Создание опорной геодезической сети для инженерно-геодезических изысканий протяженных линейных сооружений спутниковыми методами
|
Введение 4
Глава 1. Понятие о геодезических опорных сетях 6
1.1 Структура государственной геодезической сети РФ 8
1.2 Параметры точности геодезической опорной сети 10
Глава 2. Основы высокоточных геодезических определений спутниковыми методами 12
2.1 Методы определения координат с применением ГЛОНАСС/GPS-технологий 12
2.2 Уравнивание ГНСС-сетей 14
2.3 Локальные преобразования координат в ГНСС-технологиях 17
2.4 Погрешности обработки базовых линий 18
Глава 3. Создание геодезической опорной сети при инженерно-геодезических изысканиях участка трассы магистрального нефтепродуктопровода (МН1П1) “Субханкулово-Альметьевск” 21
3.1 Исходные данные проекта 21
3.1.1 Подготовительные работы для установки и привязки долговременных
реперов вдоль магистрального трубопровода 22
3.1.2 Работы по изготовлению и установке долговременных (грунтовых)
реперов на магистральном трубопроводе 23
3.1.3 Работы по привязке к государственной геодезической сети долговременных (грунтовых) реперов вдоль магистрального трубопровода... 25
3.1.4 Камеральные работы 28
3.2 Предварительная обработка ГНСС-измерений и оценка их качества 28
3.3 Уравнивание свободной сети 30
3.4 Уравнивание жесткой сети 32
3.5 Создание опорной сети методом локализации (калибровки) 32
3.6 Получение каталога координат заложенных реперов 35
Заключение 37
Список литературы 39
Приложение 1 40
Приложение 2 45
Приложение 3 48
Приложение 4
Глава 1. Понятие о геодезических опорных сетях 6
1.1 Структура государственной геодезической сети РФ 8
1.2 Параметры точности геодезической опорной сети 10
Глава 2. Основы высокоточных геодезических определений спутниковыми методами 12
2.1 Методы определения координат с применением ГЛОНАСС/GPS-технологий 12
2.2 Уравнивание ГНСС-сетей 14
2.3 Локальные преобразования координат в ГНСС-технологиях 17
2.4 Погрешности обработки базовых линий 18
Глава 3. Создание геодезической опорной сети при инженерно-геодезических изысканиях участка трассы магистрального нефтепродуктопровода (МН1П1) “Субханкулово-Альметьевск” 21
3.1 Исходные данные проекта 21
3.1.1 Подготовительные работы для установки и привязки долговременных
реперов вдоль магистрального трубопровода 22
3.1.2 Работы по изготовлению и установке долговременных (грунтовых)
реперов на магистральном трубопроводе 23
3.1.3 Работы по привязке к государственной геодезической сети долговременных (грунтовых) реперов вдоль магистрального трубопровода... 25
3.1.4 Камеральные работы 28
3.2 Предварительная обработка ГНСС-измерений и оценка их качества 28
3.3 Уравнивание свободной сети 30
3.4 Уравнивание жесткой сети 32
3.5 Создание опорной сети методом локализации (калибровки) 32
3.6 Получение каталога координат заложенных реперов 35
Заключение 37
Список литературы 39
Приложение 1 40
Приложение 2 45
Приложение 3 48
Приложение 4
На данный момент в мире строятся много протяженных линейных сооружений, таких как нефтепроводы, газопроводы, высокоскоростные магистрали, железнодорожные линий, автомобильные дороги, трамвайные линии, линии электропередач и т.п.
Перед проектированием и строительством этих сооружений проводятся инженерные изыскания, одной из главных задач которых, является создание опорной геодезической сети. Здесь используются спутниковые технологии определения координат на основе навигационных спутниковых систем (ГНСС), которые имеют значительное преимущество перед традиционными технологиями.
Их основные преимущества по сравнению с традиционными технологиями триангуляции и полигонометрии общеизвестны и заключаются в высокой точности и высокой производительности. Определение координат со средней квадратической ошибкой 1 см и менее является для этих технологий освоенной задачей. Производительность же выше в несколько раз, поскольку в их реализации, с одной стороны, отсутствуют процессы, длительные по времени выполнения (прокладка полигонометрических ходов, рубка просек, постройка высоких наружных знаков и т.д.), а с другой - спутниковые технологии обладают высокой степенью автоматизации. Эти преимущества по сравнению с традиционными технологиями и обеспечивают более высокую производительность и более низкую себестоимость конечной продукции - координат объектов.
При использовании спутниковых методов для создания опорной геодезической сети сталкиваются с рядом проблем:
1. Отсутствие необходимого количества пунктов ГГС, их утрата;
2. Координаты пунктов ГГС не достаточно хорошо согласуются с данными спутниковых измерений, в силу того, что их координаты были получены традиционными методами достаточно давно.
С аналогичными проблемами столкнулся в ходе проведения геодезических работ отдел инженерных изысканий ООО “Центр ДиС” на участке трассы М111111 “Субханкулово - Альметьевск” протяженностью 90 км. Я лично участвовал в полевых работах на этом объекте во время прохождения производственной практики в ООО “Центр ДиС”. Я выполнял следующие виды работ:
- Установка грунтового репера
- Установка опознавательного знака
- Окопка постоянного репера
- Внешнее оформление постоянного репера (покраска и подпись репера)
- Участие в привязке реперов к пунктам ГГС
В ходе проведения работ по привязке реперов к пунктам ГГС были получены ГНСС измерения, которые были мне предоставлены для выполнения ВКР отделом инженерных изысканий ООО “Центр ДиС”.
Цель данной работы заключается в оценке различных вариантов обработки опорной геодезической сети и получении каталога координат измеряемых объектов. Для достижения поставленной цели необходимо:
1. Освоить методику обработки ГНСС измерений в ПО Topcon Tools при построении опорной геодезической сети.
2. Оценить различные варианты уравнивания опорной геодезической сети протяженного линейного сооружения.
3. Выбрать наиболее оптимальный вариант и получить координаты измеряемых объектов в требуемой системе координат
Перед проектированием и строительством этих сооружений проводятся инженерные изыскания, одной из главных задач которых, является создание опорной геодезической сети. Здесь используются спутниковые технологии определения координат на основе навигационных спутниковых систем (ГНСС), которые имеют значительное преимущество перед традиционными технологиями.
Их основные преимущества по сравнению с традиционными технологиями триангуляции и полигонометрии общеизвестны и заключаются в высокой точности и высокой производительности. Определение координат со средней квадратической ошибкой 1 см и менее является для этих технологий освоенной задачей. Производительность же выше в несколько раз, поскольку в их реализации, с одной стороны, отсутствуют процессы, длительные по времени выполнения (прокладка полигонометрических ходов, рубка просек, постройка высоких наружных знаков и т.д.), а с другой - спутниковые технологии обладают высокой степенью автоматизации. Эти преимущества по сравнению с традиционными технологиями и обеспечивают более высокую производительность и более низкую себестоимость конечной продукции - координат объектов.
При использовании спутниковых методов для создания опорной геодезической сети сталкиваются с рядом проблем:
1. Отсутствие необходимого количества пунктов ГГС, их утрата;
2. Координаты пунктов ГГС не достаточно хорошо согласуются с данными спутниковых измерений, в силу того, что их координаты были получены традиционными методами достаточно давно.
С аналогичными проблемами столкнулся в ходе проведения геодезических работ отдел инженерных изысканий ООО “Центр ДиС” на участке трассы М111111 “Субханкулово - Альметьевск” протяженностью 90 км. Я лично участвовал в полевых работах на этом объекте во время прохождения производственной практики в ООО “Центр ДиС”. Я выполнял следующие виды работ:
- Установка грунтового репера
- Установка опознавательного знака
- Окопка постоянного репера
- Внешнее оформление постоянного репера (покраска и подпись репера)
- Участие в привязке реперов к пунктам ГГС
В ходе проведения работ по привязке реперов к пунктам ГГС были получены ГНСС измерения, которые были мне предоставлены для выполнения ВКР отделом инженерных изысканий ООО “Центр ДиС”.
Цель данной работы заключается в оценке различных вариантов обработки опорной геодезической сети и получении каталога координат измеряемых объектов. Для достижения поставленной цели необходимо:
1. Освоить методику обработки ГНСС измерений в ПО Topcon Tools при построении опорной геодезической сети.
2. Оценить различные варианты уравнивания опорной геодезической сети протяженного линейного сооружения.
3. Выбрать наиболее оптимальный вариант и получить координаты измеряемых объектов в требуемой системе координат
В ходе выпускной квалификационной работы было обработано 83 ГНСС вектора в программе Topcon Tools версии 8.2.3.
В результате замыкания полигонов были обнаружены грубые ошибки. К этому привела не состыковка данных из карточки спутниковых измерений и действительных данных. Так в карточке спутниковых наблюдений на пункте ГГС Ермаковка было указано, что использовался ГНСС-приемник Sokkia GSX2, но в программе Topcon Tools во вкладке “Приемник” был указан номер, который соответствует приемнику Topcon Hipper.
Также были изменены свойства обработки и при постобработке следующих векторов использовались только спутники GPS: РП№22-РП№23; СтарМихайловка-РП№22; РП№22- РП№21; РП№22-Кзыляр; Ростовка-Ермаковка; Ростовка-Уруссу. Это объясняется тем, что во время съемки с этих пунктов, было недостаточное количество спутников ГЛОНАСС.
В ходе проделанных изменений и повторного замыкания полигонов, замыкание полигонов уже не выявило грубых ошибок.
В ходе уравнивания свободной сети программа исключила следующие вектора: Кзыляр - РП№22; Кзыляр - Агирово; Агирово - Каразерик; Ростовка - Ермаковка, так как для данного типа съемки невязки в плане не должны превышать 2 см. В результате уравнивания свободной сети я получил уравненные координаты пунктов со среднеквадратической ошибкой, не более 2 см.
В ходе уравнивании жесткой сети использовалось 10 опорных пунктов, были заданы СКО для пунктов исходной сети от 2 до 5 см в зависимости от класса пункта ГГС.
В результате уравнивания жесткой сети, значения невязок векторов превышают допустимые, программа предложила исключить 59 векторов, так как значения невязок этих векторов превышают 15 см.
Из этого мы сделали вывод, что данный метод уравнивания для конечного результата нам не подходит и качество исходной сети (ГГС) не удовлетворяет точностным параметрам. А основной ошибкой является ошибка исходных данных (ГГС).
В плоскости локализацию можно делать на участках протяженностью 20¬30 км. Локализацию всего проекта делать нельзя, ведь его протяженность 90 км. Проект был разделен на 3 части (блока) и сделана локализация каждого блока отдельно.
С помощью метода локализации по блокам удалось создать геодезическую опорную сеть, обеспечивающую планово-высотное положение опорных пунктов с ошибкой, не превышающей 15 см. Так как использовались пункты ГГС 2, 3 класса взаимная точность пунктов, которых на уровне 10 см. Мы не добивались точности в 5 см, ведь исходная сеть (ГГС) не обеспечивает такую точность.
Из всего этого был сделан вывод, что метод локализации по блокам существенно точнее метода уравнивания жесткой сети.
Получен уравненный каталог координат реперов, с невязками, не превышающими 4 и 8 мм в плане и высоте соответственно.
В ходе работы освоена методика обработки ГНСС измерений в ПО Top¬con Tools при построении опорной геодезической сети.
Оценены различные варианты уравнивания опорной геодезической сети протяженного линейного сооружения.
Выбран наиболее оптимальный вариант и получены координаты измеряемых объектов в требуемой системе координат.
Таким образом, можно утверждать, что поставленные задачи были выполнены. Знания, полученные при выполнении данной работы, помогут мне для дальнейшей работы.
В результате замыкания полигонов были обнаружены грубые ошибки. К этому привела не состыковка данных из карточки спутниковых измерений и действительных данных. Так в карточке спутниковых наблюдений на пункте ГГС Ермаковка было указано, что использовался ГНСС-приемник Sokkia GSX2, но в программе Topcon Tools во вкладке “Приемник” был указан номер, который соответствует приемнику Topcon Hipper.
Также были изменены свойства обработки и при постобработке следующих векторов использовались только спутники GPS: РП№22-РП№23; СтарМихайловка-РП№22; РП№22- РП№21; РП№22-Кзыляр; Ростовка-Ермаковка; Ростовка-Уруссу. Это объясняется тем, что во время съемки с этих пунктов, было недостаточное количество спутников ГЛОНАСС.
В ходе проделанных изменений и повторного замыкания полигонов, замыкание полигонов уже не выявило грубых ошибок.
В ходе уравнивания свободной сети программа исключила следующие вектора: Кзыляр - РП№22; Кзыляр - Агирово; Агирово - Каразерик; Ростовка - Ермаковка, так как для данного типа съемки невязки в плане не должны превышать 2 см. В результате уравнивания свободной сети я получил уравненные координаты пунктов со среднеквадратической ошибкой, не более 2 см.
В ходе уравнивании жесткой сети использовалось 10 опорных пунктов, были заданы СКО для пунктов исходной сети от 2 до 5 см в зависимости от класса пункта ГГС.
В результате уравнивания жесткой сети, значения невязок векторов превышают допустимые, программа предложила исключить 59 векторов, так как значения невязок этих векторов превышают 15 см.
Из этого мы сделали вывод, что данный метод уравнивания для конечного результата нам не подходит и качество исходной сети (ГГС) не удовлетворяет точностным параметрам. А основной ошибкой является ошибка исходных данных (ГГС).
В плоскости локализацию можно делать на участках протяженностью 20¬30 км. Локализацию всего проекта делать нельзя, ведь его протяженность 90 км. Проект был разделен на 3 части (блока) и сделана локализация каждого блока отдельно.
С помощью метода локализации по блокам удалось создать геодезическую опорную сеть, обеспечивающую планово-высотное положение опорных пунктов с ошибкой, не превышающей 15 см. Так как использовались пункты ГГС 2, 3 класса взаимная точность пунктов, которых на уровне 10 см. Мы не добивались точности в 5 см, ведь исходная сеть (ГГС) не обеспечивает такую точность.
Из всего этого был сделан вывод, что метод локализации по блокам существенно точнее метода уравнивания жесткой сети.
Получен уравненный каталог координат реперов, с невязками, не превышающими 4 и 8 мм в плане и высоте соответственно.
В ходе работы освоена методика обработки ГНСС измерений в ПО Top¬con Tools при построении опорной геодезической сети.
Оценены различные варианты уравнивания опорной геодезической сети протяженного линейного сооружения.
Выбран наиболее оптимальный вариант и получены координаты измеряемых объектов в требуемой системе координат.
Таким образом, можно утверждать, что поставленные задачи были выполнены. Знания, полученные при выполнении данной работы, помогут мне для дальнейшей работы.
Подобные работы
- СОЗДАНИЕ ОПОРНОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ НА ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДАХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ С ПОМОЩЬЮ СПУТНИКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Дипломные работы, ВКР, геодезия. Язык работы: Русский. Цена: 4355 р. Год сдачи: 2018