CC BY
129
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10/2017 ISSN 2410-6070_
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 528.48
А.О. Кузнецов,
магистрант
Воронежский государственный технический университет г. Воронеж, Российская Федерация [email protected]
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СПУТНИКОВОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ НА УЧАСТКЕ ФЕДЕРАЛЬНОЙ
АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Аннотация
В статье описывается методика и особенности проведения инженерно-геодезических изысканий с применением спутниковой геодезической аппаратуры на участке федеральной автомобильной дороги Р-119 в Орловской области. Приведены результаты создания геодезической съемочной сети и выполнения топографической съемки.
Ключевые слова
Инженерно-геодезические изыскания, спутниковая геодезическая аппаратура, кинематика реального
времени, цифровая модель местности.
С целью получения достоверных и достаточных материалов и данных, в объеме необходимом для разработки функционально-технологических решений проектной документации ремонта, капитального ремонта или реконструкции автомобильных дорог как федерального, так и муниципального значения выполняется комплекс инженерных изысканий. Как правило, первыми проводят инженерно-геодезические изыскания, от качества проведения которых будут зависеть не только принимаемые в последующем проектные решения, но результаты проведения инженерно-геологических, инженерно-экологических и инженерно-гидрометеорологических изысканий. Поэтому важно максимально качественно и быстро провести полевой этап инженерно-геодезических изысканий.
В последнее время широкое применение при проведении инженерно-геодезических изысканий на автомобильных и железных дорогах получило оборудование с использованием глобальных навигационных спутниковых систем (ГННС) [2, 3]. Принцип действия оборудования основан на измерении времени прохождения сигнала от спутника до приемной антенны прибора и последующем вычислении расстояния от антенны до спутника в данный момент времени.
EFT N11
V
Рисунок 1 - Аппаратура геодезическая спутниковая EFT M1 GNSS
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10/2017 ISSN 2410-6070_
Аппаратура геодезическая спутниковая EFT Ml GNSS (рис. 1) предназначена для определения координат (приращения координат) точек земной поверхности. 220 канальный приемник поддерживает широкий спектр спутниковых сигналов: GPS NAVSTAR, включая L2C и L5, ГЛОНАСС, Galileo и различные системы дифференциальной коррекции (SBAS). Аппаратура EFT Ml GNSS специально разработана для проведения геодезических работ на территории Российской Федерации. Позволяет выполнять работы в широком температурном диапазоне от -45°С до +65°С и имеет степень защиты IP67.
Основными этапами полевых работ, где возможно применение спутниковой геодезической аппаратуры являются: создание планово-высотного съемочного обоснования (ПВСО), проведение топографической съемки и вынос точек на местности.
Так при проведении инженерно-геодезических изысканий на участке км 43+150 - км 63+984 автомобильной дороги общего пользования федерального значения Р-119 Орел - Ливны - Елец - Липецк -Тамбов (рис 2.), расположенном на территории Свердловского и Покровского районов Орловской области спутниковая геодезическая аппаратура использовалась для определения координат пунктов съемочной сети и проведения топографической съемки.
Рисунок 2 - Участок км 43+150 - км 63+984 автомобильной дороги Р-119 на карте Орловской области
Работа на объекте началась с рекогносцировочного обследования участка автомобильной дороги и выявления мест на которых невозможен или может быть затруднен прием спутниковых сигналов. Особое внимание уделялось местам с возможными источниками помех: ретрансляторам, УКВ-передатчикам, ЛЭП, зале сенной местности и участкам с высотной застройкой. На основании собранных материалов были определены места закладки 14 геодезических знаков. Геодезические знаки представляют собой пункты долговременного закрепления с типом центра 158. Знаки закладывались парами, образуя базисные линии через 3 км, тем самым позволяя проводить дальнейшие работы по развитию геодезической разбивочной основы в том числе и методом проложения теодолитных ходов.
Исходными данными для развития съемочной сети являются координаты и высоты пунктов государственной геодезической сети (ГГС). В местном отделении Росреестра была получена выписка из каталога координат и высот. Пункты ГГС были обследованы на предмет сохранности центров и возможности их использования для спутниковых наблюдений. Требования предъявляемые к местам расположения пунктов ГГС, на которых осуществляется работа спутниковым геодезическим оборудованием аналогичны требованиям, предъявляемым к местам расположения пунктов съемочной сети. При необходимости территория вокруг пунктов ГГС была очищена от зарослей кустарника. В результате обследования пунктов ГГС пригодными для проведения спутниковых наблюдений были признаны пункты: Змеевка 2 кл, Разуваевка 2 кл, Соединенный 3 кл и Кунач 3 кл. Для развития съемочного обоснования (рис. 3) и определения координат был выбран метод построения сети, режим спутниковых наблюдений - быстрая статика (Fast Static).
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10/2017 ISSN 2410-6070
Рисунок 3 - Схема геодезической съемочной сети
При проведении наблюдений на 4 исходных пунктах были установлены комплекты спутниковой геодезической аппаратуры. Наблюдения на исходных пунктах проводились одновременно и непрерывно в течении всего времени производства работ. На определяемых пунктах приемники устанавливались совместно на 30-45 минут.
Для повышения точности наблюдений и исключения случайных погрешностей рекомендуется использовать метод реоккупации [1]. Суть метода заключается в проведении повторных наблюдении на пунктах через несколько часов.
Уравнивание результатов спутниковых наблюдении было произведено в программе Trimble Business Center. Результаты уравнивания представлены в таблице 1.
Таблица 1
Оценка точности результатов уравнивания
Имя пункта Ошибка определения, м Компоненты эллипса ошибок, м
Север X Восток Y Большая полуось Малая полуось Азимут
B681 0,013 0,009 0,017 0,011 172°
B682 0,013 0,009 0,017 0,011 172°
B683 0,011 0,008 0,014 0,009 174°
B684 0,011 0,008 0,014 0,010 171°
B685 0,013 0,009 0,017 0,011 0°
B686 0,013 0,009 0,016 0,011 178°
B687 0,013 0,008 0,016 0,010 172°
B688 0,013 0,008 0,016 0,010 172°
B689 0,011 0,008 0,014 0,009 165°
B690 0,011 0,008 0,014 0,009 163°
B691 0,010 0,007 0,012 0,008 161°
B692 0,009 0,007 0,012 0,008 162°
B693 0,011 0,008 0,014 0,010 163°
B694 0,011 0,008 0,014 0,010 164°
Топографическая съемка участка автомобильной дороги так же проводилась с использованием спутниковой геодезической аппаратуры EFT M1 в режиме работы кинематика реального времени (Real Time Kinematic - RTK).
Для производства топографической съемки на пункт планово-высотного съемочного обоснования устанавливался базовый приемник с внешним радиомодемом для передачи поправки по радиоканалу.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10/2017 ISSN 2410-6070_
Использование радиоканала предпочтительнее GSM модема, т.к. отсутствует необходимость в устойчивом приеме сигнала GSM. К тому же использование одного радиомодема позволяет одновременно получать поправку на неограниченном числе подвижных приемников (ровер).
В управляющий контроллер ровера предварительно была загружена карта с нанесенными поперечниками через 20 м. для удобства ориентирования на местности. Использование карты позволяет исключить пропуски в съемки. Съемка производилась на расстоянии до 1,5 км от базовой станции с обязательным контролем смежных участков съемки. Топографическая съемка проводилась с назначением съемочным пикетам семантических кодов согласно принятой кодировке.
Особенностью топографической съемки с применением спутниковой геодезической аппаратуры является невозможность прямого определения координат и высот недоступных объектов (высоты столбов, подвесы проводов). Использование спутниковой геодезической аппаратуры также невозможно под мостами и в тоннелях, а в районах с многоэтажной застройкой или сильно залесенной местностью прием сигнала может быть сильно затруднен.
Определение координат углов недоступных зданий и сооружений выполнялась использованием встроенной функции в программном обеспечении полевого контроллера - пересечение. Высоты подвесов проводов и габариты искусственных сооружений определялись с помощью лазерного дальномера или электронного тахеометра с использованием встроенной функции - недоступные объекты.
В результате съемки было получено более 15 000 точек, площадь съемки составила 128 га. В программе Топоматик Robur - Изыскания была составлена цифровая модель местности (рис. 4) и оформлен инженерно-топографический план.
Рисунок 4 - Фрагмент цифровой модели местности
Таким образом использование спутниковой геодезической аппаратуры позволило существенно сократить сроки выполнения полевых работ, за счет уменьшения количества времени, потраченного на создание планово-высотного съемочного обоснования. Уменьшения количества необходимых установок геодезического оборудования на съемочных станциях. Установка и центрирование базовой станции во время топографической съемки производилась всего семь раз. А отсутствие необходимости прямой видимости между базовой станцией и ровером позволяет производить съемку труднодоступных мест с одной съемочной станции. Увеличение скорости проведения топографической съемки по сравнению с традиционными методами так же связано с тем что съемка ведется одновременно и независимо друг от друга на всех используемых роверных приемниках, в то время как при съемке с использованием тахеометра и нескольких отражателей измерения производятся поочередно. Список использованной литературы:
1. Антонович, К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии [Текст]. В 2 т. Т.
2. Монография / К.М. Антонович; ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». - М.:
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №10/2017 ISSN 2410-6070_
ФГУП «Картгеоцентр», 2006. - 360 с.: ил.
2. Савокин, А.С. Опыт применения комбинированных технологий при создании планово-высотного обоснования / А.С. Савокин, И.О. Сучков // Интерэкспо Гео-Сибирь - 2012. - том 4 - с. 148 - 153.
3. Ткаченко, В.И. Изыскания трассы скоростной магистрали Москва-Казань с использованием спутниковых систем навигации ГЛОНАСС / В.И. Ткаченко, В.В.Смирнов // Внедрение современных конструкций и передовых технологий в путевое хозяйство - 2014. - № 7 - с. 123 - 132.
© Кузнецов А О., 2017
