Оценка стоимости создания надёжного геодезического построения Текст научной статьи по специальности «Математика»

УДК 528.3:330.133 Ю.В. Родионова СГГА, Новосибирск

ОЦЕНКА СТОИМОСТИ СОЗДАНИЯ НАДЁЖНОГО ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО ПОСТРОЕНИЯ

Современное оптико-электронное оборудование для выполнения топографо-геодезических работ характеризуется высококачественной оптикой и механикой, удобным интерфейсом, мощным встроенным программным обеспечением, высокой точностью, большой скоростью производства измерений и позволяет обеспечить высокое качество выполнения работ при минимальных затратах времени.

Однако, с развитием средств сбора и обработки геодезической информации не только повысились скорость и эффективность ее получения, но и существенно возросли объемы обрабатываемых информационных данных. Необходимость оперирования обширными массивами данных и сложность осуществления их контроля, а также автоматизация всех процессов производства геодезических работ обусловили потребность в разработке специальных инструментов обеспечения высокой надежности получаемой геопространственной информации.

Надежность геопространственной информации обеспечивается реализацией условий осуществления эффективного контроля и поиска в ней возможных грубых ошибок измерений.

Проблема надежности особенно значима для геодезических сетей, в которых повторные измерения выполнить невозможно (сети, создаваемые для наблюдения за различными деформациями и смещениями, геодезическое обоснование тахеометрической съемки, создаваемое одновременно с выполнением съемки электронным тахеометром и так далее). В таких сетях, при необходимости, обнаружить и устранить грубые ошибки измерений можно только с помощью аналитических методов, которые эффективны лишь в случае, если геодезическая сеть характеризуется высокой степенью надежности.

Тестирование геодезических построений на возможность обнаружения грубых ошибок измерений показало, что большинство их стандартных схем не обладает достаточным уровнем надежности даже для локализации одной грубой ошибки в измерениях.

В настоящее время для повышения надежности геодезических построений целесообразно использовать специальные технологии. В работе [1] предложена технология, включающая применение метода наложения графиков поправок, специализированного программного обеспечения, новых параметров оценки надежности, новых принципов построения геодезических сетей, обеспечивающих высокий уровень их надежности.

Метод наложения графиков поправок в настоящее время является одним из наиболее эффективных методов поиска грубых ошибок измерений [2], [3].

Данный метод позволяет в любом геодезическом построении обнаруживать все возможные комбинации грубых ошибок измерений, производить вычисление значений грубых ошибок и выполнять оценку точности полученных значений, выявлять отдельные измерения и комбинации измерений, в которых принципиально невозможно обнаружить грубые ошибки.

Алгоритм метода наложения графиков поправок реализован в программе КАЬ_ОЯ, являющейся составной частью одноименного программного продукта [4]. Программа КАЬ_ОЯ универсальна и годится для тестирования на грубые ошибки измерений различных видов геодезических построений.

До недавнего времени в геодезической сети вычисляли два показателя надёжности: для каждого измерения - показатель внутренней надёжности и для каждого определяемого параметра - показатель внешней надёжности [5], [6], [7]. Однако, установление факта отсутствия возможности однозначного обнаружения одной грубой ошибки или комбинации грубых ошибок измерений для большинства стандартных схем геодезических построений обусловило необходимость разработки новых специальных параметров надежности.

Для характеристики возможности обнаружения грубой ошибки в любом измерении сети предлагается использовать "параметр надежности первого порядка р " [8]. Данный параметр выражается обыкновенной дробью: в знаменателе указывается общее число измерений в геодезической сети, в числителе — число измерений, в которых можно обнаружить грубую ошибку с помощью какого-либо теста. Понятно, что надежной можно считать только такую геодезическую сеть, у которой параметр надежности первого порядка равен единице ( = 1 ). Именно в такой геодезической сети показатели внутренней и внешней надежности обретают подлинный смысл; если же Рх < 1, то эти показатели являются формальными по сути.

Для характеристики возможности обнаружения в геодезической сети всех комбинаций по две, три и более ошибки необходимо использовать, соответственно, "параметр надежности второго порядка Р2 ", "параметр надежности третьего порядка Р3" и так далее [8].

Возможности метода наложения графиков поправок обнаруживать все комбинации грубых ошибок измерений, соответствующие вектору МНК-поправок, и выявлять отдельные измерения и комбинации измерений, в которых принципиально невозможно обнаружить грубые ошибки, позволили использовать его для исследования надежности геодезических построений и установления принципов построения геодезических сетей повышенной надежности.

В результате исследования надежности первого порядка были выработаны признаки выполнения условия /, = 1 для некоторых групп

геодезических построений, составляющих определенное пространство измерений.

Для одномерного пространства геодезических измерений (пример -нивелирные сети) признаки выполнения условия Р1 =1 следующие:

а) В определяемых реперах сходится не менее трёх линий нивелирования;

б) В исходных реперах сходится не менее двух линий нивелирования;

в) Количество исходных реперов — два или более.

Для двумерного пространства измерений (пример — плановые геодезические построения) признаки выполнения условия Р1 -1 следующие:

а) В определяемых пунктах сети сходится не менее трех линий, по каждой из которых выполнены угловые и линейные измерения;

б) В исходных пунктах сети сходится не менее двух линий, по каждой из которых выполнены угловые и линейные измерения;

в) Количество исходных пунктов в сети — два или более.

Анализ сетей, созданных с соблюдением перечисленных принципов построения, показал, что в них грубая ошибка любого измерения обнаруживается однозначно. Именно такие сети и являются эталонами надёжности первого порядка.

Постановлением Госстроя России от 23.12.2003 № 213 утвержден и введен в действие "Справочник базовых цен на инженерные изыскания для строительства. Инженерно-геодезические изыскания" (далее — Справочник) [9]. Справочник разработан для определения базовой стоимости инженерно-геодезических изысканий при формировании цен в договорах и содержит базовые цены на выполнение комплексных инженерно-геодезических изысканий, отдельных видов инженерно-геодезических и вспомогательных работ. Цены рассчитаны в соответствии с составом и современной технологией производства геодезических работ.

В Справочнике определены цены на создание планово-высотных опорных геодезических сетей с учетом расходов на составление программы изысканий, рекогносцировку местности, изготовление и закладку центров геодезических пунктов, измерение углов, линий и превышений, составление кроки пунктов, проверку и обработку полевых журналов, окончательную камеральную обработку полевых материалов с составлением схем сети, каталогов координат и высот, подготовку и выпуск необходимых отчетных материалов.

Таким образом, в нормах Справочника реализован укрупненный подход к определению стоимости развития планово-высотных опорных геодезических сетей. При этом стоимость создания сети определяется исходя из нормативной стоимости производства геодезических работ в расчете на один пункт сети и зависит от количества определяемых пунктов.

Соблюдение принципов построения геодезических сетей, обеспечивающих высокий уровень их надежности, требует производства дополнительных измерений, но количество определяемых пунктов при этом остается неизменным. Следовательно, стоимость создания сети, в рамках укрупненного подхода к ее определению, не меняется.

Развитие сетей повышенной надежности является перспективным как с информативной, так и с экономической точки зрения, поскольку каждое дополнительное измерение имеет высокую информационную значимость, а затраты на его производство незначительны.

Создание технологии повышения надежности геодезических построений является важным результатом исследований данного направления. Разработанную технологию целесообразно применять при развитии сетей на любых объектах.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Родионова, Ю.В. Технология повышения надежности геодезических построений [Текст]: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук / Ю.В. Родионова. - Новосибирск, 2006.

- 140 с.

2. Родионова, Ю.В. Поиск грубых ошибок измерений методом наложения графиков поправок [Текст] / Ю.В. Родионова, Б.Н. Дьяков // Геодезистъ. - 2002. - № 4. -С.22-24.

3. Родионова, Ю.В. Метод наложения графиков поправок - оптимальное решение проблемы поиска грубых ошибок измерений в геодезических построениях [Текст] / Ю.В. Родионова // ГЕО-Сибирь-2005: сб. материалов науч. конгр., 25-29 апр. 2005 года. -Новосибирск: СГГА, 2005. - С. 29-34.

4. Свидетельство 2005610718 Российская Федерация, Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ NAL_GR [Текст] / Родионова Ю.В., Дьяков Б.Н. -№ 2005610718; заявл. 31.01.05, опубл. 25.03.05. - 64 с.

5. Маркузе, Ю.И. Основы уравнительных вычислений [Текст]: учеб. пособие для вузов / Ю.И. Маркузе. - М.: Недра, 1990. - 240 с.

6. Маркузе, Ю.И. Геодезия. Вычисление и уравнивание геодезических сетей [Текст]: справ. пособие / Ю.И. Маркузе, Е.Г. Бойко, В.В. Голубев. — М.: Картгеоцентр -Геодезиздат, 1994. - 431 с.

7. Rizos, C. Principles and Practice of GPS Surveying [Электронный ресурс] / Ch. Rizos.

- Version 1.1, September 1999. - Режим доступа: http://www. gmat.unsw. edu.au/ snap/gps/ gps_survey/

8. Родионова, Ю.В. О повышении надёжности некоторых геодезических построений [Текст] / Ю.В. Родионова, Б.Н. Дьяков // Геопрофи. - 2004. - № 4. - С. 48-50.

9. Справочник базовых цен на инженерные изыскания для строительства. Инженерно-геодезические изыскания [Текст] / Госстрой России. - М.: ПНИИИС, 2004. -134 с.

© Ю.В. Родионова, 2007