CC BY
163
УДК 528.3(517.3)
Т. Балжинням, И. Мягмаржав МГСХИ, Улан-Батор
РЕКОНСТРУКЦИЯ ОПОРНОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ С ПОМОЩЬЮ GPS ТЕХНОЛОГИИ
В работах [1, 2] отмечены недостатки опорной геодезической сети Монголии выполненной, как продолжение опорной сети бывшего СССР с 1939 по 1960 годы. Опорная сеть создавалась по методу триангуляции II класса в основном для удовлетворения интересов военных ведомств. Основными недостатками являются:
- Низкая точность координат пунктов сетей;
- Большая деформация сетей триангуляции;
- Большое количество утраченных пунктов;
- Удаленность исходных начальных пунктов;
- Отсутствие собственных исходных геодезических дат.
Высшее указанные причины, а также реформирование народного хозяйства, начало проведения кадастровых работ, проведение мероприятий по борьбе с загрязнением окружающей среды, для экономического развития страны, для познания мира и науки, для быстрого удовлетворения потребностей в дневных геоинформации, для геодинамических и других исследований возникла потребность модернизации опорной геодезической сети Монголии на основе современных технологий полевых и камеральных работ.
При финансовой поддержке банка развития Азии и по проекту “ Газрын кадастр ба кадастрын зураглал” стало возможным осуществить создание новой государственной геодезической сети на принципах, удобных и отвечающих точностным требованиям обеспечения народного хозяйства геодезическими и кадастровыми данными, которые были бы связаны общеземным эллипсоидом WGS-84.
В Монголии, на основе наземных и спутниковых наблюдений, выполненных 1997-2002 гг., была создана общеземная система координат Монреф-97 (рис. 1).
Создание национальной геодезической сети МОНРЕФ-97 с учетом физикогеографических особенностей местности и мирового практического опыта позволило обеспечить исходными данными, соответствующими мировому стандарту инфраструктуру пространственной информации о Монголии.
Таблица 1. Постоянные элементы референца эллипсоидов
Система Название эллипсоида Большая полуось (а) Сжатие
MONREF 97 GRS 80 6378137m 1:298.257222101
MSK 42 Krassovsky 1940 6378245m 1:298.3
Геодезическая система МОНРЕФ 97 создана на основе, основной и дополнительной (GPS) сети, которые называются МОН-1А и МОН-1В.
Национальная сеть МОН-1А основанная на сети GPS, создана на основных рядах сетей триангуляции 2 класса. Камеральную обработку вели в системе ITRF (International earth rotation service Terrestrial Reference Frame) “Международная земная референцная основа” 2000 по принципу совместного уравнивания.
Главная задача сети МОН-1В заключалась в привязке сети МОН-1А к сети ITRF, а камеральная обработка велась как предыдущей сети. По техническим показателям новую систему можно считать идентичной с системой WGS-84 (World Global System).
Схема сеті ОР§=монреф97
Рис. 1
Эта система по пространственному положению относится к поверхности референц эллипсоида GRS-80, а по высотному положению Балтийской системе высот. В геодезической системе МОНРЕФ-97 используется проекция UTM как стандарт, а переход от системы МSК-42 к новой общеземной национальной системе координат осуществляется в прямом и обратном виде по формулам (Гельмерта) для 3 и 7 параметров в 5 зонах. Точность переобразования координат зависит от качества выбранных пунктов датума 1942 года.
В случае применения формулы переобразования 7 параметров получается общая точность 3 метра, а в зонах проекции точность от 2 до 3 метров.
Основная сеть создана с целью получения модели геопотенциала физической поверхности территории Монголии, а также для использования при создании обоснования топографических и кадастровых съемок.
Сеть, созданная геодезической компанией МОНМЕТ ХХК Для определения зависимости между системами WGS-84 и СК-42 сделана привязка 22 пунктов триангуляции 2 класса к пунктам сетей GPS методом технологий GPS. При работе использовались двухчастотные приемники GSR2200 (Z-12), которые имеют следующие показатели:
Прием сигналов:
Несущая частота L1 и C/A код, несущая частота L1 и P(L1) код,
Несущая частота L2 и код, P(L2) код Приемный канал C/A 12, P(L1)12, P(L2)12 Точность измерения:
Средняя квадратическая ошибка в горизонтальном положении < 1см Средняя квадратическая ошибка в вертикальном положении <1.7см Точность измерения при подвижном положении:
Средняя квадратическая ошибка в горизонтальном положении < 3 см Средняя квадратическая ошибка в вертикальном положении <5 см Ошибка азимута:
(агс секунд) 0.15+1ppm
При работе, когда сигнал слабый в приемнике работает система Z Trackihg, которая уменьшает влияние электромагнитных полей и других радиоволн.
Кроме того, при измерении были использованы следующие приборы и принадл ежно сти:
- Прибор космической связи системы INMARSAT NEC Mini-M
- Контроллер SDR24 и SDR31
- Полевой компьютер TOSHIBA Sattellite 115CS
- Прибор для измерения и прогноза температур воздуха и атмосферного давления FELD SYSCOM
А также на каждой станции использовался термометр 12 СМ, барометр S-6000 и FELD SYSCOM.
При измерении были установлены основные параметры приемников:
- Предельный угол высоты измеряемых спутников над горизонтом - 150
- Интервал фиксирования сигналов GPS - 20п
- Продолжительность времени измерения на пункте 1.5-2.0
часа
- Минимальное количество наблюдаемых спутников 4
При интервале измерений 1.5-2.0 часа были зафиксированы 270-360 положений спутников.
Обработка GPS измерений выполнена с помощью программы PRISM/GPPS Ashtech в следующем порядке:
- Вычисление отдельных векторов;
- Анализ результатов вычисления векторов;
- Предварительное уравнивание сетей GPS;
- Анализ результатов предварительного уравнивания;
- Окончательное уравнивание сетей GPS с использованием координат пунктов привязанных к системе ITRF.
Всего было уравнено 319 векторов. Самая большая длина вектора DORMAN 684.5км (Дорнод-Мандалгов). Самая короткая длина векторов получилась BIN-UND 145.8 км (Биндэр-Ундэрхаан). Средняя длина 415.15 км.
Координаты пунктов сетей GPS 0012 (Арвайхээр), 0033 (Баянтумэн), 0024 (Ховд) были определены в системе WGS-84 с точностью + 2 см.
На этих пунктах выполнялись измерения без перерыва в течение 5 дней, в результате, чего были произведены привязки к постоянно действующим пунктам IGS Wuhan, IGS Xian, IGS Irkutsk, системы ITRF. Координаты этих 3 пунктов были выбраны, как исходные при уравнивании сетей, причем начальным пунктом был выбран гравиметрический пункт 0012 (Арвайхээр).
Полученная точность уравнивания сетей GPS:
- Средняя квадратическая ошибка единицы веса 0.735;
- Средняя квадратическая ошибка положения точек сетей получена:
по долготе + 0.100 м
по широте + 0.099 м
по высоте + 0.128 м
В результате уравнивания измерений были определены координаты 41 пункта гравиметрических и триангуляционных сетей в системе WGS-84 и СК-42.
В результате этой работы была получена приблизительная модель геопотенциала физической поверхности территории Монголии, которая показывает разницу между эллипсоидом WGS-84 и высотой поверхности
геоида, которая была получена с помощью всемирной модели геопотенциала EGM-96.
Сеть, созданная геодезической компании МОНМЕП ХХК
По заказу Министерства обороны и Главного управления пограничных войск Монголии была создана сеть GPS, состоящая из 36 пунктов, которые совпадали с пунктами основных рядов триангуляции 2 класса.
В этой сети начальным пунктом был выбран пункт Оорцог овоо из основного ряда сети триангуляции 2 класса, затем этот пункт был привязан к гравиметрическому пункту 0045, который находится недалеко от международного аэропорта Чингис-хан г.Улан-Батора.
Параметры сети:
- Самый длинный вектор Алтай-Тост уул 554.5 км;
- Самый короткий вектор Авдрант-Хамардаваа 99.3 км;
- Средняя длина векторов 350.2 км.
С помощью программы Trimnet Plus и GPSurvey было выполнено предварительное уравнивание сети и вычислены координаты 34 пунктов.
На пунктах этой сети Улаанбаатар, Даланзадгад, Чойбалсан, Ховд, Сухэбаатар были выполнены непрерывные GPS измерение в течение 7 суток, в результате, чего были привязаны по двухсторонним и многосторонним направлениям эти пункты к постоянно действующим пунктам IRKUTSK, TSUKUBA, TAJON, XIAN, LHASA системы ITRF (рис. 2).
Jk
IHAJA
Рис. 2
Таким образом, привязав эти пункты к пунктам GPS Азии и Тихоокеанского региона, координаты этих пунктов были получены в системе WGS-84.
Точность, полученная по результатам уравнивания сети GPS, составила: Средняя квадратическая ошибка положения пунктов:
- По долготе ± 0.01058 м;
- По широте + 0.0129 м;
- По высоте + 0.07328 м.
Организацией Swedesurvey подтверждено что, сеть удовлетворяет требованиям сетей в классификации действующих в Европейских странах.
Поэтому в дальнейшем сеть может использоваться как, основная опорная сеть и получила название МОНРЕФ-97 (см. рис. 1). Так появилась новая трехмерная национальная сеть и получены переходные параметры систем.
При переходе геодезических координат системы МОНРЕФ-97 к системе СК-42 Монголии были вычислены переходные параметры для каждой зоны, которые располагаются на территории Монголии.
Новая опорная геодезическая сеть Монголии в конечном итоге не только удовлетворить потребности в достоверной геодезической и кадастровой информации, но и позволит рассчитать параметры референц-эллипсоида для территории Монголии.
Таблица 2. Новая классификация геодезических сетей
Классификация Разряд Основны е ошибки. см Ошибки, зависимые от расстоянии Длина сторон, км
мм 1:а
Постоянно действующий пункт АА 0.1 0.01 1:100 000 000
Опорная сеть GPS А 0.2 0.01 1:10 000 000 500-600
GPS В 0.5 0.01 1:5 000 000 300-400
Основная сеть GPS С 0.8 0.8 1:1 000 000 100-150
Местная сеть GPS GPS
1 1.0 5 1:200 000 50-75
2 2.0 10 1:100 000 20-50
3 3.0 20 1:50 000 7-20
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Статья. Государственная плановая сеть Монголии. IX Международная научнопрактическая конференция. “Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологии для оценки состояния окружающей среды инвентаризации земель и объектов недвижимости ” Geoinfocad 2005 г., Новосибирск.
2. Статья. Необходимость усовершенствования геодезической обеспеченности кадастровых съемочных работ. Материалы 8-й Международной научно- практической конференции. «Научное обеспечение АПК Сибири, Монголии и Казахстана» г. Барнаул 2005 г.
3. «Отчеты выполненных геодезических работ по созданию сетей GPS на территории Монголии» компании МОНМЕТ ХХК.
4. «Отчеты выполненных геодезических работ по созданию сетей GPS на территории Монголии» компании МОНМЕП ХХК.
5. Основные положения о создании государственной сети (ОП ГГС-1994) Москва Федеральная служба геодезии и картографии России 1994.
6. Руководство по всемирной геодезической системе 1984 (WGS-84), Doc 9674-AN/946 1997 GPS Theory and Pracrice B. Hopmann-Wellonof, etc 1993.
7. B.Hofmann-Wellenhof,H.Lichtenegger,and J.Collins ”GPS, Theory and Practice” New-York 2000 г.
8. Федеральная Служба Геодезии и Картографии России ’’Инструкция по построению государственной геодезической спутниковой сети” Москва 2000.
© Т. Балжинням, И. Мягмаржав, 2007
