<<
>>

Основные положения дальнейшего развития государственной геодезической сети Российской Федерации

Обеспечивая многие практические потребности экономики и обороны страны, существующие наземные геодезические методы по точности, оперативности, экономической эффективности не соответствуют некоторым крайне важным современным требованиям науки и практики.

В частности требованиям, возникающим при крупномасштабных съемках городов и поселков, при строительных изысканиях, при геодезическом обеспечении обороны страны, решении задач морской и авиационной навигации и изучении природной среды. Эти задачи на современном уровне требований могут быть решены только с использованием спутниковых методов. Ядром современных геодезических спутниковых методов являются технологии оперативных определений координат (в том числе и высот), основанные на использовании глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США).

Задание, поддержание и воспроизведение системы координат на уровне требований, обеспечивающих решение фундаментальных перспективных задач в области геодезии, геофизики, геодинамики и космонавтики, обусловливает необходимость создания геодезической сети на качественно новом, более высоком, уровне точности.

Чрезвычайно важной особенностью геодезических спутниковых технологий является возможность одновременного определения с сопоставимыми точностями как плановых координат, так и геодезических высот.

При традиционных видах геодезических измерений система высотного обеспечения развивалась обособленно от системы планового обеспечения: высотное и плановое обеспечение создавалось путем развития двух разных видов геодезических сетей. Плановое обоснование развивалось на основе плановых геодезических сетей триангуляции и полигонометрии, а высотное — на основе сетей геометрического нивелирования.

Система нормальных высот на территории России реализована сетью высокоточного геометрического нивелирования I и II классов — главной высотной основы (ГВО) страны.

Сеть нивелирования I и II классов общей протяженностью около 400 тысяч км имеет один исходный пункт — Кронштадт, в котором значение нормальной высоты принимается равным нулю.

Вся сеть нивелирования образует порядка тысячи замкнутых полигонов, по которым производится уравнивание сети как свободной с опорой на один исходный пункт. Поэтому система нормальных высот на всей протяженности нивелирной сети не имеет внешнего контроля, несмотря на то, что территория России имеет береговую линию протяженностью около 12000 км, омываемую морями трех океанов, и в каждом из этих морей расположено по нескольку уровнемерных постов, имеющих высокоточную связь с главной высотной основой. Так как отличие уровня одного моря от другого может достигать метра и более, то уровнемерные данные не могут служить контролем точности нивелирования.

Появляется вполне реальная возможность реализации метода спутникового нивелирования как альтернативы геометрическому нивелированию, но в значительно более оперативном и дешевом варианте. Для практического применения такого метода необходимо составление по гравиметрическим и спутниковым данным точных детальных карт высот квазигеоида на соответствующих территориях как, по существу, нового точного вида исходного геодезического обеспечения.

Применение спутниковых технологий в соответствии с выбранной в нашей стране концепцией (1995 г.) позволяет развивать плановое и высотное обоснование с помощью одной и той же совокупности геодезических сетей. Для согласования измеренных величин (нормальных и геодезических высот), получаемых соответственно по данным нивелирования и данным ГЛОНАСС/бРЭ-измерений, необходимо точное знание высот квазигеоида.

Высшим звеном в иерархии опорных геодезических сетей в системе геодезического обеспечения является одна и та же совокупность геодезических пунктов спутниковых геодезических сетей ФАГС, ВГС и СГС-1, которые являются физической реализацией одновременно высокоточной системы координат и системы нормальных высот.

Существующая геодезическая основа, созданная с помощью традиционных методов геодезических измерений, не обеспечивает на должном уровне возможности использования современных высокоэффективных спутниковых технологий по следующим основным причинам: точность существующих геодезических сетей не отвечает современным требованиям экономики и обороны страны; пункты опорных геодезических сетей, как правило, располагаются в труднодоступных местах, неблагоприятных для их последующего использования в системе геодезического обеспечения с аппаратурой ГЛОНАСС/GPS; большой объем геодезических пунктов, существующих опорных геодезических сетей и места их расположения делают задачу их поддержания в рабочем состоянии практически невыполнимой в современных условиях.

alt="" />

Фиг. III. К разделу 6.2. Параметры Земли 1990 г: высоты квазигеоида (в метрах).


Фиг. TV. К разделу 6.1. Схема пунктов ФАГС и ВГС, определяемых поэтапно на территории Российской Федерации с 1990 г.

Спутниковая геодезическая сеть на 2004 г. состоит из 216 пунктов, в том число: 19 постоянно действующих пунктов ФАГС; 15 периодически определя-

емых пунктов ФАГС; 182 пунктов ВГС.

Фиг. V. К разделу 6.3. Карта современных вертикальиых движений Прикаспия

Фиг. VI. К разделу 6.3. Карта современных вертикальных движений земной поверхности территории

Северо-Запада России и Финляндии (ЦНИИГАиК).



Фиг. VII. К разделу 6.3. Карта высот квазигеоида над эллипсоидом Красовского масштаба 1:11700 000. составленная по результатам астрономо-гравиметрического нивелирования с учетом общего уравнивания астрономо-геодезической сети страны, изданная ЦНПНГАнК.

Роскартография в 199G г.

Государственная геодезическая сеть, создаваемая в соответствии с «Концепцией перехода топографо-геодезического производства на автономные спутниковые методы координатных определений» (1995 г.) и с «Основными положениями о построении государственной геодезической сети Российской Федерации» (2004 г.), структурно формируется по принципу перехода от общего к частному и включает в себя геодезические построения различных классов точности: фундаментальную астрономо-геодезическую сеть (ФАГС), состоящую из 30-50 пунктов при расстояниях между пунктами, равных 650-1000 км. высокоточная геодезическая сеть (ВГС), состоящая из 300-400 пунктов, при расстояниях между смежными пунктами, равных в среднем 300 км; спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1) при расстояниях между смежными пунктами, равных 25-35 км.

Пункты ФАГС и ВГС связываются не менее чем с двумя пунктами ГГС и с двумя пунктами ГВО нивелированием II класса точности, тем самым реализуя и преумножая потенциал старой ГГС. Пункты ФАГС, ВГС и СГС-1 располагаются в легкодоступных местах.

Абсолютные определения силы тяжести выполняются по программе определения фундаментальных гравиметрических пунктов. Периодичность этих определений на пунктах ФАГС устанавливается в пределах 5-8 лет и уточняется в зависимости от ожидаемых изменений измеряемых характеристик.

Первый уровень в современной структуре ГГС занимает фундаментальная астрономо-геодезическая сеть, служащая исходной геодезической основой для дальнейшего повышения точности пунктов государственной геодезической сети.

ФАГС практически реализует геоцентрическую систему координат в рамках решения задач координатно-временного обеспечения (КВО).

В состав постоянно действующих пунктов ФАГС в соответствии с соглашением с Российской академией наук, Роскосмосом и Ростехрегулированием по согласованию включаются 8 пунктов IGS и три пункта РСДБ РАН, а также пункты СДКМ Роскосмоса и пункты службы вращения Земли Ростехре- гулирования.

Система постоянно действующих пунктов ФАГС помимо своего основною назначения — построения высокоточной Российской геоцентрической системы координат — служит решению проблемы точного эфемеридного обеспечения ИСЗ ГЛОНАСС. Для этой цели в ЦНИИГАиК по соглашению с картографо-геодезической службой Германии создан международный эфемеридный центр ИСЗ ГЛОНАСС, что обеспечит эффективное применение ГЛОНАСС при решении задач геодезии, в том числе и на международном уровне.

Количество, расположение постоянно действующих и периодически определяемых пунктов ФАГС, состав аппаратуры и программы наблюдений определяются научно-технической программой построения и функционирования ФАГС с учетом проектов международного сотрудничества. Все пункты ФАГС должны быть фундаментально закреплены с обеспечением долговременной стабильности их положения как в плане, так и по высоте.

Второй уровень в современной структуре ГГС занимает высокоточная геодезическая сеть, основные функции которой состоят в дальнейшем распространении на всю территорию России геоцентрической системы координат и уточнении параметров взаимного ориентирования геоцентрической системы и системы геодезических координат.

ВГС наряду с ФАГС служит основой для развития геодезических построений последующих классов, а также используется для создания высокоточных карт высот квазигеоида совместно с гравиметрической информацией и данными нивелирования.

Сеть пунктов ФАГС и ВГС создавалась начиная с 1999 г. Спутниковая геодезическая сеть на 2005 г. состояла из 212 пунктов, в том числе: 19 постоянно действующих пунктов ФАГС, 15 периодически определяемых пунктов ФАГС и 178 пунктов ВГС (фиг.

Ill, цв. вклейка).

Третий уровень в современной структуре ГГС занимает спутниковая геодезическая сеть 1 класса, основная функция которой состоит в обеспечении оптимальных условий для реализации точностных и оперативных возможностей спутниковой аппаратуры при переводе геодезического обеспечения территории России на спутниковые методы определения координат.

СГС-1 создается относительными методами космической геодезии, обеспечивающими определение взаимного положения ее смежных пунктов со средними квадратическими ошибками 3 мм-f \10~7D по каждой из плановых координат и 5 mm+210~7D по геодезической высоте.

СГС-1 может строиться отдельными фрагментами. Создаваемый фрагмент должен опираться на окружающие пункты ВГС и включать в себя все пункты ФАГС и ВГС, расположенные на территории фрагмента СГС-1.

Средняя квадратическая ошибка определения положения пунктов СГС-1 относительно ближайших пунктов ВГС и ФАГС не должна превышать 1-2 см в районах с сейсмической активностью 7 и более баллов и 2-3 см в остальных регионах страны.

Нормальные высоты должны определяться на всех пунктах СГС-1, либо из геометрического нивелирования с точностью, соответствующей требованиям к нивелирным сетям Н-Ш классов, либо из спутникового нивелирования как разности геодезических высот, определяемых относительными методами космической геодезии, и высот квазигеоида.

Таким образом, для создания новой высокоэффективной государственной системы геодезического обеспечения территории Российской Федерации, основанной на применении глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС и других средств и технологий, должны выполняться: Высокоточные геодезические измерения с наземной спутниковой аппаратурой на пунктах создаваемых ФАГС, ВГС и СГС-1; Абсолютные измерения значений ускорения силы тяжести д с помощью высокоточной гравиметрической аппаратуры и определения нормальных высот на пунктах ФАГС и ВГС; Работы по построению высокоточных карт высот квазигеоида С гравиметрическим методом, необходимых при определении нормальных высот Ну с использованием глобальных навигационных спутниковых систем; Работы по согласованию на соответствующем уровне точности геоцентрической системы координат, задаваемой пунктами ФАГС, с Международной небесной опорной системой (ICRS — International Celestial Reference System) на основе данных РСДБ РАН и пунктов ГСВЧ Ростехрегулирования, которые также входят в состав пунктов ФАГС.

Математическая обработка измерений в государственной геодезической сети выполняется поэтапно по мере накопления материалов. В результате совместной обработки ФАГС, ВГС, СГС-1 и АГС должны быть получены значения координат пунктов ГГС в высокоточной Российской геоцентрической и референцной СК-95 системах координат, а также параметров взаимного перехода. По результатам совместной обработки ГГС, данных нивелирования и гравиметрической информации составляется карта высот квазигеоида на соответствующую территорию. Уравнивание сетей завершается составлением каталогов координат и высот геодезических пунктов.

Уравненные пространственные координаты пунктов ФАГС, ВГС и СГС-1, скорости их изменения и характеристики точности хранятся в специальных каталогах на машинных носителях в геоцентрической и геодезической системах координат с указанием эпох. Каталоги пространственных прямоугольных координат пунктов ФАГС, совмещенных с пунктами наблюдений параметров вращения Земли ГСВЧ, ежегодно публикуются с указанием эпохи в специальных бюллетенях ГСВЧ.

Порядок и особенности каталогизации пунктов ГГС регламентируются действующей Инструкцией по составлению и изданию каталогов геодезических пунктов ГКИНП (ГНТА)-Об, утвержденной г. руководителем Федеральной службы геодезии и картографии России и согласованной г. ВРИД начальника Военно-топографического Управления Генерального Штаба Вооруженных Сил Российской Федерации.

Результаты измерений и уравнивания сетей, координаты геодезических пунктов, другие количественные характеристики элементов ГГС, сведения о геодезических знаках и центрах пунктов хранятся: на всю территорию страны — в банках геодезических данных при Роскартографии; на территорию регионов Российской Федерации — в региональных банках геодезических данных аэрогеодезических предприятий Федеральной службы геодезии и картографии России и геодезических частей Топографической службы ВС РФ, а также в территориальных инспекциях государственного геодезического надзора.

Структура и специальное программное обеспечение региональных банков геодезических данных идентичны и сопряжены с банками геодезических данных при Роскартографии.

<< | >>
Источник: Бровар B.В.. ГРАВИМЕТРИЯ И ГЕОДЕЗИЯ. 2010

Еще по теме Основные положения дальнейшего развития государственной геодезической сети Российской Федерации:

  1. Основные положения дальнейшего развития государственной геодезической сети Российской Федерации
  2. Государственная нивелирная сеть (главная высотная основа)
  3. Об установлении единой общеземной системы нормальных высот
  4. 1.2. Государственная система обеспечения единства измерений