CC BY
286
О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ ITRF ДЛЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
Николай Кириллович Шендрик
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул.
Плахотного, 10, заведующий лабораторией космической геодезии кафедры астрономии и гравиметрии, тел. (383) 361-01-59, e-mail: snk_aig@mail.ru
Рассмотрена возможность применения системы координат ITRF для геодезического обеспечения территории Новосибирской области, имеющей сеть постоянно действующих базовых станций (ПДБС).
Ключевые слова: общеземная система координат ITRF, государственные и местные системы координат, постоянно действующие базовые станции (ПДБС).
ITRF APPLICATION FOR NOVOSIBIRSK REGION GEODETIC SUPPORT
Nikolai K. Shendrik
Head of the Laboratory of Satellite Geodesy, Department of Astronomy and Gravimetry, Siberian State Academy of Geodesy, 10 Plakhotnogo St., 630108 Novosibirsk, phone: 383 3610159, e-mail: snk_aig@mail.ru
Possibility of using ITRF for geodetic support of Novosibirsk region permanent basic stations is considered.
Key words: ITRF (International Terrestrial Reference Frame), national and local coordinate systems, permanent basic stations.
Общеземная система координат ITRF является наиболее высокоточной реализацией среди ряда других мировых аналогов и положена в качестве основы для построения национальных систем координат в ряде стран [1]. На территории России так же может быть выполнена адаптация системы ITRF для обновления государственных систем координат (ГСК), а также для более качественного улучшения работы с существующими местными системами координат (МСК). Особенно эффективным может быть применение системы координат ITRF на тех территориях, где имеются сети ПДБС, принимающие сигналы со спутниковых радионавигационных систем (СРНС). В 2010 году на территории Новосибирской области была развернута геодезическая сеть из 19 пунктов ПДБС. Геодезическая привязка ПДБС к пунктам Международной геодинамической сети (МГС) в системе координат ITRF подтвердила возможность создания геодезической основы в регионе на самом современном уровне точности.
Значительная часть, имеющихся в настоящее время результатов геодезических работ, топографических, кадастровых и иных съемок исполнены и будут ещё в течение некоторого времени выполняться в местных системах
координат, которые образованы от государственной системы координат 1942 года (СК-42). Так как СК-42 создавалась на основе классических построений (триангуляция, трилатерация, полигонометрия) и с использованием геодезических приборов и инструментов того периода, она перестала удовлетворять современным требованиям к точности геодезической основы. Введенная с 1 июля 2002 года СК-95 [2], позволила повысить точность государственной геодезической сети примерно в 2-2.5 раза по сравнению с СК-42, но и она оказалась не состоянии решить проблему с необходимой степенью точности, так как для её создания в основном использованы те же исходные данные, что и для СК-42. В такой ситуации применение системы координат ITRF, адаптированной к местным условиям, может позволить в кратчайшие сроки и с минимальными затратами осуществить переход к современным спутниковым технологиям геодезического обеспечения территорий. Новосибирская область имеет для этого все предпосылки, в том числе, в связи с наличием сети пунктов ПДБС.
С целью проверки обозначенной концепции в СГГА была произведена опытная апробация возможности применения системы координат ITRF для целей геодезического обеспечения в г. Новосибирске, в Искитимском, Мошковском и Каргатском районах Новосибирской области. Данный подход достаточно универсален и в наиболее полной мере позволяет использовать возможности сети ПДБС как носителя высокоточной геодезической основы в любом месте территории, обслуживаемой ПДБС.
В качестве практического примера рассмотрим спутниковую геодезическую сеть, состоящую из одного определяемого пункта П07, расположенного в черте г Новосибирска, базовой станции №К1 (пункт ФАГС ПО «Инжгеодезия») и трех ПДБС: NSKW (Новосибирск), (Мошково) и
KOLV (Колывань). GPS-измерения в определяемом пункте 1107 были произведены двухчастотным приемником Legacy-E в течение 35 минут времени при 8-9 спутниках. Для пунктов ПДБС были взяты суточные сеансы измерений. Общая схема сети показана ниже на рис. 1.
Рис. 1. Схема спутниковой геодезической сети
Обработка спутниковых измерений была выполнена в программе Trimble Business Center (TBC). Ниже в табл. 1 приведены результаты обработки базовых линий для данной сети, а полученные невязки в замкнутых фигурах - в табл. 2.
Таблица 1. Отчет об обработке базовых линий
Измерение От До Тип решения П. Точн.(Метр) В. Точн.(Метр) Элл. расстояние(Метр)
mhkv — KOLV (B22) mhkv KOLV Фиксированное 0,003 0,011 55885,031
mhkv — NSKW (B24) NSKW mhkv Фиксированное 0,004 0,011 59486,809
NSKW ---II07 (B25) NSKW II07 Фиксированное 0,013 0,014 5015,522
KOLV --- NSKW (B23) NSKW KOLV Фиксированное 0,003 0,011 36738,454
KOLV ---II07 (B26) KOLV II07 Фиксированное 0,026 0,027 32373,294
mhkv — II07 (B27) mhkv II07 Фиксированное 0,026 0,028 60019,194
NSKW --- NSK1 (B29) NSKW NSK1 Фиксированное 0,002 0,008 8186,556
NSK1 ---II07 (B28) NSK1 II07 Фиксированное 0,021 0,022 10985,391
Таблица 2. Результаты замыкания полигонов
Сторон в полигоне: 3 - 4
Число контуров: 10
Число принятых: 10
Число ошибочных: 0
Длина(Метр) ДВ плане(Метр) ДПо выс.(Метр) РРМ
Критерии пригодности 0,035 0,040
Наилучшая 0,005 -0,002 0,023
Наихудший 0,033 0,035 0,403
Среднее по полигонам 124924,843 0,017 0,016 0,192
Стандартная ошибка 46312,592 0,015 0,009 0,097
Всего было выполнено три варианта уравнивания:
1. Вариант подсети, включающий три пункта, расположенные в г. Новосибирске - исходный пункт №К1 (ФАГС) в местной районной системе координат МСКР-605, определяемый пункт 1107 и пункт КБК’^
2. Вариант подсети, включающий определяемый пункт 1107 и все три исходных пункта ПДБС в системе координат 1ТКБ;
3. Вариант подсети, аналогичный второму. В качестве исходного был принят пункт МИКУ в системе координат МСКР-605. Пункт NSKW в системе МСКР-605 являлся контрольным.
Вариант № 1 можно считать типичным для определения координат в пределах города. Вычисленные координаты по этому варианту были приняты «эталонными», с которыми затем сравнивались координаты из двух других вариантов обработки. Результаты из варианта № 2, были преобразованы из системы координат 1ТКБ по методу Гельмерта на референц-эллипсоид Красовского, затем в плоские прямоугольные координаты Гаусса-Крюгера соответствующей зоны и далее по ключу преобразования к системе координат МСКР-605. Обработка варианта № 3 выполнена в обычном порядке. Координаты исходного пункта МИКУ были получены спутниковым методом из геодезической привязки к ближайшим пунктам ГГС в Мошковском районе. Результаты сравнения координат и высот для определяемого и контрольного пунктов для вариантов № 2 и № 3 с «эталонными» значениями в виде разностей помещены ниже в табл. 3.
Таблица 3. Сравнение координат и высот определяемого и контрольного
пунктов с результатами варианта № 1
Название Разности координат и высот (м)
пункта Д х Д у Д н
Вариант 2
1107 -0.008 -0.023 +0.002
+0.004 -0.014 -0.011
Вариант 3
1107 +0.282 -0.500 -0.248
+0.286 -0.500 -0.251
Как можно видеть для вариантов № 2 и № 3 результаты существенно различаются. Можно, конечно, и для варианта № 3 подобрать ключ преобразования от практической реализации МСКР-605 в Мошковском районе к её аналогу в Новосибирском районе и получить тоже приемлемые результаты. Но между вариантами 2 и 3 есть принципиальное различие. Для систем координат типа СК-42 и СК-95 или образованных на их основе потребуется, в принципе, подбирать столько ключей, сколько будет возможным использовать
исходных пунктов в этих системах координат. А в случае использования ПДБС, как это видно из таблицы 3, для них, даже расположенных в соседних районах, неоднородность точности во взаимных положениях в одной и той же системе координат могут достигать порядка 0.5 метра. В этом кроется основная проблема нестыковок материалов топографических и кадастровых съемок. Особенно остро эта проблема стала проявляться с использованием спутниковых и компьютерных технологий обработки геодезических измерений. Выход из создавшегося положения может быть найден только на пути использования современной высокоточной координатной основы для последующего образования всех производных от неё систем координат, включая ГСК и МСК. Такая координатная основа имеется и может эффективно использоваться - это система координат ІТЯБ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. К.М. Антонович Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии [Текст] // Т. 1. - Москва: ФГУП «Картгеоцентр», 2005. - С. 47-52.
2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ о государственной геодезической сети Российской Федерации. ГКИНП (ГНТА)-01-006-03 [Текст] // - Москва, 2004. - С. 16-19.
© Н.К. Шендрик, 2012
