Решение проблемы привязки опорно-межевой сети Республики Татарстан к государственной геодезической системе координат
|
Введение 3
Глава 1. Применение ГНСС приемником в создании геодезической опорной сети 5
1.1 История развития навигационных спутниковых систем 5
1.2 Методы определения координат с помощью ГНСС приемников 9
1.3 Погрешности в спутниковых измерениях 15
Глава 2. Геодезические системы координат 21
2.1 Глобальные геоцентрические и плоские прямоугольные системы
координат 21
2.2 Геодезическая Система Координат ГСК-2011 25
Глава 3. Определение координат пунктов каркасной сети ОМС-2 в системе координат ГСК-2011 на основе спутниковых наблюдений 35
3.1 Постановка задачи и анализ исходных данных 35
3.2 Обработка измерений 37
3.3 Результаты обработки и сравнение с исходными данными 42
Заключение 48
Список литературы 50
Приложение А
Глава 1. Применение ГНСС приемником в создании геодезической опорной сети 5
1.1 История развития навигационных спутниковых систем 5
1.2 Методы определения координат с помощью ГНСС приемников 9
1.3 Погрешности в спутниковых измерениях 15
Глава 2. Геодезические системы координат 21
2.1 Глобальные геоцентрические и плоские прямоугольные системы
координат 21
2.2 Геодезическая Система Координат ГСК-2011 25
Глава 3. Определение координат пунктов каркасной сети ОМС-2 в системе координат ГСК-2011 на основе спутниковых наблюдений 35
3.1 Постановка задачи и анализ исходных данных 35
3.2 Обработка измерений 37
3.3 Результаты обработки и сравнение с исходными данными 42
Заключение 48
Список литературы 50
Приложение А
С развитием применения спутниковых систем как в геодезии, так и в других отраслях науки увеличились и увеличиваются возможности решения разных видов задач. В геодезии спутниковые системы в наше время очень широко применяются в разных областях. Создаются базовые референцные станции для обеспечения выполнения измерений и определения пространственного местоположения объектов путем предоставления информации для коррекции данных, получаемых с помощью спутниковых навигационных приемников. Такой рост применения спутниковых технологий в геодезии оказался эффективным. Современные глобальные навигационные спутниковые системы позволяют определить с высокой точностью местоположения точек на поверхности Земли и околоземном пространстве в единой системе координат, высот и параметров внешнего гравитационного параметра Земли.
В свою очередь внедрение глобальных навигационных систем - ГЛОНАСС, GPS, BeiDou и др. приводит к необходимости развития государственной системы координат для осуществления геодезической и картографической деятельности. В силу этого в соответствии с Федеральной целевой программой «Глобальная навигационная система» был выполнен комплекс работ по построению государственных геодезических сетей и построению на их основе высокоточных геоцентрических геодезических систем координат. По итогам выполненных работ была внедрена ГСК-2011 для выполнения геодезических и картографических работ в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 28 декабря 2012 года № 1463 «О единых государственных системах координат».
На данный момент времени геодезические работы в сфере кадастра проводятся в местных прямоугольных системах координат для каждого субъекта РФ, сеть пунктов которой называется опорно-межевой сетью(ОМС). Поэтому возникает проблема перехода от местной системы координат к государственной геоцентрической системе координат. Данный переход будет осуществляться по-разному для каждого субъекта.
В представленной выпускной квалификационной работе будет рассмотрена проблема перехода от ОМС-2 к государственной геоцентрической системе координат ГСК-2011 методом переобработки спутниковых данных, которые были получены при сгущении сети пунктов ОМС. Исследуемым объектом являются три района Республики Татарстан: Пестречинский, Лаишевский и Верхнеуслонский. Тема была выбрана исходя из актуальности внедрения данной геоцентрической системы координат ГСК-2011. Также будет произведена оценка точности рассчитанных в данной работе координат опорной каркасной сети, от которых определялись координаты пунктов опорной межевой сети.
Опорная межевая сеть для Республики Татарстан создавалась в период с 2003 по 2006 годы методами спутниковой геодезии. В ходе создания данной сети накопились большие объемы спутниковых измерений. И была поставлена цель - адаптация координат каркасной сети ОМС-2, которая служит опорой для всех пунктов ОМС-2 по району, в геоцентрическую систему координат ГСК-2011. В связи с тем, что ближайшей базовой станцией с известными геоцентрическими координатами, на которой производился сбор спутниковых данных на тот период времени, был пункт федеральной астрономо-геодезической сети (ФАГС) “SAMR”, а еще одним пунктом являлся пункт IGS (International GNSS Serviece) “ARTU”(Свердловская область). Эти пункты использовались в работе для вычисления геоцентрических координат пунктов каркасной сети ОМС.
Для достижения цели решались следующие задачи: сбор и анализ архивных данных на ОМС-2 и получение данных наблюдений на базовые станции; обработка данных ГНСС наблюдений в ПО «Trimble Business Center» и получение геоцентрических координат ГСК-2011.
ВКР разделена на три главы. Первая глава описывает создание и развитие ГНСС систем. Содержит основные принципы определения координат с помощью спутниковых наблюдений в геодезии. Вторая глава содержит информацию о системах координат используемых в геодезии. В третьей главе изложена информация о практической части работы, а именно решение поставленных задач.
В свою очередь внедрение глобальных навигационных систем - ГЛОНАСС, GPS, BeiDou и др. приводит к необходимости развития государственной системы координат для осуществления геодезической и картографической деятельности. В силу этого в соответствии с Федеральной целевой программой «Глобальная навигационная система» был выполнен комплекс работ по построению государственных геодезических сетей и построению на их основе высокоточных геоцентрических геодезических систем координат. По итогам выполненных работ была внедрена ГСК-2011 для выполнения геодезических и картографических работ в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 28 декабря 2012 года № 1463 «О единых государственных системах координат».
На данный момент времени геодезические работы в сфере кадастра проводятся в местных прямоугольных системах координат для каждого субъекта РФ, сеть пунктов которой называется опорно-межевой сетью(ОМС). Поэтому возникает проблема перехода от местной системы координат к государственной геоцентрической системе координат. Данный переход будет осуществляться по-разному для каждого субъекта.
В представленной выпускной квалификационной работе будет рассмотрена проблема перехода от ОМС-2 к государственной геоцентрической системе координат ГСК-2011 методом переобработки спутниковых данных, которые были получены при сгущении сети пунктов ОМС. Исследуемым объектом являются три района Республики Татарстан: Пестречинский, Лаишевский и Верхнеуслонский. Тема была выбрана исходя из актуальности внедрения данной геоцентрической системы координат ГСК-2011. Также будет произведена оценка точности рассчитанных в данной работе координат опорной каркасной сети, от которых определялись координаты пунктов опорной межевой сети.
Опорная межевая сеть для Республики Татарстан создавалась в период с 2003 по 2006 годы методами спутниковой геодезии. В ходе создания данной сети накопились большие объемы спутниковых измерений. И была поставлена цель - адаптация координат каркасной сети ОМС-2, которая служит опорой для всех пунктов ОМС-2 по району, в геоцентрическую систему координат ГСК-2011. В связи с тем, что ближайшей базовой станцией с известными геоцентрическими координатами, на которой производился сбор спутниковых данных на тот период времени, был пункт федеральной астрономо-геодезической сети (ФАГС) “SAMR”, а еще одним пунктом являлся пункт IGS (International GNSS Serviece) “ARTU”(Свердловская область). Эти пункты использовались в работе для вычисления геоцентрических координат пунктов каркасной сети ОМС.
Для достижения цели решались следующие задачи: сбор и анализ архивных данных на ОМС-2 и получение данных наблюдений на базовые станции; обработка данных ГНСС наблюдений в ПО «Trimble Business Center» и получение геоцентрических координат ГСК-2011.
ВКР разделена на три главы. Первая глава описывает создание и развитие ГНСС систем. Содержит основные принципы определения координат с помощью спутниковых наблюдений в геодезии. Вторая глава содержит информацию о системах координат используемых в геодезии. В третьей главе изложена информация о практической части работы, а именно решение поставленных задач.
В представленной дипломной работе ставилась цель: привязка опорной межевой сети к государственной геодезической системе координат ГСК-2011 и сравнение полученных данных с исходными.
В ходе выполнения дипломной были подготовлены данные по переобработке каркасной сети ОМС-2 для 3 районов Республики Татарстан. Также были получены данные для базовых станций SAMR и ARTU для нужных промежутков времени. При анализе технических отчетов и данных наблюдений были выявлены некоторые недостатки проведения работ по созданию ОМС.
1. На каждый район создавалась отдельная каркасная сеть, которая не связана с соседними районами через пункты ГГС и нет совместных наблюдений пунктов временных базовых станций. По этой причине возникают невязки координат пунктов между соседними районами.
2. На пунктах государственной геодезической сети наблюдения проводились короткое время, от 20 до 40 минут. Учитывая, что GNSS приемники, которые были использованы при проведении работ принимали сигналы только от спутников GPS, количество наблюдаемых спутников, в некоторых случаях, минимальны. Большее время спутниковых наблюдений на пунктах ГГС сделало бы надежнее результаты определения координат.
Была выполнена переобработка спутниковых наблюдений в программном продукте Trimble Business Center. Работа включала в себя задачу привязки пунктов каркасной сети к государственной геодезической системе координат ГСК-2011. Это реализовывалось путем обработки базовых линий от пунктов, у которых известны необходимые координаты и в которых велись спутниковые наблюдения на тот же период времени. Таких ближайших пунктов, на которые можно было получить данные наблюдений, было только 2. При использовании большего числа опорных пунктов с известными координатами в системе ГСК- 2011 можно добиться более надежных данных.
Для проведения оценочного сравнения с исходными данными по созданию ОМС-2 и получения параметров перехода была проведена калибровка полученных GNSS координат. В ходе проведения калибровки были выявлены несогласованности, которые возникают между пунктами ГГС. Причинами их возникновения могут быть разными, некоторыми из них являются: ошибочно записанная высота антенны приемника при проведении измерений, деформация самих пунктов ГГС, либо использование при обработке разных классов опорных пунктов. Эти ошибки можно исключать путем наблюдения избыточного количества пунктов ГГС, чтобы был контроль проводимых расчетов. В приведенной дипломной работе такие невязки исключить не удалось из-за недостаточного количества наблюдаемых пунктов.
По итогам полученных данных было проведено сравнение с данными, полученными во время создания ОМС-2 и представленными в виде технического отчета. Для Верхнеуслонского и Пестречинского районов максимальная разность между координатами по итогам сравнения была в пределах 0.11 м и 0.13 м. Что по итогам работы с архивными данными достаточно хороший результат. По Лаишевскому району, при минимально возможных невязках в ходе калибровки, разность между координатами пунктов каркасной сети из отчета и рассчитанных в нашей работе составила 0.35 м в плановом положении и до 0.51 м по высотным отметкам. Их удалось уменьшить при всех включенных в калибровку пунктов, что не позволит учитывать несогласованность пунктов ГГС. Для определения истинных причин невязок необходимо получить дополнительные данные путем полевых измерений.
В заключение можно сказать, что, при наличии необходимых данных, привязку каркасных сетей, а от них и всех пунктов ОМС-2 к государственной геодезической системе координат ГСК-2011 выполнить можно. Но это очень трудоемкая работа, которая будет требовать качественного контроля в ходе выполнения.
В ходе выполнения дипломной были подготовлены данные по переобработке каркасной сети ОМС-2 для 3 районов Республики Татарстан. Также были получены данные для базовых станций SAMR и ARTU для нужных промежутков времени. При анализе технических отчетов и данных наблюдений были выявлены некоторые недостатки проведения работ по созданию ОМС.
1. На каждый район создавалась отдельная каркасная сеть, которая не связана с соседними районами через пункты ГГС и нет совместных наблюдений пунктов временных базовых станций. По этой причине возникают невязки координат пунктов между соседними районами.
2. На пунктах государственной геодезической сети наблюдения проводились короткое время, от 20 до 40 минут. Учитывая, что GNSS приемники, которые были использованы при проведении работ принимали сигналы только от спутников GPS, количество наблюдаемых спутников, в некоторых случаях, минимальны. Большее время спутниковых наблюдений на пунктах ГГС сделало бы надежнее результаты определения координат.
Была выполнена переобработка спутниковых наблюдений в программном продукте Trimble Business Center. Работа включала в себя задачу привязки пунктов каркасной сети к государственной геодезической системе координат ГСК-2011. Это реализовывалось путем обработки базовых линий от пунктов, у которых известны необходимые координаты и в которых велись спутниковые наблюдения на тот же период времени. Таких ближайших пунктов, на которые можно было получить данные наблюдений, было только 2. При использовании большего числа опорных пунктов с известными координатами в системе ГСК- 2011 можно добиться более надежных данных.
Для проведения оценочного сравнения с исходными данными по созданию ОМС-2 и получения параметров перехода была проведена калибровка полученных GNSS координат. В ходе проведения калибровки были выявлены несогласованности, которые возникают между пунктами ГГС. Причинами их возникновения могут быть разными, некоторыми из них являются: ошибочно записанная высота антенны приемника при проведении измерений, деформация самих пунктов ГГС, либо использование при обработке разных классов опорных пунктов. Эти ошибки можно исключать путем наблюдения избыточного количества пунктов ГГС, чтобы был контроль проводимых расчетов. В приведенной дипломной работе такие невязки исключить не удалось из-за недостаточного количества наблюдаемых пунктов.
По итогам полученных данных было проведено сравнение с данными, полученными во время создания ОМС-2 и представленными в виде технического отчета. Для Верхнеуслонского и Пестречинского районов максимальная разность между координатами по итогам сравнения была в пределах 0.11 м и 0.13 м. Что по итогам работы с архивными данными достаточно хороший результат. По Лаишевскому району, при минимально возможных невязках в ходе калибровки, разность между координатами пунктов каркасной сети из отчета и рассчитанных в нашей работе составила 0.35 м в плановом положении и до 0.51 м по высотным отметкам. Их удалось уменьшить при всех включенных в калибровку пунктов, что не позволит учитывать несогласованность пунктов ГГС. Для определения истинных причин невязок необходимо получить дополнительные данные путем полевых измерений.
В заключение можно сказать, что, при наличии необходимых данных, привязку каркасных сетей, а от них и всех пунктов ОМС-2 к государственной геодезической системе координат ГСК-2011 выполнить можно. Но это очень трудоемкая работа, которая будет требовать качественного контроля в ходе выполнения.
Подобные работы
- ПРИВЯЗКА К ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ КООРДИНАТ 2011 ГОДА И МЕЖДУНАРОДНОЙ ЗЕМНОЙ СИСТЕМЕ ОТСЧЕТА КАРКАСНОЙ ОПОРНО-МЕЖЕВОЙ СЕТИ ВЫСОКОГОРСКОГО И ЗЕЛЕНОДОЛЬСКОГО РАЙОНОВ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
Магистерская диссертация, геодезия. Язык работы: Русский. Цена: 5700 р. Год сдачи: 2019