Введение 4
Глава 1. Линейные метрологические базисы и предъявляемые к ним требования 6
1.1. Метрология 6
1.2. Мониторинг 7
1.3. Эталонный линейный базис 8
1.4. Спутниковые методы 13
Глава 2. Измерения на линейном базисе 17
2.1. Геодезический линейный базис КФУ 17
2.2. Используемое оборудование 19
2.3. Планирование спутниковых геодезических измерений 20
2.4. Методика измерений 27
Глава 3. Обработка и сравнение результатов измерений 28
3.1. Используемое программное обеспечение 28
3.2. Методика обработки спутниковых измерений 30
3.3. Результаты обработки спутниковых измерений 2017г 31
3.4. Сравнение результатов 33
3.5. Результаты обработки спутниковых измерений с 2011г. по 2015 г 40
3.6. Оценка стабильности пунктов по данным ГНСС измерений 44
3.7. Сравнение изменения расстояний между пунктами с изменениями
координаты X, по ГНСС измерениям с 2011г. по 2017г 50
3.8. Сравнение расстояний и изменение расстояний между пунктами линейного базиса, выполненными ГНСС оборудованием и электронным тахеометром с 2011-2О17г.г 52
Заключение 55
Список литературы 56
Приложение 58
Самой важной частью современной геодезии являются GNSS приемники, получающие пространственные координаты. Этот метод, как мобильный и точный, нашел широкое применение при создании геодезических сетей разного назначения, в геодинамических исследованиях, в аэрофотосъемке, в инженерной геодезии, при создании образцовых геодезических базисов. Определение координат точек с миллиметровой точностью с помощью спутниковых наблюдений стало распространенной задачей в практике геодезических и землеустроительных работ. Достижение такой точности зависит как от спутниковой аппаратуры пользователей, так и от методической составляющей, важной частью которой является метрологическая аттестация и поверка аппаратуры. Особенность метрологической аттестации спутниковых приемников состоит в том, что аттестации подлежит как сам прибор (приемник и антенна), так и программное обеспечение, используемое для обработки результатов наблюдений [1].
Поэтому для испытания современной измерительной техники, ее метрологической аттестации и поверки, для исследования и совершенствования новых технологий, рассчитанных на использование такого оборудования, целесообразно иметь специальный эталонный полигон. Ранее на линейном метрологическом базисе проводились линейные измерения.
Линейный базис КФУ был заложен в 2010 году на территории астрономической обсерватории им. В.П. Энгельгардта. Базис создавался при участии РОСКОСМОСа в рамках программы внедрения результатов космической деятельности в Республике Татарстан. Проект включал создание спутниковой ГНСС сети высокоточного позиционирования с целью обеспечения высокоточного координатно-временного поля. Задачей метрологического базиса КФУ являлось обеспечение единства измерений спутниковой ГНСС аппаратуры. Другими словами, планировалось выполнять поверку спутниковых приемников данной сети. На данный момент спутниковая сеть осталась в тестовом режиме, а лаборатория не доведена до конца.
С целью оценки стабильности пунктов линейного базиса были поставлены задачи:
- выполнить планирование по определению схем препятствий,
перекрытия сигналов ГНСС спутников;
- выполнить ГНСС измерения на пунктах линейного базиса 2017 года;
- обработать результаты измерений;
- сравнить полученные результаты по измерению расстояний между пунктами и координатные данные;
- оценить стабильность пунктов на основе ГНСС измерений
Данная работа описывает процесс выполнения седьмой эпохи ГНСС наблюдений линейного базиса ОАЭ КФУ. Для обеспечения единства линейных измерений на базисе. До этого в рамках выполнения дипломных, курсовых работ студентами были выполнены шесть эпох наблюдений с 2011 года по 2015 год. Третью и пятую эпоху наблюдал студент Загрединов Айдар. В данной работе мною, в бригаде со студентами Гизатовым Халилем и Корниенко Владимером, была выполнена очередная эпоха наблюдений на пунктах этого базиса. В составе этой же бригады мы выполнили дальномерные измерения электронным тахеометром и измерения цифровым нивелиром по определению превышений между пунктами. Особенностью спутниковых наблюдений является качество приёма радиосигнала, зависящего от расположения спутников и расположения препятствий, в окрестности пункта наблюдения, экранируемых спутниковый сигнал. В ходе работы были выполнены ГНСС измерения линейного базиса с помощью приемников Trimble-R5, Trimble-R7, Trimble-R8. Так же были проведены измерения электронным тахеометром М3, для определения схем препятствий с целью определения потери спутникового сигнала, проходящего на пункты линейного базиса. Где по схемам препятствий прохождения спутниковых сигналов было определено, что из -за расположения лесной местности вокруг пунктов Rp5,Rp6 экранирование сигнала составило значение в районе 40%. Что повлияло на величину значений ошибок измерений, относительно этих пунктов. Каждые эпохи наблюдений прошлых лет, были мною заново обработаны. Была выполнена обработка базовых линий и проведено уравнивание замкнутой сети относительно опорного пункта №7, каждой эпохи наблюдений. В каждую эпоху, координаты и высоту седьмого пункта брали из первого цикла наблюдений 7 апреля 2011 года. После чего были приведены сравнения результатов по наклонным расстояниям и вычисленных координат за семь лет наблюдений. В исключении 2014 год и 2016 год, так как в этом году ГНСС наблюдения не проводились. Дана оценка стабильности пунктов линейного базиса.
Максимальное изменение расстояний за семь лет, наблюдается между пунктами Rp1-Rp2, которое по данным ГНСС измерений составляет 11 мм, что подтверждается выполненными измерениями, в работе Корниенко В., электронным тахеометром, где зафиксировано смещение 15,8 мм. Что показывает достоверность полученных результатов. Расстояние Rp1-Rp6 сместилось на 10 мм, а по результатам измерения тахеометра смещение составило 14,9 мм. Смещение расстояния между пунктами Rp4-Rp5 по ГНСС измерениям составило 7 мм, а по тахеометрическим наблюдениям 0,4 мм.
Смещения расстояний по ГННС измерения определенные с точностью более 5 мм ± 2 мм, совпадают с данными тахеометра. Все смещения меньше пяти миллиметров, находятся на уровне точности спутниковых измерений. В условиях местности окруженной лесным покровом. При интервале времени наблюдений четыре часа. Для оценки стабильности пунктов данного линейного базиса, ГНСС измерениями нужно использовать не измерения расстояний между пунктами, а изменение координат каждого пункта. Где по изменению координат в течение времени, можно будет проанализировать направление смещения пунктов.
По координатам X и Y было выявлено направление смещения каждого пункта линейного базиса. По координате X смещения выходили за пределы ошибок измерений, и на пунктах Rp1, Rp2, Rp3, Rp4, Rp5, Rp6 они составили: - 9, -5, -3, -4, -12, -10 мм. соответственно. Было обнаружено смещение пунктов в направлении Юга. По координате Y обнаружено следующее, пункты Rp1,5,6 имеют значения, которые не входят в пределы ошибок измерений. Они смещаются к Западу, пункт Rp1 на -8 мм, Rp6 на -10 мм, а Rp5 на -3 мм.
1. Минсафин Г.З. Основы геодезической метрологии и технического регулирования. Казань 2009 г.
2. Прин [электронный ресурс] URL:www.prin.ru/equipment/monitoring(Дата обращения 13.03.2017)
3. СТО - 02570823 - 19 - 05. Базисы линейные эталонные. Общие технические требования. ФГУП «Центральный ордена «Знак почета» научно - исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии им. Ф.Н.Красовского».
4. Комаров Р. В., Минсафин Г.З. Геодезия с основами космоаэросъемки. Казань 2008 г.
5. МДС 13-23.2009. Методика геодезического мониторинга технического состояния высотных и уникальных зданий и сооружений: ООО «ТЕКТОПЛАН» 2010 г.
6. Сергеев А.Г., Метрология. Москва 2005.
7. Тревого И.С. Геодезический полигон для метрологической
аттестации приборов и апробации технологий: Геопрофи 1’2008.
8. Ященко И.А. Мониторинг деформаций висячего моста с
использованием технологий ГЛОНАС/GPS: Геопрофи 6’2010.
9. Голубев А.А., Дипломная работа: «Оценка стабильности пунктов линейного базиса АОЭ КФУ по данным ГНСС измерении» К(П)ФУ 2015
10. Корниеко В.В., Дипломная работа: «Оценка стабильности пунктов линейного базиса АОЭ КФУ по данным дальномерных измерений.» К(П)ФУ 2017 г.
11. Спутниковое оборудование TRIMBLE. www.trimble.com