsenka tochnosti geodezicheskikh setey dlya tseley gosudarstvennogo kadastra nedvizhimosti // Scientific journal Izvestia vuzov «Geodesy and aerophotography» - 2011. - № 5. - P. 94-99.
3. Avrunev E.I., Meteleva M.V. Predlozheniya po vosstanovleniyu granits zemelnykh uchastkov pri ikh vosstanovlenii ili nesanktsionirovannom narushenii [Proposals to reestablish the borders of land plots at their reset or illegal violation]. InterEkspo GE0-Sibir-2015. T. 3. Ekonomicheskoe razvitie Sibiri i Dalnego Vostoka. Ekonomika prirodopolzovaniya. Zemleustroystvo, lesoustroystvo, upravlenie nedvizhimostyu [InterExpo Geo-Siberia-2015. V. 3. Economic development of Siberia and Far east. Environmental economics. Land, forest and property management]. Novosibirsk, 2015. pp. 98-106.
4. Karpik A.P. Metodolocicheskie i tekhnologicheskie osnovy geoinformatsionnogo obespecheniya: monografiya [Methodological and engineering bases of geoinformation support: monography]. Ed. by D.V. Lisitsky. Novosibirsk, SGGA Publ., 2004. 259 p.
5. Karpik A.P. Strukturno-funktsional'naya model' geodezicheskoy prostranstvennoy informatsionnoy sistemy // Scientific journal Izvestia vuzov «Geodesy and aerophotography». -2004. - № 6. - P. 140-148.
6. Karpik A.P. Informatsionnoye obespecheniye geodezicheskoy prostranstvennoy informatsionnoy sistemy // Scientific journal Izvestia vuzov «Geodesy and aerophotography». -2013. - № 4. - P. 70-73.
7. Karpik A.P. Osnovnyye printsipy formirovaniya geodezicheskogo informatsionnogo prostranstva // Scientific journal Izvestia vuzov «Geodesy and aerophotography». - 2013. - № 4. -P. 73-78.
8. Karpik A.P. Razrabotka metodiki kachestvennoy i kolichestvennoy otsenki kadastrovoy informatsii // Scientific journal Izvestia vuzov «Geodesy and aerophotography». - 2013. - № 4. -P.137-142.
9. Karpik A.P. Primeneniye svedeniy gosudarstvennogo kadastra nedvizhimosti dlya resheniya zadach territorial'nogo planirovaniya // Scientific journal Izvestia vuzov «Geodesy and aerophotography». - 2013. - № 6. - P. 112-117.
© Е. И. Аврунев, А. Н. Шепелев, С. Е. Рягузова, 2018
