СОЗДАНИЕ ФРАГМЕНТА СПУТНИКОВОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ 1-ГО КЛАССА НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Введение

Как известно, геодезия является древнейшей наукой, изучающая Землю. Ее важной задачей является изучение фигуры и гравитационного поля Земли. Для решения такой немаловажной задачи необходимо изучить методы и средства создания геодезических опорных сетей, которые служат единой системой координат и высот, определяемых с высокой точностью с помощью высокоточных геодезических измерений.

Появление спутниковых систем во многом упростило создание Государственной геодезической сети (ГГС), при этом сократилось время работ, плановые и высотные координаты стали определятся с более высокой точностью, сократились трудовые затраты.

В настоящее время активно ведется распространение ГГС с использованием глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Таким образом происходит развитие государственной спутниковой геодезической сети, состоящей из 3 основных классов – фундаментально астрономо-геодезической (ФАГС), высокоточной геодезической сети (ВГС) и спутниковой геодезической сети 1-го класса (СГС-1).

Государственная геодезическая сеть

Государственная геодезическая сеть (ГГС) – это совокупность геодезических пунктов, равномерно распределенных на территории всей страны и закрепленных на местности специальными центрами, обеспечивающие их долговременную сохранность и устойчивость в плане и по высоте [1].

В основу государственной геодезической сети входят пункты триангуляции, трилатерации и полигонометрии, а также грунтовые и стенные репера, именуемые пунктами главной высотной основы (ГВО). Точность этих пунктов, созданных традиционными методами классической геодезии не соответствует современным требованиям, в связи с чем проводятся работы по созданию новых и по повышению точности существующих пунктов ГГС с использованием ГНСС технологий.

Геодезические сети делятся на плановые, высотные, планово-высотные и гравиметрические. Каждая из них также подразделяется по точности определения координат (Рис. 1).

Рисунок 1. Структура ГГС

Создание фрагмента сети пунктов СГС-1

Спутниковая геодезическая сеть 1-го класса– это основа для сетей сгущения, сетей специального назначения. Создается сеть относительным методом космической геодезии, обеспечивающий точность определения взаимного положения ее смежных пунктов со средней квадратической погрешностью 3мм+1х10−7D по каждой из плановых координат и 5мм+2х10−7D по геодезической высоте.

СГС-1 может быть совмещен с грунтовыми реперами I – III классов и пунктами триангуляции 1-3 классов. В местах, где предполагается массовое использование пунктов СГС-1, в районах с геодинамическими полигонами, должна выполняться закладка новых пунктов. Создавая фрагмент сети СГС-1 или ВГС или ФАГС должны быть заложены новые центры обязательно с устройством принудительного центрирования. Не менее 30% пунктов СГС-1 должны иметь значения нормальных высот, полученных геометрическим нивелированием по точности не ниже нивелирования III класса. При этом желательно соблюдать равномерность распределения во фрагменте СГС-1 пунктов со значениями нормальных высот и пунктов, совмещённых с пунктами триангуляции (или пунктов с выполненной привязкой к пунктам триангуляции).

Фрагмент СГС-1 создан на территории Вологодской области вдоль автодорог Котлас – Великий Устюг – Кичменский Городок – Никольск – Тотьма – Юбилейный – Чекшино – Вологда, Чекшино - Сямжа – Верховажье – Вельск, Великий Устюг – Полдарса – Нюксеница – Тотьма.

При создании фрагмента СГС-1 было заложено 10 новых пунктов СГС-1 (1/3 от общего количества пунктов), 10 пунктов совмещены с пунктами государственной геодезической сети (ГГС), 10 пунктов совмещены с пунктами главной высотной основы (ГВО) (Рис. 2)

Комплекс работ, выполненных при создании СГС-1:

• Обследование и восстановление пунктов ГГС;
• Рекогносцировка местности;
• Изготовление и закладка центров на пунктах ВГС, СГС-1;
• Составление схемы расположения пунктов ВГС и СГС-1;
• Спутниковые наблюдения на вновь созданных пунктах СГС-1, включая исходные пункты ВГС и пункты СГС-1 работ прошлых лет, используемые для связи; оформление всех сопутствующих полевых материалов (журналы, карточки, фотографии);
• определение высотных отметок пунктов СГС-1 методом относительных спутниковых геодезических наблюдений, на основе локальной модели квазигеоида, полученной по данным синхронных спутниковых измерений на исходных (реперах с известными нормальными высотами) и определяемых пунктах;
• Нивелирование II класса;
• обработка материалов спутниковых наблюдений на вновь созданных пунктах СГС-1 и вычисление координат;
• составление списка вычисленных пространственных координат в ГСК- 2011 (X, Y, Z) и высот пунктов ВГС и СГС-1;

Рисунок 2. Схема расположения пунктов ГГС

Спутниковые наблюдения 

Наблюдения на пунктах проводились приемником Leica GX1230+GNSS в комплекте с антенной АХ1202 и контроллером RX121ОТ. Все измерения выполнялись с разбивкой на суточные сеансы и технологические перерывы, необходимые для перезаписи измерительной информации с внутренней памяти приемника на компьютер, смены высоты спутниковой антенны и других возможных действий, связанных с обслуживанием приемника и антенны.

Спутниковые наблюдения на пунктах выполнялись в статическом режиме с соблюдением следующих условий: 2 сеанса с продолжительностью не менее 6-ти часов каждый; дискретность 30 сек, маска по углу возвышения 10º, PDOP не более 6, количество наблюдаемых спутников не менее 5, погрешность центрирования антенны ± 1 мм, погрешность измерения высоты антенны ± 1 мм.

Камеральная обработка спутниковых наблюдений

Камеральная обработка выполнялась для оперативной оценки качества выполненных спутниковых измерений и для проверки на пригодность полевых материалов для окончательной обработки.

При обработке измерений в каждой расстановке вычислялись все возможные базовые линии между пунктами фрагмента сети. В некоторых случаях возникала необходимость исключать измерения некоторых или даже от всех спутников с низким качеством слежения, связанные с многочисленными перерывами в слежении из-за экранирования сигнала или других возможных помех.

Для обработки измерений использовалось ПО «Trimble Business Center» (TBC), поскольку оно имеет преимущественные средства, которые позволяют быстро выявить некачественные измерения и обеспечить надежный результат.