CC BY
2УДК 528.3
ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ В УСЛОВИЯХ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ
М.А. Нестеренко1, О.П. Москаленко2
1 ООО «Земкадастр», г. Брянск 2 ФГБОУ ВО «Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского»
В статье рассматриваются варианты решения практических задач при выполнении геодезических работ в различных условиях. Анализируются факторы формирования проблемных ситуаций, которые имеют место в настоящее время на территории Брянской области. Сопоставляются возможности геодезического оборудования и применения цифровых технологий из опыта работы. Ключевые слова: геодезические работы, спутниковая геодезическая аппаратура, электронный тахеометр, пункты опорной межевой сети.
Востребованность геодезических работ в различных областях науки и практики переоценить практически невозможно. Результаты геодезических изысканий формируют математическую основу создания карт различной тематики, которые используются в науках, изучающих пространственные системы. Особое значение картографо-геодезические работы имеют в науках о Земле и для кадастровой оценки недвижимости. Точные замеры и планировка местоположения строительных объектов являются основой успешной реализации проектов. Геопривязка объектов и территорий имеет основополагающее значение в решении научно-прикладных задач в различных областях деятельности. Системы глобального позиционирования GPS, развивающиеся с каждым годом, позволяют создавать детальные и точные карты, которые необходимы для навигации, планирования маршрутов и изучения территорий. Использование цифровых технологий в создании тематических слоев ГИС с целью осуществления экологического мониторинга, прогнозов ситуации и принятия решений базируется на результатах съемочных работ. Выполнение геодезических работ представляет собой сложный и ответственный процесс, который требует от специалистов владения современными технологиями съемки, особой внимательности и точности.
В настоящее время выполнение геодезических работ стало своего рода вызовом для специалистов как показывает опыт работы в Брянской области. Несмотря на значительное развитие технологий и появление новых инструментов, профессиональные геодезисты все равно сталкиваются с рядом проблем и трудностей, которые затрудняют и замедляют процесс геодезических измерений.
Одной из основных проблем является сложность доступа к некоторым территориям. Многие объекты, на которых необходимо проводить геодезические обмеры, расположены в отдаленных местах, где нет подходящих дорог или средств транспорта. Это создает большие трудности для доставки необходимого оборудования и проведения измерений. Кроме того, некоторые территории являются закрытыми для общего доступа и требуются специальные разрешения для допуска на объекты, что еще больше усложняет выполнение геодезических работ.
Затруднения также возникают из-за нестабильных погодных условий, которые формируют внешние погрешности измерений. Неконтролируемые факторы, такие как сильные ветры, дожди и снегопады, могут негативно сказаться на точности измерений и создать большую погрешность данных. В данном случае из-за объективных причин геодезисты вынуждены прерывать работу, что ведет к потере времени и задержкам в графиках выполнения проектов.
Техническая неисправность оборудования также является проблемой, с которой геодезистам приходится сталкиваться. Даже самое лучшее техническое оборудование может иногда выходить из строя или при работе допускать инструментальные погрешности. Это
требует дополнительных затрат на ремонт и повторные измерения, что в свою очередь влияет на сроки выполнения проектов.
Ко всем вышеперечисленным проблемам геодезисты уже привыкли и знают пути их решения или обхода. Но в последние годы появилась новая проблема, которая вместе с ранее перечисленными становится просто испытанием на пути специалиста, работающего со спутниковым геодезическим оборудованием. Речь идет о законном и незаконном использовании так называемых «глушилок» (спутниковые подавители), которые представляют из себя электронные устройства, предназначенные для блокировки или искажения спутниковых сигналов. Такие «глушилки» небольшого радиуса действия можно приобрести любому желающему в специализированных магазинах или на интернет-площадках без специального разрешения на использование такого оборудование. Спутниковые подавители используются различными людьми и организациями с разными целями. В некоторых случаях подавители сигналов могут использовать для защиты своей частной жизни и предотвращения отслеживания своего местоположения. Однако имеют место случаи использования подавители GPS в незаконных целях, чтобы нарушить работу спутниковых систем охраны или мониторинга, а также для предотвращения отслеживания украденного транспорта и блокирования противоугонной системы.
Радиус действия такого прибора обычно составляет от 10-25 метров, но этого достаточно чтобы создать помехи в GPS (Global Positioning System) и GSM (Global System for Mobile Communications) диапазонах. Есть и более мощные модели, которые способны подавлять спутниковый сигнал в радиусе нескольких километров.
Несмотря на возможное незаконное использование, подавители спутниковых сигналов имеют и легальные цели применения. Например, они могут использоваться правительственными структурами или военными для нейтрализации возможной угрозы безопасности населения, что имеет особую актуальность в последние годы.
Благодаря научно-технологическому прогрессу на вооружении у геодезистов и других работников, так или иначе связанных с геодезией и всеми смежными профессиями, появилось спутниковое геодезическое оборудование или же GNSS (Global Navigation Satellite System) приемники. Основным преимуществом спутникового геодезического GPS оборудования является его высокая точность и скорость съемки. Спутники GPS постоянно передают сигналы, которые могут быть приняты и обработаны приемниками в режиме реального времени. Это позволяет геодезистам получать данные непосредственно на местности и принимать мгновенные решения в процессе работы. Кроме того, определение координат при помощи GPS более надежно, чем традиционные методы с использованием оптических приборов.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что при выполнении работ при помощи GNSS приемника и попадая в радиус действия спутникового подавителя, последний создает помехи, которые либо увеличивают показатели точности позиционирования (HSIG, VSIG, PDOP, HDOP, VDOP, TDOP, GDOP) до недопустимых значений, либо полностью блокирует получение сведений GPS или GSM. Малейшая ошибка в определении координат может привести к серьезным последствиям, особенно в случаях, когда требуется высокая точность измерений.
Следовательно, продолжение работ при помощи спутникового GPS оборудования не представляется возможным. В некоторых случаях данную проблему можно решить если «глушилка» установлена самим заказчиком работ, или методом опроса удается узнать, где она находится, и собственник данного устройства готов на время её отключить, в противном случае процесс выполнения работ значительно усложняется и, как следствие, затягивается. Дальнейшее выполнение работ проходит уже проверенным годами электронным тахеометром, при помощи которого на точках съемочного обоснования выполняется съемка всех необходимых объектов.
а)
»1 и 1 Ё 1 Я
Autonomous ( ) 30 m
\
Отсутствие спутников
Отсутсвие координат и ПГ У
Тч( 8 Опис НТ:|2
N:. - . - E:. - . , Z;... . HSIG: VSIG:
■
б)
т
щ й @
Автономно
Минимальное количество спутников
30 m
Высокие П
T4t|a |0пнс НТ^[2
N:487 364.0394 E:2173&9.5432Zrl 99.62
I HSIGilS,555 VSIG: 10.70S PDOPiS.531
\ ч ч
I» I \
ж
Рис. 1. Программное обеспечение контроллера ОКББ приемника - БигуСБ:
а) полностью глушит сигнал;
б) частично глушит сигнал как следствие повышенные показатели точности позиционирования.
Однако электронные тахеометры определяют положение точек на местности только в полярных координатах. Конечно, существуют версии тахеометров с интегрированными в них GNSS технологиями, но в случаях с «GPS - глушилкой» они также будут бессильны. Для «привязки» результатов съемки в полярных координатах к местной системе координат (в случае с Брянской областью это МСК-32), точки съемочного обоснования координируются спутниковым GPS оборудованием. Твердые точки изначально имеют локализацию в необходимой системе координат в сети опорных геодезических пунктов, созданной методом триангуляции. Для уменьшения погрешности при координировании точек съёмочного обоснования реализуется принцип избыточного измерения - в автоматическом режиме выполняется от 10 до 50 измерений, результаты которых в последующем при обработке данных будут усреднены.
В большинстве случаев топографическая съемка местности, а именно конкретного объекта согласно договору подряда с заказчиком работ, в черте города производится из 2-5 точек съемочного обоснования. Как правило, это небольшие территории и необходимость создания более 2 точек связано с условиями рельефа или плотностью застройки. В более свободных «полевых условиях» можно обходиться и только двумя точками, так как дальность работ дальномера тахеометра в отражательном режиме доходит до 500 метров, а в безотражательном - до 1000 метров.
Все выше сказанное сводится к тому, что при выполнении топографической съемки объекта в зоне действия «глушилки» при помощи электронного тахеометра, точки съёмочного обоснования также будут находится в этой зоне. Решением проблемы является прокладка тахеометрического хода (создание дополнительных точек съемочного обоснования) за границы действия спутникового подавителя (рис.2). В лучшем случае при малом радиусе действия можно обойтись несколькими точками.
Если же радиус действия спутникового подавителя очень большой или границы зоны его действия невозможно определить, то остается метод, которым пользовались еще до появления спутниковых GPS приемников. Данный способ заключается в прокладке тахеометрического хода до известного и обследованного пункта опорной межевой сети (ОМС) или пункта государственной геодезической сети (ГГС).
Файл Правка Вид Установки Данные Расчеты Ведомости Чертежи Окно Справка
обоснования
Государственная геодезическая сеть в России начинает свою историю еще с 1910 года. Государственные геодезические сети и сети специального назначения (к ним относится и опорная межевая сеть) создавались с целью покрытия территории единой координатной основой. Геодезическую сеть образует «совокупность геодезических пунктов, используемых в целях установления и (или) распространения предусмотренных Федеральным законом систем координат» [1]. На территории Брянской области в период с 2004 по 2007 год создавалась сеть специального назначения, состоящая из 9 500 пунктов.
Однако состояние геодезических сетей не всегда отвечает предъявляемым требованиям, что является общей проблемой для различных регионов [2]. Следствием отсутствия или плохого состоянии пунктов ГГС или ОМС является невозможность привязки к нарушенному пункту. Брянская область не исключение - здесь также многие пункты ОМС и ГГС повреждены или уничтожены.
Основными причинами утраты или повреждения пунктов являются: расширение дорог, ремонт фасадов зданий, снос зданий, или изменение благоустройства территории. Очень распространённой причиной также является неосведомленность собственников и пользователей земельных участков о наличии на их территории геодезического пункта и ограничений, которые он несет за собой, а также о административной ответственности в виде штрафа при их уничтожении. Бывают и ситуации, когда сам геодезический пункт сохранился, но по привязкам к местности его невозможно найти, так как сама местность была изменена.
В таком случае прокладывать тахеометрический ход необходимо к уже известным геодезическим пунктам, до начала работ необходимо провести тщательный анализ и сбор информации о существующих ГГС и ОМС в районе, где будут осуществляться работы. Это позволит оценить их актуальность, точность и пригодность для дальнейшего использования.
Для решения проблемы с поиском пунктов ГГС и ОМС существуют специализированные онлайн-платформы, созданные для обеспечения доступа к геоинформационным ресурсам в рамках Российской Федерации. Возможности таких порталов включают сбор, хранение, обработку и демонстрацию геопространственных данных и картографической информации.
Одна из таких платформ - это федеральный портал пространственных данных, утвержденный распоряжением Правительства РФ от 3 ноября 2016 г. № 2347-р [3]. Функционал данного портала [4] позволяет выбрать область поиска пунктов и предоставляет информацию по найденным пунктам, а также точное описание их местоположения (рис.3)
Рис. 3. Поиск пунктов ГГС и ОМС в Федеральном портале пространственных данных
Другая очень популярная платформа среди кадастровых инженеров и геодезистов это «Программный центр: Геодезическая сеть России» [5]. На наш взгляд данная платформа (рис. 4) более информативна и интуитивно понятна.
Рис. 4. Поиск пунктов ГГС и ОМС в «Программный центр: Геодезическая сеть России»
База данных о пунктах ГГС и ОМС здесь поддерживается силами разработчиков сайта и неравнодушными специалистами, работающими в геодезии и картографии. Каждый пункт помечен флажком зеленого и серого цвета, что означает «действующий» и «необследованный» соответственно. Выбрав конкретный пункт можно посмотреть информацию о нем, так же увидеть данные обследования его состояния на конкретную дату. Данные об обследовании вносятся геодезистами, но проходят проверку на достоверность редакторами платформы.
Подготовив данные о пунктах при помощи вышеперечисленных платформ или посредством любых других шанс на отрицательные результат даже при попадании в зону действия «глушилки» минимален.
Использование спутникового геодезического GPS оборудования обеспечивает высокую точность, надежность и скорость измерений, что позволяет получать точные и надежные геодезические данные. Благодаря GPS технологиям и спутниковым сигналам, геодезисты могут эффективно выполнять задачи, способствуя развитию современной инфраструктуры. Но использование «глушилок» может нарушать работу спутникового геодезического GPS-оборудования и влиять на точность полученных данных. Спутниковые подавители являются двойственной технологией, которая может использоваться как с положительными, так и с отрицательными целями. Поэтому разработка более эффективной защиты от подобных устройств является важной задачей для специалистов в этой области, которым необходимо создать более мощные и устойчивые устройства, способные противостоять блокировке. Также необходимо вести работы над созданием современных методов обнаружения и пресечения использования подавителей с целью предотвращения возможного негативного влияния на спутниковые системы.
Несмотря на все проблемы, с которыми можно столкнуться при работе со спутниковым геодезическим оборудованием, безвыходных ситуации не бывает и в конечном итоге можно достигнуть высокой точности в работе. Важно понимать, что профессионализм и опыт, а также правильное обслуживание, настройка оборудования и качественная подготовка к работам играют ключевую роль в достижении успешных результатов.
Список литературы
1. Федеральный закон от 30.12.2015 № 431-Ф3 «О геодезии, картографии и пространственных данных и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
2. Демьянов Г. В. Геодезические системы координат, современное состояние и основные направления развития // Геодезия и картография. - 2008. - №9. - С. 17-21.
3. Распоряжение Правительства РФ от 03.11.2016 N 2347-р «Об утверждении норм плотности размещения на территории Российской Федерации геодезических пунктов государственной геодезической сети, нивелирных пунктов государственной нивелирной сети и гравиметрических пунктов государственной гравиметрической сети»
4. Федеральный портал пространственных данных (ФППД) https://portal.fppd.cgkipd.ru/map?data=geodesy&data=gngstation&data=GSSNNet&data=Ggssta tion&data=ggrsstation&state=1.
5. Программный центр: Геодезическая сеть России: https://pbprog.ru/webservices/oms/.
Сведения об авторах
Нестеренко Максим Александрович - кадастровый инженер ООО «ЗемКадастр», аспирант Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, e-mail: kashowka@yandex.ru.
Москаленко Ольга Павловна - кандидат географических наук, доцент кафедры географии, экологии и землеустройства Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, e-mail: asik54@mail.ru.
FEATURES OF GEODETIC WORKS IN PROBLEMATIC SITUATIONS
M.A. Nesterenko1, O.P. Moskalenko2
1Zemkadaster LLC 2Bryansk State University named after Academician I.G. Petrovsky
The article discusses options for solving practical problems when performing geodetic works in various conditions. The factors of the formation of problematic situations that are currently taking place in the Bryansk region are analyzed. The possibilities of geodetic equipment and the use of digital technologies from work experience are compared.
Keywords: geodetic works, satellite geodetic equipment, electronic total station, points of the reference boundary network.
References
1. Federal'nyj zakon ot 30.12.2015 № 431-FZ «O geodezii, kartografii i prostranstvennyh dannyh i o vnesenii izmenenij v otdel'nye zakonodatel'nye akty Rossijskoj Federacii».
2. Dem'yanov G. V. Gosudarstvennye geodezicheskie seti, sovremennoe sostoyanie i perspektivy razvitiya // Geodeziya i kartografiya. - 2008. - №2. - S. 17-21.
3. Rasporyazhenie Pravitel'stva RF ot 03.11.2016 N 2347-r «Ob utverzhdenii norm plotnosti razmeshcheniya na territorii Rossijskoj Federacii geodezicheskih punktov gosudarstvennoj geodezicheskoj seti, nivelirnyh punktov gosudarstvennoj nivelirnoj seti i gravimetricheskih punktov gosudarstvennoj gravimetricheskoj seti»
4. Federal'nyj portal prostranstvennyh dannyh (FPPD) https://portal.fppd.cgkipd.ru/map?data=geodesy&data=gngstation&data=GSSNNet&data=Ggssta tion&data=ggrsstation&state=1.
5. Programmnyj centr: Geodezicheskaya set' Rossii: https://pbprog.ru/webservices/oms/.
About authors
Nesterenko M.A. - cadastral engineer of Zemkadaster LLC, postgraduate student of the Bryansk State University named after Academician I.G. Petrovsky, e-mail: kashowka@yandex.ru.
Moskalenko O.P. - PhD in Geographical Sciences, Associate Professor of Department of Geography, Ecology and Land Management, Bryansk State University named after Academician I.G. Petrovsky, e-mail: asik54@mail.ru.
