Баученков Сергей Андреевич Цифровые методы топографических съёмок и их применение в учебном процессе

2.2. Технология производства топографической съёмки с использованием спутниковых приёмников. 2.2.1.Требования к созданию ПВО и съёмке методами GNSS Глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) – система радионавигационных искусственных спутников Земли, службы контроля и управления и приёмников спутниковых радиосигналов, обеспечивающая координатно-временные определения на земной поверхности и в околоземном пространстве (ГКИНП-02-262-02). Геодезическая основа для создания ПВО: • Государственные геодезические сети (триангуляция и полигонометрия 1-4 классов, нивелирование 1-4 классов, ФАГС, ВГС, СГС-1) • Геодезические сети сгущения (триангуляция и полигонометрия 1 и 2 разрядов, техническое нивелирование) • Съёмочное обоснование от предыдущих съёмок Координаты и высоты пунктов съёмочного обоснования вычисляют в принятой в Российской Федерации государственной геодезической системе координат и в Балтийской системе высот 1977 года. Средняя плотность пунктов государственной геодезической и нивелирной сетей для создания съёмочного обоснования топографических съёмок с применением глобальных навигационных спутниковых систем, в зависимости от масштаба съёмки и характера территории, должна соответствовать значениям, указанным в табл.1. Таблица 1. Средняя плотность пунктов ГГС и нивелирной сетей для создания съёмочного обоснования топографических съёмок с применением глобальных навигационных спутниковых систем (ГКИНП-02-033-82).. Для различных масштабов съёмки следует использовать высоты сечения рельефа, приведённые в табл.2. Таблица 2. Высоты сечения рельефа для топографических съёмок (ГКИНП-02-033-82). Плановые координаты и высоты пунктов съёмочного обоснования с применением глобальных навигационных спутниковых систем определяют построением съёмочных сетей или методом висячих пунктов. В качестве исходных пунктов, от которых развивается съёмочное обоснование следует использовать все пункты геодезической основы, находящиеся в пределах объекта и ближайшие к объекту за его пределами, но не менее 4 пунктов с известными плановыми координатами и не менее 5 пунктов с известными высотами, так чтобы обеспечить приведение съёмочного обоснования в систему координат и высот пунктов геодезической основы. Геодезическая основа, используемая в качестве опоры для проведения съёмки ситуации и рельефа, должна удовлетворять требованиям по беспрепятственному и помехоустойчивому прохождению радиосигналов. Таблица 3. Рекомендации по применению методов развития съёмочного обоснования и методов спутниковых определений для различных масштабов съёмки и высот сечения рельефа (ГКИНП-02-262-02). При проектировании развития съёмочного обоснования методом построения сети (рис.9), программа полевых работ на объекте должна быть составлена так, чтобы все линии сети были определены независимо друг от друга, включая линии, опирающиеся на пункты геодезической основы. При этом необходимо запроектировать определение линий от каждого вновь определяемого пункта съёмочного обоснования не менее чем до 3 пунктов. Рис.9. Метод построения сети (ГКИНП-02-262-02).. При планировании развития съёмочного обоснования методом определения висячих пунктов (рис.10), необходимо запроектировать определение линий от каждого пункта съёмочного обоснования до ближайшего к нему пункта геодезической основы, а также между соседними пунктами геодезической основы, либо, если это целесообразно, необходимо запроектировать определение линий от пунктов съёмочного обоснования до нескольких ближайших пунктов геодезической основы, получая таким образом засечки. При этом во всех случаях геодезическое построение должно включать необходимое количество пунктов геодезической основы. Рис.10. Метод висячих пунктов (ГКИНП-02-262-02).. Для производства съёмки ситуации и рельефа рекомендуется использовать способ «стой-иди», являющийся разновидностью кинематического метода спутниковых определений. Приёмники, предназначаемые для производства работ по развитию съёмочного обоснования и съёмке ситуации и рельефа, должны соответствовать следующим техническим требованиям: • Должно иметься не менее 6 каналов приёма радиосигналов. • Должна быть обеспечена возможность измерения фазы несущего радиосигнала. • Встроенное программное обеспечение должно поддерживать необходимые для работы методы спутниковых определений • Во время наблюдения спутников должна обеспечиваться возможность получения и вывода на дисплей следующей основной информации: ○ Числа наблюдаемых спутников ○ Числа эпох наблюдений ○ Значения фактора PDOP (или GDOP) ○ Сообщения о потере связи • Должна быть обеспечена возможность ввода, хранения и вывода на компьютер семантической информации. • Комплект приёмника должен включать программный пакет для обеспечения вычислительной обработки и прогнозирования спутникового созвездия. При работе со спутниковой аппаратурой необходимо соблюдать следующие правила (ГКИНП-02-262-02): • Следить за индицируемым на дисплее значением свободного объёма запоминающего устройства приёмника и вовремя принимать меры по передаче накопившейся информации в ЭВМ. • Во избежание утраты данных спутниковые определений, по окончании каждого рабочего дня копировать полученные данные на дискету (PC-карту). • Всегда отражать в полевом журнале (или его электронном аналоге) ход выполнения работ: время начала и конца приёма, инициализации, потери связи и т. п. • Не допускать образования толстого снежного покрова на поверхности антенны приёмника и её обледенения. • Беречь антенну от попадания разряда молнии. • По окончании рабочего дня упаковывать комплект спутниковой аппаратуры в транспортировочные ящики во избежание механических повреждений или воздействия метеофакторов. В сеансе для осуществления приёма на каждом пункте необходимо выполнить следующие операции (ГКИНП-02-262-02): • Провести развёртывание аппаратуры, установить приёмник на пункте и определить высоту антенны. • Подготовить приёмник к работе, как указано в эксплуатационной документации. • Установить режим регистрации данных наблюдения спутников. • Пользуясь клавиатурой, ввести в запоминающее устройство: значение номера пункта, значение высоты антенны и вспомогательную информацию: время начала и конца приёма, потерь связи и др. • Провести приём наблюдений спутников в течение времени, указанного в рабочей программе полевых работ для применяемого метода спутниковых определений. • Выключить режим регистрации данных и выполнить свёртывание аппаратуры. Для осуществления работ на каждом участке съёмки необходимо выполнить следующие действия (ГКИНП-02-262-02): • Провести развёртывание аппаратуры, входящей в комплект подвижной станции так, как это рекомендовано эксплуатационной документацией для способа «стой-иди», и определить высоту антенны. • Подготовить приёмник к работе, как указано в эксплуатационной документации. • Установить режим «стой-иди». • Установить режим регистрации данных наблюдений спутников. • Пользуясь клавиатурой, ввести в запоминающее устройство значение высоты антенны. • Выполнить инициализацию, как описано в эксплуатационной документации применяемого приёмника, и, не выходя из режима «стой-иди», выключить режим регистрации данных наблюдения спутников. • Установить приёмник на съёмочный пикет. • Установить режим регистрации данных наблюдения спутников. • Пользуясь клавиатурой, ввести в запоминающее устройство значение номера пикета, значение высоты антенны и необходимую семантическую информацию. • Выполнить регистрацию данных наблюдения спутников в течение времени, указанного в рабочей программе полевых работ, и, не выходя из режима «стой-иди», выключить режим регистрации данных. • Повторить вышеперечисленные действия на всех пикетах участка съёмки. • Выключить приёмник и выполнить свёртывание аппаратуры. Порядок вычислительной обработки GNSS-измерений: • Предварительная обработка – разрешение неоднозначностей фазовых псевдодальностей до наблюдаемых спутников, получение координат определяемых точек в системе координат ГНСС системы и оценка точности. • Трансформация координат в принятую систему координат. • Уравнивание геодезических построений и оценка точности. В результате проведения вычислительной обработки должен быть составлен каталог координат и высот пунктов съёмочного обоснования. Вышеизложенные требования и рекомендации были приняты ещё в 2002 году, когда развитие ПВО и съёмка с помощью ГНСС-приёмников только начинали получать широкое распространение в России. Однако, с недавнего времени в крупных городах и их областях начали развиваться сети референцных базовых станций, обеспечивающих передачу дифференциальных поправок к измеренным «сырым» данным посредством различных каналов связи (радио, сотовая связь, Интернет). С момента начала функционирования базовых станций исчезла необходимость ставить свою базу для выполнения съёмки, из оборудования теперь нужно иметь лишь спутниковую антенну с вешкой и контроллер, что помогло в разы ускорить работу в области изысканий. Соответственно, назрела необходимость в издании нормативного документа, который позволил бы геодезистам, и, прежде всего, топографам, официально воспользоваться всеми преимуществами новой технологии. Документ (ref.kgainfo.spb.ru), регулирующий использование сети базовых станций (для Санкт-Петербурга) был опубликован 18 марта 2014 года. В нём содержатся следующие разделы: • Требования к выполнению работ по созданию временного съёмочного обоснования на основе применения спутниковой аппаратуры в режиме реального времени (RTK) с использованием сети референцных станций г. Санкт-Петербурга. • Состав отчёта по созданию временного съёмочного обоснования на основе применения спутниковой аппаратуры в режиме реального времени (RTK) с использованием сети референцных станций г. Санкт-Петербурга. • Требования к выполнению работ по созданию временного съёмочного обоснования на основе применения спутниковой аппаратуры статическим методом с использованием сети референцных станций г. Санкт-Петербурга. • Состав отчёта по созданию временного съёмочного обоснования на основе применения спутниковой аппаратуры статическим методом с использованием сети референцных станций г. Санкт-Петербурга. • Требования к выполнению работ по топографической съёмке в масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 на основе применения спутниковой аппаратуры в режиме реального времени (RTK) с использованием сети референцных станций г. Санкт-Петербурга. Опуская техническую и отчётную части документа, можно отметить несколько ключевых моментов, касающихся непосредственно развития ПВО и топографической съёмки: • При отсутствии в районе объекта работ пунктов городской геодезической сети при создании съёмочного обоснования с применением спутниковой аппаратуры должны быть определены координаты и высоты не менее 4-х точек. • На каждом объекте работ должно быть выполнено контрольное определение координат и высот не менее чем на трёх исходных пунктах. • Статические наблюдения на каждой точке выполняются одним приёмом продолжительностью не менее 1 часа. • При наблюдениях статическим методом на каждом объекте работ должно быть выполнено контрольное определение координат и высот на одном исходном пункте. • Максимальное удаление исходных пунктов, используемых для контрольного определения координат и высот, от объекта работ не должно превышать 3 км (для районов, где плотность пунктов не позволяет выполнить данное условие, увеличение дальности должно быть согласовано со специалистами геолого-геодезического отдела КГА, осуществляющими полевую проверку работ). Стоит также отметить, что в Санкт-Петербурге функционирует ещё сеть РС «GeoSpider» с большим территориальным охватом, чем у сети КГА, однако, официальным принимающим органом является именно Комитет Градостроительства и Архитектуры, поэтому, для выполнения съёмки с официальной сдачей её результатов, нужно работать от сети РС данного ведомства. 2.2.2. Технология съёмки с использованием одиночной базовой станции (относительная кинематика) Данная технология является следующим этапом развития DGPS (статический метод дифференциальных измерений). Для начала, необходимо обозначить определения, которые будут встречаться по ходу дальнейшего изложения (Курошев, 2011): Базовая референц-станция – спутниковый приёмник геодезического класса, устанавливаемый на пункте с известными координатами. Подвижная станция (ровер) – спутниковый приёмник, служащий для выполнения приёма на точке, местоположение которой определяют. В общем виде, суть съёмки с использованием одиночной базовой референц-станции можно описать следующим образом: приёмник базовой станции, используя свои точные координаты, определяет дифференциальные поправки для псевдодальностей (фаз) или координат, которыми приёмник подвижной станции исправляет собственные измеренные параметры и в результате получает уточнённые координаты (рис.11). Рис.11. Сущность метода относительной кинематики. Метод относительной кинематики позволяет определять приращения координат между базовой референц-станцией и ровером с точностью до 1 сантиметра на расстоянии до 30 километров, при этом, время, необходимое на одно измерение, к настоящему моменту удалось сократить до 1 секунды за счёт использования интернета. Передача дифференциальных поправок от базовой референц-станции к роверу может осуществляться двумя способами (Байков, 2012): • После выполнения измерений (постобработка). Обработка результатов спутниковых наблюдений на компьютере с помощью специального программного обеспечения. • В реальном времени. Передача поправок в формате RTCM по радиомодему или иному средству беспроводной связи (GSM, Интернет/GPRS). Стоит отметить, что использование радиомодемов ограничено законодательством, и на передачу информации с их помощью необходимо получать лицензию, к тому же, их запрещено использовать вблизи аэропортов и центров связи, а также вблизи мощных передатчиков. Предельные расстояния между ровером и базовой станцией зависят от требуемой точности определения координат точек, методики наблюдений, класса точности оборудования и внешних условий. Например, если проводятся статические измерения при благоприятных условиях, то ровер может находиться на расстоянии до 100 километров от базовой станции, а при измерениях в режиме RTK – до 50 км. Наблюдения выполняются в следующем порядке: • Размещают GNSS-систему (базовую станцию) на пункте, для чего: - Устанавливают штатив с подставкой (либо без нее, если используется штатив с фиксирующей высотой). - Закрепляют внешнюю антенну на штативе и центрируют ее над точкой. - Помещают приемник в кронштейн для полевых работ, который закрепляют на штативе. - Подсоединяют кабель антенны к приемнику. - Измеряют высоту антенны (расстояние от центра пункта до специальной метки на корпусе антенны). • Приводят ровер в рабочее состояние. • Устанавливают связь между ровером и базовой станцией, производят настройки. Также необходимо удостовериться в наличии всех условий для проведения спутниковых наблюдений. • Проводят измерения. • После завершения сеанса наблюдений выключают оба приемника и выполняют свертывание аппаратуры. По окончании спутниковых определений данные из памяти всех приемников, участвующих в сеансе, загружают в компьютер для последующей обработки. Вычислительная обработка включает вычисление координат пунктов сети в системе WGS-84 и трансформирование их в государственную или местную систему координат (систему координат опорной геодезической сети) с последующим уравниванием сети и оценкой точности.

Похожие:

	Конспект лекций мдк 02. 02. Электронные средства и методы геодезических измерений ПМ. 02. Выполнение топографических съемок, графического и цифрового оформления их результатов		Методические указания по прохождению практики и составлению отчета... ПМ. 02 Выполнение топографических съемок, графического и цифрового оформления их результатов
	Рассмотрение заявлений адвокатов. Вопросы текущей деятельности. Голосовали: единогласно Присутствовали: Басов Юрий Романович, Гордеева Ольга Геннадьевна, Леднев Сергей Федорович, Мухаметов Ринат Равилевич, Ногин Сергей...		Рабочая программа профессионального модуля разработана на основе... ПМ. 02 Выполнение топографических съемок, графического и цифрового оформления их результатов
	«Методы определения рефракции» Методическая разработка утверждена на заседании предметной (цикловой) комиссии, рекомендована к использованию в учебном процессе...		Методическая разработка деловой игры «сахарный диабет. Гипергликемическая кома у детей» Деловые игры, как метод активного обучения, в настоящее время находит широкое применение в учебном процессе
	Применение акустико-эмиссионного метода для выявления дефектов сварного шва в процессе сварки При этом реализуется возможность определения с высокой точностью координат дефектов и их оперативного исправления в процессе сварки...		Убить билла (2003) Поэтому было обещано внести некоторые изменения в сюжетную линию фильма непосредственно в процессе съемок
	Рекомендации по использованию в учебном процессе интерактивных образовательных... Данные рекомендации развивают некоторые положения Рекомендаций по использованию инновационных образовательных технологий в учебном...		На выполнение исполнительных топографо-геодезических и маркшейдерских... Открытое акционерное общество «Газпромнефть-Хантос», именуемое в дальнейшем «Заказчик», в лице генерального директора Доктора Сергея...
	Общественная организация «союз маркшейдеров россии» Проект Методических указаний по проведению исполнительных съемок подземных сооружений (плановые и высотные съемки) и по проведению мониторинга...		Опыт применения пакета nastran в учебном процессе на кафедре «Космические... Опыт применения пакета nastran в учебном процессе на кафедре Космические аппараты
	Применение методов активного обучения в образовательном процессе вуза В данной статье рассматривается применение активных методов обучения, опыт использования которого дает возможность решать ряд труднодостижимых...		Авторы: Карауш Сергей Андреевич, заведующий кафедрой охраны труда и окружающей среды Мендовано в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности 280102 "Безопасность технологических процессов...
	Материал и патологогистологические методы исследования В пособии изложены важнейшие гистологические и цитологические способы окраски срезов, а также основные гистохимические и электронно-микроскопические...		Инструкция о порядке контроля и приемки геодезических, топографических и В инструкции излагаются принципы организации и исполнения контроля и приемки геодезических, топографических и картографических работ...