Современное состояние Государственной геодезической сети

Понятие о системах координат

Известно, что для точного определения местоположения объектов на земной поверхности нужно знать координаты точек этих объектов.

Существует множество систем координат. К решению кадастровых вопросов имеют отношение следующие:

а) пространственных прямоугольных координат;

б) геодезических координат;

в) плоских прямоугольных х и у;

г) нормальных высот.

Геоцентрическая система координат – это система пространственных прямоугольных координат, она имеет начало в центре общего земного эллипсоида, точка О совпадает с центром масс земли. Данные для нее получены из спутниковых наблюдений. Для этого были математически обработаны тысячи измерении с ИСЗ и определены параметры общего земного эллипсоида.

Таким образом, данная система координат получила воплощение: в США – это WGS-84, а в РФ – это ПЗ-90.

В системе координат WGS-84 работает GPS- оборудование.

Российская система ГЛОНАСС имеет координаты ПЗ-90. В настоящее время разработаны спутниковые приемники, несущие координаты одновременно и WGS-84 и ПЗ-90.

По параметрам общего земного эллипсоида устанавливают размеры и фигуру земли в целом. Но каждая страна имеет свои физико-географические условия, свои особенности, поэтому при решении геодезических, картографических задач различных отраслей хозяйства каждое государство обычно принимает вместо общего земного эллипсоида другую поверхность относимости. В РФ ею является референц-эллипсоид Красовского.

Ориентировку референц-эллипсоида в теле земли осуществляют по исходным геодезическим датам:

а) координатам начального пункта ГГС (Пулково);

б) исходному азимуту;

в) высоте поверхности эллипсоида над поверхностью квазигеоида.

Все это определяет появление пространственной геодезической системы координат. Её называют также эллипсоидальной или референцной. Центр её совпадает с центром масс земли. Положение точки задают координаты:

а) геодезическая широта В;

б) геодезическая долгота L;

в) геодезическая высота H.

Величины В и L получают в градусной мере.

Геоцентрическая система координат Х; У; Z связана с референцной B; L; H следующими соотношениями:

x=(N+H) cos B cos L;

y=(N+H)cos B sin L;

, где

N = ;

;

В формулах:

а – большая полуось;

е – эксцентриситет эллипсоида;

α – сжатие эллипсоида у полюсов;

N – радиус кривизны первого вертикала.

Государственная геодезическая основа

Координатная основа РФ реализована в виде ГГС. ГГС закрепляет геодезическую (референцную) систему координат на территории страны.

Существуют традиционные способы создания ГГС. Но с развитием космической геодезии, с появлением новых спутниковых измерительных технологий появилась потребность заменить существующею государственную СК-42 на новую, более современную.

Постановлением правительства РФ, начиная с 1 июля 2002г. на территории России устанавливается единая государственная система геодезических координат1995 года (СК-95). Она создана за счет средств госбюджета, относится к федеральной собственности и находится под охраной государства.

Создана СК-95 на основе совместного уравнивания новой сети ГГС.

Новая сеть ГГС включает в себя:

а) астрономо-геодезическую сеть (АГС)-164306 пунктов;

б) ГСС – около 300 тыс. пунктов;

в) независимые спутниковые геодезические сети:

- космическую геодезическую сеть (КГС) - 26 пунктов;

- доплеровскую геодезическую сеть (ДГС) - 131 пункт.

Структурно ГГС связана принципом перехода «от общего к частному».

Первой высшей ступенью является фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС). Она реализует общеземную геоцентрическую систему координат ПЗ-90. Пункты ФАГС равномерно распределены по территории СНГ и удаленны друг от друга на 800-1000 км. СКП взаимного положения пунктов составляют 2см в плане и 3 см по высоте.

Далее идет высокоточная геодезическая сеть (ВГС). Она опирается на пункты ФАГС. Расстояние между пунктами ВГС составляет 150-300 км. Точность взаимного положения пунктов определяется с СКП 10-18 мм в плане и 15-25 мм по высоте.

Третий уровень в структуре современной ГГС – это спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1). Плотность пунктов, расположенных на удалении 25-35 км друг от друга, должна обеспечивать оптимальные условия для использования спутниковой системы позиционирования.

Применение спутниковых методов повышает точность, оперативность, автоматизацию получения информации. Но наряду с очевидными преимуществами этих методов существует и ряд недостатков их. Поэтому необходимо использовать и традиционные технологии создания ГГС.

АГС может создаваться и спутниковыми методами, и традиционными. Она задает на территории страны референцную систему координат с необходимой для практики плотностью. Средняя длинна стороны в АГС составляет 12 км. Она содержит 3, 6 тыс. азимутов, 2, 8 тыс. базисных сторон. СКП изменения азимутов равна 1, 27”, а относительная ошибка их составляет 1: 500000.

ГСС представляют собой сети 3 и 4 классов. Опираются они на пункты АГС и СГС-1. ГСС включает в себя около 300 тыс. пунктов. Средняя длина стороны составляет в 3 классе – 6 км, а в 4 классе – 3 км. СКП взаимного положения пунктов не превышает 5 см.

Референцная система координат и элементы её ориентирования относительно общеземной обязательны для использования на территории страны всеми ведомствами РФ.

Для обеспечения нужд страны высотной основой принята система высот Балтийская 1977 года.

Геодезическая основа межевания земель

Известно, что многие работы, связанные с ведением кадастра объектов недвижимости, выполняются геодезическими методами. Это и составление различных планов, определение площадей земельных участков, восстановление утраченных границ землепользования, различные виды размежевания земельных участков и т.п.

Для ведения геодезических работ необходима опорная сеть. Причем, существующей исходной основы зачастую бывает недостаточно и ее приходится сгущать.

В целях обеспечения управления земельным фондом страны создают сети специального назначения – опорные межевые сети.

ОМС подразделяется на два класса: ОМС1 и ОМС2. Точность их построения характеризуется СКП взаимного положения смежных пунктов. Соответственно СКП равны 0, 05 м и 0, 10 м.

ОМС1 создается в пределах границ городской территории.
ОМС2 создают в черте других нанесенных пунктов.

Плотность пунктов должна быть не менее:

- четырех на 1км²– в черте города;

- двух на 1 км²– в черте других населенных пунктов;

- в небольших поселениях – не менее четырех пунктов на один населенный пункт;

- на землях сельхозназначений делается расчетное обоснование в техпроектах о количестве пунктов.

Пункты ОМС1 должны быть привязаны не менее чем к двум пунктам ГГС. Пункты ОМС2 могут быть привязаны не менее чем к трем пунктам ОМС1.

По возможности пункты ОМС нужно размещать на землях, находящихся в государственной или муниципальной собственности.

Пункты ОМС могут не совпадать с межевыми знаками границ земельного участка.

Плановое и высотное положение пунктов ОМС рекомендуется определять с помощью систем GPS или ГЛОНАСС. Могут также использоваться методы триангуляции, полигонометрии, геодезические засечки, лучевые системы.

Координаты пунктов ОМС2 могут быть определенны фотограмметрическим способом.

Закрепление пунктов ОМС ведется обычно всеми известными методами. Иногда закладывают знаки, специально разработанных конструкций.

Системы координат кадастра недвижимости

При составлении кадастра незастроенных территорий используют СК-63. При составлении кадастра в черте города используют местную (городскую) систему координат.

Основой ГКН является референцная СК-42.

При ведении кадастра уровня РФ координаты представляются величинами B; L; H.

Между местной системой координат и государственной существует связь, называемая «ключом перехода». Он содержит ряд параметров координатной сетки проекции Гаусса-Крюгера. К ним относятся: условное начало системы, угол поворота осей местной системы относительно СК-42 и СК-95 в точке условного начала координат.

Если результаты измерений получены со спутниковых систем позиционирования, то существует задача перевычисления координат из системы в систему. Алгоритмы решения таких задач разработаны и успешно реализуются на ЭВМ.

Светодальномеры

В топографо-геодезическом производстве приборы светодальномеры используются для измерений линий.

Их применение значительно снижает трудоемкость измерительного процесса и повышает точность результатов измерений.

В основе работы прибора лежит соотношение:

где S – измеренное расстояние;
v – скорость распространения электромагнитных колебаний;

t – время распространения колебаний вдоль измеряемой линии.

Технология измерения заключается в следующем. На одном конце линии устанавливаем прибор (приемопередатчик), на другом – отражатель. Световой поток посылается передатчиком на отражатель. Отраженный поток возвращается обратно в приемник. Если измерить время прохождения сигнала туда и обратно, можно вычислить длину линии.

По методу определения времени прохождения света светодальномеры делятся на импульсные, фазовые и комбинированные.

Время распространения света можно определять непосредственно. Такое прямое определение называется импульсным. Но при этом существует трудность фиксации момента времени излучения и приема сигнала.

Косвенное определение происходит в случае фазового метода. Оно основано на измерении разности фаз двух электромагнитных колебаний.

С внедрением лазерных источников излучения появились импульсно- фазовые светодальномеры.

Наиболее широко в геодезической практике применяется светодальномер СТ5 «Блеск». В нем реализован импульсно-фазовый гетеродинный способ измерения. При этом импульсный метод служит для измерения в режиме «ГРУБО», а фазовый – в режиме «ТОЧНО».

Излучателем является полупроводниковый лазерный диод.

Результаты измерений индицируются на цифровом табло. Момент приема отраженного сигнала и окончания счета сопровождается звуковым сигналом.

Дальность действия прибора до 5 км. Точность измерений составляет:

m_s = (10+5·10^-5D) мм.

В комплект СТ5 входит приемопередатчик, отражатели, штативы, оптические цилиндры, блоки питания и зарядные устройства, метеоприборы (барометр- анероид, психрометр, термометр- пращ).

На точность измерений оказывают влияние различные условия. Поэтому неизбежны ошибки. Источники ошибок следующие:

1. Ошибки центрирования и редукции. Необходимо центрировать прибор с помощью оптического центрира и вводить поправки за центрировку и редукцию.

2. Приборные ошибки. Ослабления влияния этих ошибок добиваются своевременными эталонированием метрологической аттестацией его.

3. Личные ошибки наблюдателя.

4. Ошибки влияния внешней среды. Избавляются от них путем введения поправок.

5. Ошибки за наклон линии. Она вычисляется через угол наклона или зенитное расстояние.

6. Ошибка определения превышения между высотами приемопередатчика и отражателя. Она вычисляется по формулам.

Окончательное значение длинны линии получают с учетом всех поправок.

Формула результата измерений имеет вид:

;

В этой формуле слагаемое изм представляет собой результат измерения в режиме «ТОЧНО». Данный результат складывается из среднего значения в режиме «ТОЧНО», полученного из всех наведений, и количества целых километров, полученных в режиме «ГРУБО». Слагаемое - это сумма поправок:

Величина 1·10^-5 является поправкой за температуру, давления и температурное измерение частоты кварцевого генератора. При этом коэффициенты и κ _f определяются по номограмме и по графику в паспорте прибора.

Постоянная приборная поправка к, определяемая при его аттестации, обычно равна нулю.

Поправка за циклическую погрешность δ _ц, определяется по графику, составленному на основании специальных исследований.

Слагаемое представляет собой поправку за наклон линии. Она вычисляется по формуле:

∆ D .

Наклонная линия D находится по соотношению:

D = Dизм + ∆ D.

Превышение h между отметками точек стояния приёмопередатчика и отражателя вычисляется следующим образом:

В формуле:

-H_пп и H_o – высота точек стояния приемопередатчика и отражателя;

-i_пп и i_o – высоты инструмента и отражателя.

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒