CC BY
38
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
О НЕОБХОДИМОСТИ СОЗДАНИЯ ГНСС ПОЛИГОНА ДЛЯ РЕСПУБЛИК ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ Мирмахмудов Э.Р. Email: [email protected]
Мирмахмудов Эркин Рахимжанович — кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра геодезии и геоинформатики, Национальный университет Узбекистана, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: необходимость метрологической поверки геодезических приборов в Центральной Азии было основанием для подготовки этой статьи. Рассмотрена методика создания ГНСС полигона для республик Центральной Азии (ЦА). Дается краткое описание оптических и радиотехнических методов наблюдений ИСЗ, расположенных в Узбекистане и Таджикистане. Приведены точности координат GPS пунктов Центрально-Азиатской геодинамической сети, инсталлированной в 1992-1998 гг. по международной программе CATS. Предлагается использовать пункты лазерной локации, станций радиотехнической обсерватории, международной IGS станции и CATS сети для разработки ГНСС полигона. Перечислены основные задачи ЦА полигона.
Ключевые слова: ЦА, CATS, ГНСС, GPS, IGS, КА, полигон.
ON THE NEED FOR CREATING A GNSS POLYGON FOR THE REPUBLIC OF CENTRAL ASIA Mirmakhmudov E.R.
Mirmakhmudov Erkin Rakhimzhanovich - Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, GEODESY AND GEOINFORMATICS DEPARTMENT, NATIONAL UNIVERSITY UZBEKISTAN, TASHKENT, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the need for metrological verification of geodetic instruments in Central Asia was the basis for the preparation of this article. The methodology of creating a GNSS testing ground for the Central Asian republics is considered.
A brief description of the optical and radio-technical methods for observing satellites located in Uzbekistan and Tajikistan is given. The accuracy of GPS coordinates of points of the Central Asian geodynamic network, which was installed in 1992-1998 under the international program CATS. It is proposed to use laser location points, radio observatory stations, an international IGS station and a CATS network to develop a GNSS test site. The main objectives of the CA polygon are listed. Keywords: CA, CATS, GNSS, GPS, IGS, SC, Polygon.
УДК 521.8
Отсутствие метрологической службы Узбекистана для геодезических измерений приводит к определенным трудностям при уравнивании геодезических измерений обширных территорий, а также при проведении необходимой регулярной полевой калибровки геодезических инструментов. С появлением ГНСС приемников проблема метрологического обеспечения возросла и требует кардинального решения на республиканском уровне. Во многих организациях имеются современные GPS приемники, но они не имеют метрологической лаборатории или же калибровочных геодезических полигонов. Первые попытки создания учебного геодезического полигона предприняты национальным университетом Узбекистана в 2019 году [1]. Но этот полигон предназначен только для учебных целей. В связи с этим, создание геодезического полигона на основе ГНСС представляется своевременным и актуальным в настоящее время.
Современные геодезические инструменты и приемники глобальной навигационной спутниковой системы внедрены во все области производства [2]. Однако любая новая технология имеет свои преимущества и недостатки, обусловленные влияниями внешних и внутренних факторов. Влияние этих факторов пренебрежимо мало для классических измерений из-за устойчивости оптических инструментов к любым климатическим условиям.
Поэтому, в некоторых случаях, целесообразно использовать традиционные геодезические измерения, полученные на длительном интервале времени. Объединение двух методов измерений повышает точность определения координат.
С переходом на новые информационные технологии [3], некоторые республики ЦА перешли на современную систему координат (WGS84) без учета точных параметров преобразования, что является приближенной с математической точки зрения. Переход от одной геодезической системы координат к другой это сложный и трудоемкий вычислительный процесс, учитывающий коэффициенты полинома высокого порядка [4].
Действующие GPS сети ЦА являются локальными и не связаны между собой из-за того, что нет соглашения между республиками о введении региональной системы координат. К сожалению, постоянно действующих GPS станций в регионе мало [5], а государственная геодезическая сеть не уточнялась и не корректировалась в течение 20-30лет. Возникает задача о повышении точности координат пунктов геодезических сетей и модификации ГНСС сети. Поскольку в каждой республике выполняются геодезические измерения с помощью навигационных приемников, то проблема создания общего исходного пункта или же построения высокоточного геодезического базиса для республик ЦА приобретает первостепенное значение. Наиболее оперативным способом является создание геодинамического полигона ЦА (рис. 1), состоящего из четырехугольника, вершинами которого могут быть международные IGS станции Китаба и Бишкека, а также CATS пункты геодинамической сети Центральной Азии Кизилсу и Коктол (рис. 1).
В настоящее время в Узбекистане имеются три постоянно действующих ГНСС станций (GPS, DORIS-Китаб; CHAMP-Ташкент) и одна станция лазерной локации (SLR) на горе "Майданак" [6]. С 2018 года на территории Республики Узбекистан установлены 50 ГНСС станций, работающие в реальном режиме. На территории Киргизии также инсталлирована одна международная IGS станция в г.Бишкек. Помимо этого, на территории ЦА построены высокоточные GPS пункты по международной программе CATS. Если на пунктах этого полигона производить лазерные измерения спутников, относящие к оптическим методам, то дисперсия точности результатов наблюдений будет минимальной. Несмотря на мощный скачок ГНСС, оптические методы измерений не утратили своего значения, а в некоторых случаях превосходят по точности радиотехнический метод.
Наиболее интенсивные и регулярные наблюдения КА были в 1979-1990 гг. на территории Китабской широтной станции. В 1995-1998 гг. на измерительном комплексе "Майданак" выполнены комбинированные измерения 4 глобальных спутниковых навигационных систем (2-GPS и 2-ГЛОНАСС), на которых были установлены лазерные отражатели. Впервые была оттестирована синхронность оптических и радиотехнических методов наблюдений КА в ЦА, позволяющая оценить точность двух методов и выявить систематические ошибки измерений.
Радиоизмерительная обсерватория "Суффа", расположенная в Джизакской области, Республики Узбекистан, находится на стадии проектирования. В 200 км к востоку от измерительного комплекса "Майданак" на горе "Санглок", расположенной в Таджикистане,
КАЗАХСТАН \f
Рис. 1. Схема ГНСС полигона ЦА
ведутся работы по мониторингу космических тел в оперативном режиме (рис. 2). Измерительная система "Сарышаген" была сооружена вблизи озера Балхаш, Казахстан.
Рис. 2. Центры наблюдений космических тел в ЦА
Ниже в таблице 1 приведены геодезические координаты ^-долгота, В -широта, Н - высота) наземных космических пунктов, расположенных в Узбекистане, Таджикистане и Казахстане, где выполняются наблюдения за КА. Геометрическая конфигурация этих наземных пунктов позволяет более точно произвести привязку геодезических измерений, выполненных в приграничных и труднодоступных районах.
Таблица 1. Координаты пунктов наблюдений за космическими объектами
Названия L (долгота) B (широта) Щвысота) Республика
Майданак 660 56' 35.76" 380 41' 08.24'' 2731м. Узбекистан
Суффа 680 26' 50.70'' 390 37' 25.87'' 2338м. Узбекистан
Санглок 690 13' 26.14'' 380 17' 06.88'' 2079м. Таджикистан
СарыШаген 730 31' 05.00'' 450 50' 33.10'' 358м. Казахстан
Взаимосвязь ГНСС пунктов (рис. 3), станций лазерной локации и радиотехнической обсерватории "Суффа" создает предпосылки к разработке ЦА геодезического полигона и построению единой координатной системы. Корректная разработка единой системы координат будет иметь практическую значимость, охватывающая все отрасли народного хозяйства вплоть до межреспубликанских проектов.
Рис. 3. Схема ГНСС ЦА
Проектируемый геодезический полигон будет иметь не только практическое, но и международной значение, объединяя усилия всех специалистов и исследователей Центральной Азии. Ниже перечислены основные задачи этого полигона:
• тестирование навигационных измерительных комплексов;
• проведение регулярной калибровки геодезических приборов;
• осуществление учебных мероприятий по новым технологиям;
• исследования для определения параметров преобразования глобальных систем координат в региональные и локальные системы координат.
На начальном этапе проектирования следует произвести предварительный расчет точности координат вершин и внутренних углов полигона, а также описать физико-географические условия региона. Выпольнить компьютерное моделирование конфигурации полигона.
Список литературы / References
1. Мубораков Х. Определение предварительных координат контрольных точек с помощью GNSS измерений для учебных целей./ Х. Мубораков, Э.А. Рузиев, Б. Тошонов // Проблемы архитектуры и строительства. Научно-технический журнал. Спец. выпуск. Самарканд, 2019. С. 53-58.
2. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. / К.М. Антонович. М: Картгеоцентр, 2005. Т. 1.
3. Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков / И.К. Лурье. М.: Изд-во КДУ, 2008. 424 с.
4. Базлов Ю.А. Параметры связи систем координат/Ю.А. Базлов, А.П. Герасимов, Г.Н. Ефимов, К.К. Насретдинов // Геодезия и картография, 1996. № 8. С. 6-7.
5. Abdiev A. and Chymyrov A. The Kyrgyz National reference System " Kyrg-6" and GNSS Control Centre " KyrPOS". Proceeding of the Seventh Central Asia GIS Conference GISCA 13 "Connected Regions: Socienties, Economics and Environments". Al-Farobi KazNU, Kazakhstan, 2013. Рр. 92-97.
6. Mirmakhmudov E. Modification of the reference frame of Uzbekistan topographic maps based on the GNSS/E. Mirmakhmudov // Coordinates, 2017. Vol. XIII. № 04. Рр.7-12.
