Производственный опыт совместного применения электронного тахеометра и спутниковых GPS-приемников для передачи координат пунктов ГГС на вспомогательные пункты

Войтенко А.В.; Куприянов М.С.; Макаров А.А.

УДК 528.4:[528.531+528.344]

А.В. Войтенко, М.С. Куприянов ОмГАУ, Омск А.А.Макаров СибАДИ, Омск

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ОПЫТ СОВМЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ТАХЕОМЕТРА И СПУТНИКОВЫХ GPS-ПРИЕМНИКОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ КООРДИНАТ ПУНКТОВ ГГС НА ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПУНКТЫ

Для связи систем координат при спутниковых определениях необходимо использовать пункты ГГС. На многих из них установлены деревянные или металлические сигналы различных конструкций. Кроме того, пункты часто находятся в неудобном для измерений месте - в лесах. В результате возникает проблема выноса центра геодезического знака в более удобное для измерений место.

Проблему выноса центра пункта можно решить, применяя астрономические методы, но это связано с некоторыми трудностями (погодные условия, соблюдение программы измерений, сложная постобработка).

Западно-Сибирский филиал ФГУП «Госземкадастрсъемка» - ВИСХАГИ производит геодезические работы во многих областях РФ. Работы имеют различный характер, но у каждой из них есть этап полевых измерений, включающий в себя использование пунктов ГГС.

Идея способа выноса центра пункта при помощи спутниковых приемников заключается в следующем. На небольшом удалении от пункта государственной геодезической сети, в благоприятном для спутниковых измерений месте, устанавливаются два, работающих синхронно, спутниковых приемника (В1, В2, рис. 1). Время их работы должно быть настолько велико, насколько необходимо для фиксированного решения базовой линии между ними. В это время на пункт устанавливается тахеометр (Р, рис. 1), и измеряются расстояния до приемников (^1, ^2), а также угол В1РВ2 (ф). По линии между спутниковыми приемниками (й00) и ее дирекционному углу (а0), полученными из спутниковых измерений, и по результатам тахеометрических измерений можно передать координаты пункта на каждую из точек стояния приемников (рис. 1).

Рис. 1. Схема расположения объектов

Получение длины линий между двумя точками из спутниковых измерений.

При одновременном стоянии спутниковых приемников, между ними образуется в пространстве вектор, длину которого можно получить с миллиметровой точностью. Однако для последующей обработки необходимо знать длину геодезической линии, как на эллипсоиде, так и в некоторой проекции координат, например Гаусса-Крюгера. Для этого вектор, полученный из спутниковых измерений, редуцируется на поверхность референц-эллипсоида Красовского по известной формуле (1) [1]

4П О к2 (Ит +Н,У Д

АД =------ ------ ——--------- (1)

24 • Я 2 • Д Я ; ( }

Ит = (И, + И 2)/2;

где Д - измеренный вектор (линия);

к - превышение между точками стояния приборов;

кэ - превышение квазигеоида над эллипсоидом Красовского;

И, И2 - нормальные высоты точек стояния;

Я - радиус кривизны нормального сечения.

При работе с этой формулой нужно знать величину кэ. Для её определения использовались данные Геофизического центра РАН [2]. По результатам этих

данных была составлена карта с изолиниями кэ при помощи программы МарШО

7.0. Используя эту карту, можно получить значение кэ нужной точки с необходимой для редуцирования точностью.

Линию, полученную на поверхности референц-эллипсоида Красовского, редуцируется на плоскость Гаусса-Крюгера по известной формуле [3].

Получение дирекционного угла линии между двумя точками из спутниковых измерений.

Одновременно с получением длины геодезической линии на плоскости в проекции Гаусса-Крюгера возможно получение её дирекционного угла.

Результатом работы двух спутниковых приёмников является набор измерений каждого из них через фиксированный интервал времени. На каждое отдельное измерение этих наборов влияют различные условия (созвездия спутников, погодные условия, состояние ионосферы, наличие препятствий на пути распространения спутникового сигнала). При постобработке спутниковых измерений усредненное значение каждого набора измерений получается в виде координат точек. В случае одинаковых условий влияющих на спутниковые измерения на каждой из точек, усредненное значение координат этих точек будет отличаться от истинных на одинаковую величину. На практике влияние выше изложенных условий в разных частях земной поверхности не одинаково, поэтому неодинаковы и расхождения усредненных координат точек с истинными значениями. В результате чего дирекционный угол, вычисленный по значениям усредненных координат точек, получается грубо. Для повышения точности получаемых результатов необходимо произвести привязку к базовой станции с известными координатами, что связано с дополнительными трудностями.

В нашем случае роль базовой станции выполняет одна из точек, которой придается статус опорной, приняв ее приближенные координаты за исходные. Выполняется процесс уравнивания относительно опорной точки. В результате определяемая точка занимает положение в пространстве в соответствие со смещением опорной точки. Таким образом, погрешность определения дирекционного угла линии между этими точками значительно уменьшается.

Исследование получения длины линии на плоскости Гаусса-Крюгера и ее дирекционного угла при использовании двух спутниковых приемников было проведено в Омской, Новосибирской, Томской и Кемеровской областях Российской Федерации при проведении геодезических работ на газопроводе Западно-Сибирским филиалом ФГУП «Госземкадастрсъемка». При этом величины длин линий взятых для исследования, варьировали от нескольких десятков метров до нескольких десятков километров.

По описанной технологии выноса центра пункта из-под знака были проведены исследования. Для этой цели были выбраны два пункта сети триангуляции второго и третьего класса. Оба пункта не имеют наружных знаков. На этих пунктах были выполнены измерения по выносу центра, после чего на сам

пункт был установлен спутниковый приемник для контрольных спутниковых измерений. С этими измерениями сравнивались результаты выноса центра. Координаты, полученные в результате выноса центра пункта и в результате контрольных спутниковых измерений, не совпадают. Однако величина несовпадения не превышает 0,05 м, что находится в пределах погрешностей спутниковых измерений.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Судаков С. Г. Основные геодезические сети. - М.: Недра, 1975. - 368 с.

2. http://zeus.wdcb.ru/wdcb/gps/rgg.html

3. Багратуни Г. В. Курс сферической геодезии. - М., 1962. - 252 с.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Войтенко А. В., Куприянов М. С., Макаров А. А.