Відновлення міських полігонометричних мереж сучасними супутниковими технологіями

Abstract

Мета. Мета цієї роботи полягає у дослідженні можливості відновлення міської полігонометричної мережі через використання високоточних супутникових технологій у режимі кінематики реального часу. Методика. Для досягнення поставленої мети задіяно шість геодезичних бригад, які укомплектовувалися шістьма приймачами різних фірм-виробників. Спостереження проводилися як в “статиці”, так і в RTK-режимі, причому, визначення координат пунктів полігонометричної мережі м. Чернігова у режимі RTK виконувалося від перманентної мережі із застосуванням різних конфігурацій та точок монтування. Опрацювання спостережень проводилися фахівцями Науково-дослідного інституту геодезії і картографії за допомогою програмного забезпечення. Після отримання координат пунктів полігонометричної мережі м.Чернігова у різних системах та відомих пунктів у місцевій системі, було змодельовано 11 пар ліній, аналіз зміни довжин яких проводився для кожної координатної системи. Результати. Результатами цього дослідження є: перераховані у державну референцну систему координат УСК-2000 перетворення координат пунктів мережі із просторових геоцентричних на плоскі прямокутні в проекції Гаусса-Крюгера, у відповідні шестиградусні зони; обчислені значення координат пунктів у СК-42 та СК-63; отримані середні квадратичні похибки координатних визначень при різних RTK конфігураціях; проаналізовані значення координатних відхилень пунктів локальної полігонометричної мережі у різних системах координат; виконаний аналіз результатів досліджень щодо доцільності використання та можливості відновлення міських полігонометричних мереж під час проведення топографо-геодезичних та інвентаризаційно-кадастрових робіт на території населеного пункту з використанням сучасних RTK технологій. Наукова новизна. Аналізуючи результати досліджень, встановлено: високу точність визначення координат під час отримання поправок у конфігурації auto max та від перманентної станції Чернігів з незначними до 10 км базовими віддалями; середні значення відхилень між координатними значеннями в УСК-2000 та місцевій системі координат СК-бЗк, а також СК-63 знаходяться в межах від 0,287 до 0,346 м при середніх квадратичних похибках 0,037-0,068 м; максимальні відхилення 0,726 і -0,684 м у різницях довжин ліній УСК-2000 та СК-63, а також між МСК і СК-42к; спотворення довжин ліній досягає, в середньому, 0,30-0,35 м між значеннями, отриманими в координатних системах УСК-2000 та МСК і СК-63; встановлена похибка визначення координат пунктів полігонометричної мережі м. Чернігова, а саме, 0,025 м; досліджена розбіжність між значеннями координат у місцевій системі та СК-42к, яка, в середньому становить 0,32 м та пояснюються відповідною деформацією мережі в СК-42/СК-63 і не забезпечує необхідної точності визначення параметрів переходу до місцевої системи координат; виконаний аналіз результатів опрацювання координатних визначень у місцевій системі та в СК-63 при середній квадратичній похибці 0,001 м, свідчить про тісний взаємозв’язок та закономірність щодо встановлення місцевих систем координат з метою мінімального спотворення проекції Гаусса-Крюгера і зручності у використанні; запропонована методика високоточних польових супутникових спостережень із застосуванням RTK-технологій. Практична значущість. За результатами виконаних досліджень доведена доцільність використання та можливість відновлення існуючої міської полігонометричної мережі, використовуючи високоточні супутникові технології в режимі кінематики реального часу. Встановлено, що під час проведення топографо-геодезичних та інвентаризаційно-кадастрових робіт на території населеного пункту використання RTK технологій забезпечить надійну точність спостережень. Величини спотворень геодезичної мережі у межах населеного пункту площею до 100 км2 будуть незначними в межах ±0,03 м. Дослідження показали, що використання системи координат СК-42 у поєднанні зі супутниковими технологіями не створюватимуть значного територіального спотворення координатних визначень та не ускладнюватимуть ведення локальних геодезичних робіт. Зазначимо, що пункти міської полігонометрії, отримані у місцевій системі координат та в СК-63, можуть завдати відчутних, до 0,35 м, спотворень геодезичній мережі. Отже, на території Чернігова місцева система координат створює локальну геодезичну мережу та за умови її згущення (відновлення) сучасними RTK-технологіями може використовуватися під час проведення топографо-геодезичних та інвентаризаційно-кадастрових робіт. Цель. Цель данной работы заключается в исследовании возможности восстановления городской полигонометрического сети путем использования высокоточных спутниковых технологий в режиме кинематики реального времени. Методика. Для достижения поставленной цели было задействовано шесть геодезических бригад, укомплектовывались шестью приемниками различных фирм-производителей. Наблюдения проводились как в “статике” так и в ІГГК режиме, причем, определение координат пунктов полигонометрического сети Чернигова в режиме ІГГК выполнялось от перманентной сети с применением различных конфигураций и точек монтирования. Обработка наблюдений проводились специалистами Научно-исследовательского института геодезии и картографии с помощью программного обеспечения. После получения координат пунктов полигонометрического сети Чернигова в различных системах и известных пунктов в местной системе, была смоделирована 11 пар линий, анализ изменения длин которых проводился для каждой координатной системы. Результаты. Результатами этого исследования являются: перечисленные в государственную референцных систему координат УСК-2000 преобразования координат пунктов сети из пространственных геоцентрических в плоские прямоугольные в проекции Гаусса-Крюгера, в соответствующие шестиградусные зоны; вычислены значения координат пунктов в СК-42 и СК-63; получены средние квадратические погрешности координатных определений при различных ЮТС конфигурациях; проанализированы значения координатных отклонений пунктов локальной полигонометрического сети в разных системах координат; выполнен анализ результатов исследований о целесообразности использования и возможности восстановления городских полигонометрического сетей при проведении топографо¬геодезических и инвентаризационно-кадастровых работ на территории населенного пункта с использованием современных ІГГК технологий. Научная новизна. Анализируя результаты исследований, было установлено, высокую точность определения координат при получении поправок в конфигурации аиЬнпах и от перманентной станции Чернигов с незначительными до 10 км базовыми расстояниями; средние значения отклонений между координатными значениями в УСК-2000 и местной системе координат, СК-63К, а также СК-63 находятся в пределах от 0,287 до 0,346 м при средних квадратичных погрешностях 0,037-0,068 м; максимальные отклонения 0,726 и -0,684 м в различиях длин линий УСК-2000 и СК-63, а также между МСК и СК-42К; искажения длин линий достигает, в среднем, 0,30-0,35 м между значениями, полученными в координатных системах УСК-2000 и МСК и СК-63; установлена погрешность определения координат пунктов полигонометрического сети Чернигова, а именно, 0,025 м; исследована расхождение между значениями координат в местной системе и СК-42К, которая, в среднем, составляет, 0,32 м и объясняются соответствующей деформацией сети в СК-42 / СК-63 и не обеспечивает необходимой точности определения параметров перехода к местной системы координат; выполнен анализ результатов обработки координатных определений в местной системе и в СК-63 при средней квадратичной погрешности 0,001 м, свидетельствует о тесной взаимосвязи и закономерности по установлению местных систем координат с целью предотвращения искажений проекции Гаусса-Крюгера и удобства в использовании; предложена методика высокоточных полевых спутниковых наблюдений с применением ЮТС-технологий. Практическая значимость. По результатам выполненных исследований доказана целесообразность использования и возможность восстановления существующей городской полигонометрического сети, используя высокоточные спутниковые технологии в режиме кинематики реального времени. Установлено, что при проведении топографо-геодезических и инвентаризационно-кадастровых работ на территории населенного пункта использования ЮТС технологий обеспечит надежную точность наблюдений. При этом величины искажений геодезической сети в пределах населенного пункта площадью до 100 км2 будут незначительными - в пределах ± 0,03 м. Исследования показали, что использование системы координат СК-42 в сочетании со спутниковыми технологиями не будут создавать значительного территориального искажения координатных определений но не усложнять процесс ведения локальных геодезических работ. При этом отметим, что пункты городской полигонометрии, полученные в местной системе координат и в СК-63, могут нанести ощутимые, до 0,35 м, искажения геодезической сети. Итак, на территории Чернигова местная система координат создает локальную геодезическую сеть и при условии ее сгущения (восстановления) современными RTK-технологиями может использоваться при проведении топографо-геодезических и инвентаризационно-кадастровых работ. Purpose. The purpose of this work is to study the possibility of restoring urban traverse networks using high-precision technologies in satellite mode, real-time kinematics. Method. To achieve this goal were involved surveying six teams that were equipped with six receivers of different manufacturers. The observations were made as the "static" and in RTK-mode, and, determining the coordinates of points traverse the network Chernihiv mode performed by permanent RTK networks with different configurations and mount points. Working observations conducted by specialists of the Research Institute of Geodesy and Cartography by the software. After receiving the coordinates of points traverse the network Chernihiv in different systems and known points in the local system was modeled 11 pairs of lines, analysis of changes in the length of which was performed for each coordinate system. Results. The results of this study are: reference listed in the state system of coordinates USC-2000 transformation coordinates the network of geocentric spatial rectangular planein Gauss-Kruger in relevant areas; calculated the coordinates of points in SC-42 and SC-63; obtained the mean square error of coordinate definitions with different RTK configurations; analyzed the coordinate value deviations local points traverse the network in different coordinate systems; the analysis of the results of feasibility studies on the use and the possibility of restoring urban traverse networks during the survey and inventory and cadastral works in the settlement with modern RTK technology. Scientific novelty. Analyzing the results of studies established: the high accuracy of the coordinates of receipt of amendments configuration automax of permanent stations and Chernihiv with minor base 10 km distance; average values of deviations between the coordinate values in USC-2000 and the local coordinate system SC-63k and SC-63 are in the range of 0,287 to 0,346 m with an average square error 0,037-0,068 m; the maximum deviation of 0.726 and -0.684 differences in the lengths of lines USC-2000 and SC-63 and between the MSC and SC-42k; distortion of lengths of lines reaches an average of 0,30-0,35 m between the values obtained in the coordinate system USC-2000 and MSC and SC-63; installed error of coordinates of points traverse the network Chernihiv, namely 0,025 m; investigated a discrepancy between the local coordinate system and the SC-42k, which on average is, 0,32 m and corresponding deformation due to network in SC-42 / SC-63 does not provide the required accuracy of conversion options in the local coordinate system; the analysis of study results in the local coordinate system definitions and SC- 63 when the error mean square of 0,001 m, indicates the close relationship of law and to establish local coordinate systems for the purpose of minimum distortion Gauss-Kruger and ease of use; the technique of high field of satellite observations using RTK-technology. Practical significance. The results of the studies demonstrated the feasibility of using and the ability to restore existing urban traverse networks using the highly accurate satellite technology kinematics mode in real time. It was established that during the survey and inventory and cadastral works in the settlement using RTK technology provides reliable precision observations. The value of the distortion geodetic network within the settlement area of 100 km2 will be insignificant - within ± 0,03m. Studies have shown that using a coordinate system SC-42 in combination with the satellite technology does not create a significant distortion coordinate territorial definitions and not complicate the process of doing local geodetic work. It should be noted that the City polygonometry points obtained in the local coordinate system and the SC-63 can deliver tangible, to 0.35 m., Distortion geodetic network. So, in the territory of Chernigov local coordinate system creates a local geodetic network and provided its thickening (recovery) RTK-modern technology can be used during the survey and inventory and cadastral.