Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1)
Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1)
представляет собой пространственное геодезическое построение, 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.
Расстояние между смежными пунктами СГС-1 — 15-25 км в обжитых
районах и 25-50 км в не обжитых раойнах.
Пункты СГС-1 определяются относительными методами космической
геодезии, обеспечивающими определение взаимного положения ее смежных пунктов
со средними квадратическими ошибка-ми 3 мм + 1*10-7D (где D — расстояние
между пунктами) по каждой из плановых координат и 5 мм + 2*10-7D
по геодезической высоте.
Нормальные высоты должны определяться на всех пунктах СГС-1,
либо из геометрического нивелирования с точностью, соответствующей
требованиям к государственным нивелирным сетям II-III
классов, либо из спутникового нивелирования как разности геодезических высот,
определяемых относительными методами космической геодезии, и высот квазигеоида.
Для связи СГС-1 с АГС и нивелирной
сетью часть пунктов СГС-1 должна быть совмещена или связана с существующими
пунктами АГС и реперами нивелирной сети не ниже III класса. Связь, как правило,
должна определяться относительным метододом космической геодезии со средними
квадратическими ошибками не более 2 см для плановых координат при привязке пунктов
АГС и 1 см для геодезических высот при привязке нивелирных реперов. При высотной
привязке использование пунктов АГС с известными нормальными высотами вместо
нивелирных реперов не допускается. Расстояние между пунктами АГС, совмещенными
с пунктами СГС-1 или привязанными к ним, не должно быть больше 70 км при средней
плотности СГС-1 и 100 км при построении разреженной сети СГС-1 в необжитых районах.
Расстояние между нивелирными реперами для связи с пунктами СГС-1 должно быть
не более 100 км.
Пункты СГС-1, совмещенные или связанные с реперами нивелирной
сети I-III классов, используются для уточнения высот квазигеоида. В исключительных
случаях в районах, не обеспеченных необходимыми данными о высотах квазигеоида,
для определения нормальных высот допускается применение тригонометрического
нивелирования. В последнем случае средняя квадратическая ошибка взаимного положения
смежных пунктов по высоте должна быть не более 20 см.
см. также: фундаментальная астрономо-геодезическая
сеть (ФАГС)
высокоточная геодезическая сеть (ВГС)
Алфавитный указатель
Второй уровень в современной структуре ГГС занимает высокоточная геодезическая сеть, основные функции которой состоят в дальнейшем распространении на всю территорию страны 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.
ВГС представляет собой опирающееся на пункты ФАГС, однородное по точности пространственное геодезическое построение, состоящее из системы пунктов, удаленных один от другого на 150 — 300 км. При таком условии общее число пунктов ВАТС будет составлять 500 — 700. Для связи существующей сети с вновь создаваемыми геодезическими построениями определяется взаимное положение пунктов ВГС с ближними пунктами АТС со средней квадратической ошибкой, не превышающей 2 см по каждой координате.
Пункты ВГС определяются относительными методами космической геодезии, обеспечивающими точность взаимного положения со средними квадратическими ошибками, не превышающими 3 мм+ +5- 10~8D (где D — расстояние между пунктами) по каждой из плановых координат и 5 M M + 7 — 1 0 ~ 8 D ПО геодезической высоте. Каждый пункт ВГС должен быть связан измерениями со смежными пунктами ВГС и не менее чем с тремя ближайшими пунктами ФАГС. В исключительных случаях на труднодоступных территориях допускается отсутствие связей между смежными пунктами ВГС при условии их связи с большим количеством близких пунктов ФАГС и использовании наблюдений большей продолжительности.
Одним из назначений ВГС в намеченной концепции координатного обеспечения является создание основы для высокоточного определения высот квазигеоида на всей территории страны. Для этого пункты ВГС должны быть привязаны к государственной нивелирной сети со средними квадратическим ошибками не более 5 см. Определенные из спутниковых измерений и нивелирных данных высоты квазигеоида на пунктах ВАГС планируется проинтерполировать с использованием имеющейся гравиметрической съемки на любые промежуточные точки и затем построить высокоточную карту высот геоида на всю охватываемую ВГС территорию. Выбранные расстояния между пунктами ВГС непосредственно связаны с требованием к точности нивелирных превышений и вычисле-
240
ния гравиметрических поправок. Положение пунктов ВГС, требования к их конструкции и оформлению должны обеспечивать возможность выполнения спутниковых наблюдений в любое время года с одновременным использованием большого числа спутниковых приемников. ВГС должна создаваться, начиная с освоенных и геодинамически активных регионов, сразу с требуемой точностью и плотностью.
Создание сети ВГС на территории России было начато в 1999 г. За полевые сезоны 1999 — 2001 гг. были выполнены спутниковые наблюдения более, чем на 50 пунктах этой сети, охватившей значительную часть европейской территории России.
В 2002 г. запланированы измерения на 13-ти постоянно действующих пунктах ФАГС, 7-ми периодически определяемых пунктах ФАГС и 76-ти пунктах ВГС.
Большинство из этих пунктов совмещено с фундаментальными пунктами первоклассной нивелирной сети. Полученные при этом результаты и их анализ находятся в стадии обработки.
7.3.3. Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1)
Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1) является той основой, которая будет непосредственно использоваться при повседневном решении любых координатных задач с точностями, лимитируемыми только возможностями используемой спутниковой аппаратуры. Средние расстояния между смежными пунктами СГС-1 планируются 30 — 35 км, с увеличением в малообжитых районах до 40—50 км. Общее число пунктов СГС-1 на территории России будет близко к 12 000 — 15 000. СГС-1 должна быть совмещена с существующей государственной геодезической сетью (ГГС), построенной наземными методами, и основываться, как правило, на ее уже заложенных пунктах. Пункты СГС-1 могут быть использованы в качестве опорных для практической реализации активных дифференциальных систем координатных определений, например, при установке опорного приемника на пункте СГС-1, а определяемого — на самолете или другом транспортном средстве.
Спутниковая геодезическая сеть 1 класса занимает третий уровень в современной структуре государственной геодезической сети. Основная функция СГС-1 состоит в обеспечении оптимальных условий для реализации точностных и оперативных возможностей спутниковой аппаратуры при переводе геодезического обеспечения территории России и других заинтересованных стран на спутниковые методы определения координат.
241
СГС-1 представляет собой пространственное геодезическое построение, создаваемое по мере необходимости, в первую очередь, в экономически развитых районах страны, состоящее из системы легко доступных пунктов с плотностью, достаточной для эффективного использования всех возможностей спутниковых определений потребителями, как правило, со средними расстояниями между смежными пунктами 25-35 км.
СГС-1 создается относительными методами космической геодезии, обеспечивающими определение взаимного положения ее смежных пунктов со средними квадратическими ошибками 3MM+1-10~7D ПО каждой из плановых координат и 5MM+2-10~7D ПО геодезической высоте.
СГС-1 может строиться отдельными фрагментами. В каждый фрагмент должны включаться все пункты ВГС и ФАГС, попадающие в область, перекрывающую фрагмент на треть расстояния между смежными пунктами ВГС на данной территории.
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 II…III классов, либо из спутникового нивелирования как разности геодезических высот, определяемых относительными методами космической геодезии, и высот квазигеоида.
Окончательная точность положения пунктов СГС-1 определяется по материалам обработки в соответствии с методиками, определяемыми нормативно-техническими документами по построению СГС-1 и утверждаемыми Федеральной службой геодезии и картографии России.
Для связи с астрономо-геодезической сетью (АГС) и нивелирной сетью часть пунктов СГС-1 должна быть совмещена или связана с существующими пунктами АГС и реперами нивелирной сети не ниже III класса. Связь, как правило, должна определяться методами космической геодезии со средними квадратическими ошибками не более 2 см для плановых координат при привязке пунктов АГС и 1 см для геодезических высот при привязке нивелирных реперов. При высотной привязке использование пунктов АГС с известными нормальными высотами вместо нивелирных реперов не допускается. Расстояние между пунктами АГС, совмещенными с пунктами СГС-1 или привязанными к ним, не должно быть больше 70 км при средней плотности СГС-1 и 100 км при построении разреженной сети СГС-1 в необжитых
242
районах. Расстояние между нивелирными реперами для связи с пунктами СГС-1 должно быть не более 100 км.
Повторные определения координат пунктов ГГС и высот реперов должны планироваться в необходимом объеме и с требуемой точностью для выявления деформаций земной поверхности и изучения закономерностей их изменений. При необходимости повторных определений координат пунктов в сейсмоактивном регионе построение СГС-1 планируется с повторным определением пунктов ВГС на этой и смежной территориях.
В районах произошедших землетрясений с магнитудой 5 и более повторное определение координат пунктов геодезических сетей проводится в возможно короткие сроки. Протяженность создаваемых фрагментов СГС-1, включая пункты ВГС, на которые опираются Фрагменты СГС-1, должна обеспечивать опору на пункты, не затронутые влиянием произошедшего землетрясения. Необходимость повторных определений координат пунктов геодезических сетей, обусловленная деформациями техногенного происхождения, обосновывается Маркшейдерскими и другими геолого-геофизическими данными.
Пункты СГС-1, совмещенные или связанные с реперами нивелирной сети I — III классов, используются для уточнения высот квазигеоида.
В исключительных случаях в районах, не обеспеченных необходимыми данными о высотах квазигеоида, для определения нормальных высот допускается применение тригонометрического нивелирования. В последнем случае средняя квадратическая ошибка взаимного Положения смежных пунктов по высоте должна быть не более 0,20 м.
По согласованному с ЦНИИГАиК техническому проекту Верхневолжское АГП в 1995-1996 г. впервые в России выполнило работы по созданию фрагмента спутниковой сети 1 класса на свою зону деятельности. Спутниковая сеть 1 класса в соответствии с Концепцией перехода топографо-геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений [32] представляет собой сплошную сеть со сторонами 20-50 км. Полевые работы на первой очереди объекта проведены с июля по октябрь 1995 г. силами трех экспедиций ВАГП с использованием шести приемников Wild GPS System 200 [54]. Первая очередь объекта занимает площадь около 230 тыс. км2 и расположена на территории Ивановской, Костромской, Нижегородской, частично Владимирской и Ярославской областей, Республик Марий Эл и Чувашия. Схема первой части объекта приведена на рис 7.3.
Для создания высокоточной спутниковой сети на объекте использованы пункты триангуляции, полигонометрии, а также фундаментальные и фунтовые реперы нивелирования.
243
Рис.7.3. Спутниковая сеть 1 класса на территориях Нижегородской, Ивановской и Костромской областей
При выборе пунктов учитывались следующие требования: углы между смежными пунктами не менее 30° и не более 150°; пункты равномерно покрывают всю территорию объекта;
в западной и южной частях объекта расстояние между пунктами 30-40 км, на остальной территории 40-55 км.
Перед полевыми работами проведены контрольные измерения всеми приемниками на эталонном базисе 2 разряда.
Полевые работы включали обследование пунктов, входящих в состав спутниковой сети, и наблюдения на них. При этом использованы топографические карты масштаба 1: 1 000 000 с вынесенным рабочим проектом всей сети, 1: 200 000 с указанными для каждой станции пунктами сети, 1: 50 000 для поиска пункта на местности; комплекты спутниковой геодезической системы Wild GPS System 200; персональные компьютеры типа NoteBook (один на две бригады); технические теодолиты для составления абрисов препятствий на пунктах; радиостанции типа «Ангара»; вахтовые автомобили и подсобное оборудование для работы в автономном режиме в течение длительного срока.
244
При выполнении работ отрабатывалась методика проектирования и подготовки высокоточных спутниковых измерений, технология выполнения полевых работ с применением трех и более спутниковых приемников. Кроме геометрических параметров построения сети существуют и технологические особенности создания спутниковых геодезических сетей.
При создании фрагмента СГС-1 использован сетевой метод построения с непосредственным измерением каждой стороны.
Спутниковые наблюдения проводились при одновременном включении всех приемников, установленных на ближайших друг к другу пунктах сети. При этом в каждом сеансе наблюдений были измерены не только запроектированные линии между соседними пунктами, но и дополнительные, соединяющие любую пару участвовавших в наблюдениях приемников. Дополнительно измеренные линии можно использовать для контроля измерений и вычислений. По окончании сеанса наблюдений часть станций оставалась на месте, а другие перемещались на следующие по проекту пункты. В очередном сеансе измерений линии между пунктами первой группы измерялись повторно. Наличие линий, измеренных дважды, позволяет выполнить контроль их определения из разных сеансов.
Наблюдения на пунктах выполнялись при следующих условиях: статический режим измерений; угол отсечки 15°; минимальное количество спутников 4; частота регистрации 15 с. Продолжительность непрерывного сеанса наблюдений составила 6 ч. Время начала измерений (23 ч) выбрано согласно графикам изменения показателя GDOP при проектировании полевых работ.
При выполнении работ в 1995 г. расчетное минимальное количество сеансов наблюдений в сети из 146 пунктов при использовании 6 приемников и 3 совместно используемых пунктов в каждом сеансе равно 48. Фактически с учетом внешних ограничений (гидрография, границы объекта, пропуск сеанса отдельными станциями) потребовалось 54 сеанса.
Полевые работы выполнялись в следующей последовательности: шесть станций выезжают на пункты, составляющие исходную фигуру сети (четыре треугольника). После обследования пунктов, за 1 ч до времени включения станции, исполнители уточняют время включения станций на пунктах по радиосвязи. Станции включаются и работают одновременно в течение 6 ч.
После того как все приемники отработали, три приемника остаются на тех же пунктах для осуществления связи новых измерений со старыми, а три других приемника переезжают на новые пункты. В следующее включение три приемника, которые не перемещались от-
245
работают совместно дополнительно 6 ч. При этом получаемые ими линии измеряются дважды. Основной проблемой организации полевых работ при создании спутниковой сети 1 класса является четкая синхронизация времени включения всех приемников. Это обеспечивалось тщательным проектированием времени включения станций, которое затем уточнялось в процессе выполнения работ на объекте по радиосвязи.
На стадии предварительной обработки базисные линии вычислялись с помощью пакета программ SKI на персональных компьютерах типа NoteBook по методике, согласно которой объект разбивается на блоки, содержащие 1 0 — 2 0 пунктов (для каждого блока открывается проект в пакете программ SKI); вычисления базисных линий проводятся при системных параметрах обработки, применяемых в программе по умолчанию, за исключением параметров «Ионосферная модель» (устанавливается значение «Computed model» ) и ограничения длины линии «Limitation», задаваемого в соответствии с длиной обрабатываемой линии; если линия измерена более чем в одном сеансе, обрабатываются данные всех сеансов наблюдений; перед началом обработки базисных линий вычисляются координаты по крайней мере одного из пунктов в режиме Single Point, шестичасовой интервал наблюдений разбивается на два интервала продолжительностью по 3 ч; базисная линия вычисляется на каждом из интервалов с записью результатов в файле-протоколе обработки.
Предварительный анализ результатов первого этапа измерений показал обоснованность применения сетевого дифференциального метода при измерениях на высокоточных спутниковых геодезических сетях. Пример расхождений между линиями из изданного каталога и линиями, непосредственно измеренными в поле парой приемников, приведены в табл. 7.2.
|
Таблица 7.2 |
||||
|
Линия |
Длина линии, |
Расхождения, |
Относительные |
|
|
От |
ДО |
км |
м |
расхождения |
|
Бугор |
Относ |
48,0 |
-0,024 |
1/1 999 847 |
|
Относ |
Выкса |
21,8 |
+0,015 |
1/1 451 047 |
|
Бугор |
Выкса |
36,3 |
-0,002 |
1/1 815 9102 |
|
Тем не менее анализ проведенный уже по первым 128 линиям се- |
||||
|
верной части объекта дал следующие результаты: |
||||
|
Длина линии, км |
44,0 |
|||
|
Расхождениям |
-0,15 |
|||
|
Относительные расхождения |
1/293 333 |
246
Такие значительные систематические отклонения подтвердились при дальнейших работах.
Полевые работы на второй очереди фрагмента СГС-1 выполнены с мая по сентябрь 1996 г. силами шести экспедиций ВАГП при участии предприятия «Центрмаркшейдерия» с использованием девяти приемников [43]. Вторая очередь объекта площадью 180 тыс. км2 расположена на территории Кировской и Нижегородской областей, Республики Мордовия и частично Рязанской области, Республик Марий Эл и Удмуртия.
Полевые измерения и предварительная обработка на второй очереди фрагмента СГС-1 выполнялись аналогично первой очереди. Общее количество пунктов фрагмента СГС-1 первой и второй очередей составило 250.
Схема фрагмента СГС-1 приведена на рис 7.4.
Анализ результатов определения базисных линий показал:
—избежать сбоев в приеме сигналов невозможно (даже на открытых пунктах);
—число и величина сбоев (число потерянных циклов) в большинстве случаев оказывают влияние на разрешение неоднозначности и понижают точность вычислений;
—с разрешением неоднозначности вычислено 10% линий;
—относительная разность длин линий, вычисленных на двух и
более интервалах, изменяется в пределах 1:100 000-1:5 000 000;
—для линий с разрешением неоднозначности в большинстве случаев разность длин и соответствующих координат меньше по сравнению с аналогичными значениями при неразрешении неоднозначности;
—определение местоположения пункта в режиме «Single Point» практически не зависит от использования точных или бортовых эфемерид.
После окончания предварительной обработки второй очереди фрагмента СГС-1 было проведено сопоставление длин всех измеренных линий фрагмента СГС-1 (редуцированных на плоскость в СК-42) со значениями, полученными из решения обратной геодезической задачи по координатам пунктов из изданных каталогов. Для удобства анализа расхождения были сгруппированы по классам пунктов ГГС (табл. 7.3).
|
Класс пунктов |
Таблица 7.3 |
|
Средние расхождения, м |
|
|
1 — 1 |
-0,1097 |
|
1 — 2 |
-0,1737 |
|
1 — 3 |
-0,1122 |
|
2 — 2 |
-0,1516 |
|
2 — 3 |
-0,1548 |
|
3 — 3 |
-0,1135 |
247
Рис. 7.4. Схема фрагмента СГС-1 в зоне деятельности Верхневолжского АГП
Окончательная обработка такого большого фрагмента высокоточной геодезической сети выполнялась в несколько этапов. На первом этапе были определены все линии сети в двух вариантах (по двум программам). Первый вариант — обработка ВАГП с использованием программы SKI фирмы Leica AG (Швейцария). Второй вариант — обработка ЦНИИГАиК с использованием программы GPSurvey фирмы Trimble Navigation Ltd (США). На втором этапе в МИИГАиКе с использованием программы Bernese, разработанной Астрономическим институтом университета г. Берна (Швейцария), были определены пространственные координаты исходных пунктов для обработки относительно пунктов ITRF Менделеево, Потсдам, Анкара, Китаб. В качестве исходных пунктов использовались специально заложенные пункты на крышах зданий ВАГП и его филиалов в городах Нижнем Новгороде, Иваново, Костроме, Кирове, Саранске. Схема определения исходных пунктов приведена на рис. 7.5. На третьем этапе в ВАГП были вычислены пространственные координаты всех пунктов фрагмента СГС-1, выполнено уравнива248
ние и получены координаты пунктов в государственной системе координат СК-42.
Рис. 7.5. Схема определения исходных пунктов фрагмента СГС-1
По итогам работ был составлен проект Методических рекомендаций по использованию спутниковых приемников Wild GPS System 200 при создании спутниковой сети 1 класса.
7.4.Создание и реконструкция городских геодезических сетей
сиспользованием спутниковых технологий
Наряду с созданием глобальных, континентальных и национальных опорных геодезических сетей спутниковые технологии широко используются в различных странах мира при построении и реконструкции региональных и локальных геодезических сетей. В последние годы спутниковые технологии стали применяться в широких масштабах при землеустроительных работах, при создании и эксплуатации крупных инженерных сооружений (атомные электростанции, гидротехнические сооружения) и при решении других задач прикладной геодезии. Повышенный интерес проявляется к созданию и реконструкции локальных опорных геодезических сетей в крупных городах на основе применения спутниковых методов.
Помимо государственной геодезической сети (ГГС) Основными положениями о государственной геодезической сети [46] предусмотрено создание геодезических сетей специального назначения. Геодезические сети специального назначения создаются в тех случаях, когда дальнейшее сгущение пунктов ГГС экономически нецелесообразно или когда требуется особо высокая точность геодезической сети.
249
Геодезические сети специального назначения создаются в единых государственных системах координат или в местных системах координат, устанавливаемых для отдельных участков местности. Под местной системой координат понимается системасКоординат с началом, отличным от начала координат действующей государственной системы геодезических координат. Такая система устанавливается на отдельные участки местности площадью до 5000 км2, либо в пределах территории одного административного района или подобной ему административ- но-территориальной единицы субъекта Российской Федерации, а также в пределах территории города.
Местные системы координат устанавливаются Федеральной службы геодезии и картографии России. Учет и хранение исходных данных, раскрывающих переход от этих местных систем координат к государственным системам, координат (ключи перехода) осуществляется органами государственного геодезического надзора — территориальными инспекциями (ТИГГН). Допускается установление местных систем координат органами и организациями в пределах их компетенции при обязательном согласовании таких систем координат с соответствующими инспекциями госгеонадзора. При этом ключи перехода передаются в инспекцию госгеонадзора.
При создании и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых приемников необходимо учитывать следующие особенности:
—наличие практически во всех городах локальной системы координат, созданной с целью уменьшения расхождений при измерениях на физической поверхности и на крупномасштабных планах;
— необходимость сохранения городской системы координат при любых реконструкциях, переуравниваниях и других работах с целью сохранения большого количества точных (5-10 см) топографических и кадастровых материалов;
—наличие в крупных городах специальных геодезических сетей, предназначенных для строительства метро и редуцированных, как правило, на свою поверхность относимости;
— наличие в ряде городов специальных геодинамических сетей, точность которых отличается от точности городских геодезических сетей.
Специфика построения геодезических сетей в городах обусловлена, прежде всего, многопрофильной деятельностью различных городских организаций, у которых возникает необходимость в получении разнообразной геодезической информации и которые предъявляют различные требования к плотности и местам расположения пунктов сети, а также к точности координатных определений.
250
Отмеченный разнообразный подход привел к тому, что на территориях многих городов стали создаваться различными ведомственными организациями независимые геодезические сети, которые в целом ряде случаев базировались на различных, слабо согласованных друг с другом координатных системах, а также на различных исходных высотных отметках. Современные спутниковые методы открыли возможность построения объединенной опорной геодезической сети, удовлетворяющей запросам различных заинтересованных организаций.
Фактическая точность городской геодезической сети в большинстве городов соответствует требованиям для выполнения стандартных топографо-геодезических работ в городах (топографические съемки масштабов 1:500 и мельче, вынос в натуру проектов и др.). Наибольшие отклонения, выявленные при очередном цикле реконструкции и переуравнивания, составляют, как правило, не более 10 см. Гораздо худшие результаты имеют участки городской сети в присоединенных к городу территориях, где ранее была своя местная система координат либо геодезическая основа на этих территориях создавалась методом наращивания без совместного уравнивания геодезической сети на всей территории города. На таких участках отклонения достигают 20 см и более.
Противоречия между фактическим состоянием и требованиями по точности и однородности городской геодезической сети решаются, как правило, при очередном цикле реконструкции и переуравнивания, включающего в себя следующие этапы:
—сбор сведений о геодезических работах, выполненных на территории города;
—анализ местной системы координат и топографической съемки, базирующейся на различных участках геодезической сети;
—проектирование и выполнение работ по созданию и воостановлению участков сети в местах ее утраты и в перспективных районах;
—совместное переуравнивание городской сети с использованием старых и новых данных;
—анализ расхождения координат совмещенных пунктов, подбор ключа местной системы координат, минимизирующего эти расхождения;
—составление новых каталогов координат городской геодезической сети и замена ими старых;
—выдача рекомендаций по дальнейшему использованию материалов топографической съемки в зависимости от полученных расхождений.
251
7.4А. Опыт создания и реконструкции городских геодезических сетей в 19921995 гг.
Верхневолжское аэрогеодезическое предприятие (ВАГП) и Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК) сотрудничают по использованию спутниковых технологий с начала 90-х годов. За прошедшее время были выполнены большие объемы производственных работ, а также приобретен опыт спутниковых геодезических измерений для различных целей от создания опорных геодезических сетей до топографических съемок в кинематическом режиме. Более чем десятилетний опыт в создании и реконструкции городских геодезических сетей выявил все преимущества использования спутниковых систем по сравнению с традиционными методами.
Уже на начальном этапе, характеризующемся полным отсутствием нормативно-технических документов по использованию спутниковых приемников, был выполнен ряд производственных работ по созданию высокоточных городских спутниковых геодезических сетей. Реконструированы высокоточные каркасные сети 2 класса в городах Иваново и Кострома (рис.7.6 и 7.7). Выполнены работы по уточнению триангуляции города Павлово и связи ее с государственной геодезической сетью. Составлен проект и начаты работы по реконструкции городской геодезической сети Нижнего Новгорода (триангуляция 2 и 3 классов).
При выполнении этих работ был применен и отработан сетевой метод создания геодезической сети в дифференциальном режиме. При сравнении расстояний, непосредственно измеренных в поле, с расстояниями из каталогов координат установлено, что непосредственно измеренные парой спутниковых приемников линии городской триангуляции имеют относительные расхождения с каталожными значениями лучше 1:500 ООО, а не измеренные непосредственно могут быть хуже 1:100 000.
При выполнении работ в городах был выявлен ряд условий, способствующих увеличению производительности работ с применением спутниковых геодезических систем. Это, в первую очередь, тщательное проектирование всей сети с предварительным обследованием всех выбранных пунктов. Во вторых, это выбор способов и методов создания сети, исходя из количества пунктов в сети, количества приемников, участвующих в работе и требований к точности их определения. В третьих это оперативная оценка точности полевых измерений на объекте, например, сравнение горизонтальных дальностей между исходными пунктами с дальностями, полученными по спутниковым измерениям и редуцированным на заданную поверхность.
252
|
ii Кочслысоао |
Иглодмый n^w |
|
Q Тимошшиэ |
Ciopoh* и ny-r>. yN»citvo«« а сети |
Рис.7.6. Каркасная сеть в г. Иваново
При камеральной обработке результатов полевых измерений, выполненных на производственных объектах по созданию, восстановлению и реконструкции геодезических сетей городов Иваново, Костромы и Павлово, была отработана методика уравнивания высокоточных городских геодезических сетей как в местной, так и в государственной системах координат.
Опыт начального этапа производственных работ по созданию высокоточных городских спутниковых геодезических сетей был обобщен в 1995 г. в руководящем техническом материале (РТМ) [62].
РТМ «Применение приемников спутниковой системы WILD GPS System 200 фирмы Лейка (Швейцария) при создании и реконструкции
городских геодезических сетей» ‘
Общие, принципиальные вопросы создания государственной геодезической сети России рассмотрены в «Концепции перехода топо- графо-геодезического производства на автономные методы спутнико-
253
вых координатных определений», вышедшей в 1995 г. Детальная регламентация геодезических работ с использованием спутниковых приемников должна быть раскрыта в Основных положениях и Инструкциях, разработка и утверждение которых ведутся, но в настоящее время не завершены.
Условные обоэначешш ГороАДО Исходной пункт
пвНЛ • Определяемый пункт и линия Измеренная впола линия
Рис. 7.7. Каркасная сеть в г. Костроме
Одним из первых нормативных документов, детально регламентирующих выполнение полевых геодезических работ с использованием спутниковых приемников, был разработанный в Верхневолжском аэрогеодезическом предприятии руководящий технический материал по применению приемников спутниковой системы при создании и реконструкции городских геодезических сетей [62]. Этот РТМ был рекомендован Роскартографией в качестве временного отраслевого нормативного документа (№ 5-15-2463 от 12.09.95).
ВРТМ рассмотрены этапы проектирования, полевого исполнения и предварительной обработки результатов полевых измерений, определены устанрвочные параметры для работы приемников, интервалы времени измерений в зависимости от класса создаваемой сети, предложены схемы работ и методы измерения спутниковых сетей, описан порядок работы при камеральной обработке спутниковых измерений.
Вприложениях РТМ приведены схемы городских геодезических сетей; порядок составления графиков DOP на объект или пункт; поря254
док составления графиков препятствий вокруг пунктов; форма записи азимутов и углов наклона препятствий; форма абриса препятствий для пункта; порядок приема данных с карточек памяти в компьютер; порядок работы при предварительной обработке результатов измерений приемниками геодезической спутниковой системы WILD GPS System 200 с применением программы SKI; условные знаки для схем городских геодезических сетей, полученных с применением спутниковых приемников.
7.4.2. Опыт создания и реконструкции городских геодезических сетей в 1996 — 2001 гг.
В дальнейших производственных работах получили подтверждение положения РТМ о необходимости создания высокоточных сетей только в дифференциальном режиме.
Основными задачами создания и реконструкции городских геодезических сетей были необходимость сохранения городской системы координат, в которой ранее были выполнены крупномасштабные съемки территории города (1:500—1:2000), и одновременно с этим обеспечение высокой точности городской геодезической сети для решения других задач. Работы по модернизации городской геодезической сети, как правило, планировались в два этапа. На первом этапе создавалась каркасная сеть с максимально возможной точностью (с относительными ошибками до 5-Ю»7). В каркасную сеть включалось не менее 50% пунктов городской триангуляции 1, 2 и 3 классов, а также основные узловые пункты полигонометрии 4 класса и пункты высокоточных сетей специального назначения (геодезическая сеть метростроя, нивелирная сеть и др.).
Результаты измерений’ редуцировались на плоскость в местной системе координат. Уравнивание каркасной сети выполнялось в нескольких вариантах:
—с использованием исходных пунктов городской геодезической сети (пунктов государственной сети);
—как свободную сеть, опирающуюся на один исходный пункт и дирекционный угол;
—с измененными параметрами местной системы координат.
В каждом варианте выполнялся анализ расхождений координат на совмещенных пунктах. Такой анализ и подбор новых параметров местной системы координат необходим с целью сохранения местной системы координат, принятой при создании топографических планов масштаба 1:500. Масштабирование результатов спутниковых измерений, как правило, не применялось, а максимально использовалось высотное редуцирование результатов измерений на средний уровень го-
255
рода по полным формулам. При необходимости вносились предложения в инспекции госгеонадзора по изменению параметров в ключе местной системы координат (значение среднего уровня города).
На втором этапе с учетом полученных координат пунктов каркасной сети и параметров местной системы координат, обеспечивающих минимальные расхождения на совмещенных пунктах, выполнялось сгущение городской сети и ее переуравнивание. Указанные положения были реализованы при реконструкции городских геодезических сетей городов Москвы, Нижнего Новгорода, Владимира и др.
Построение спутниковыми методами Московской городской опорной геодезической сети
История создания Московской городской геодезической сети (МГГС) начинается с 1833 г., когда генералом Шубертом была построена первая тригонометрическая сеть, охватывающая Москву и ее окрестности. Дальнейшее развитие сети проходило под влиянием требований городского хозяйства и возможностей геодезической технологии. Поэтому геодезическая сеть Москвы многократно перестраивалась, плотность ее пунктов изменялась и к 1930 г. МГГС представляла собой сеть, состоящую из трех сравнительно независимых сетей, созданных разными ведомствами (Государственной геодезической службой, Мосгоргеотрестом и Метрополитеном) в разное время с разной точностью и по различным нормативным документам. Эти сети не имеют надежной связи с государственными геодезической сетью и между собой. Более того интересы отдельных ведомств и отсутствие координации их деятельности привели к тому, что в Москве используется шесть отличающихся между собой координатных систем, два эллипсоида и три системы высот, параметры которых не всегда достаточно хорошо известны, и которые не всегда связаны с главной высотной основой нашей страны. Так, например, в г. Москве геодезическая сеть Мосгоргеотреста базируется на использовании эллипсоида Бесселя, параметры которого не отвечают современным требованиям, а высоты, характерные для сети Метрополитена, отнесены к условной нулевой отметке. Подобное положение в геодезическом обеспечении наблюдается во многих крупных городах России и других стран.
Современное развитие городского хозяйства Москвы потребовало наличия единой высокоточной опорной геодезической сети, необходимой для решения новых задач, таких как:
— создание и проведение высокоточного городского кадастра; — разработка геоинформационных систем города различного на-
значения (ГИС города);
256
— выделение и продажа земельных участков в пределах города и его окрестностях и другие задачи.
Успешное и эффективное решение перечисленных задач требует высокоточной геодезической сети с точностью взаимного положения пунктов порядка 1-2 см, что соответствует международному стандарту для крупных городов.
Намерение обеспечить требуемую точность взаимного положения пунктов для решения новых задач и навести порядок в геодезическом обосновании различных городских работ, например проведении съемок, разбивке границ землепользования и других, привело к необходимости объединения и реконструкции существующих городских геодезических сетей. При этом в процессе реконструкции необходимо было сохранить всю существующую геодезическую информацию, на которой базируется городское хозяйство, и одновременно с этим обеспечить проведение новых работ с более высокой точностью.
Построить геодезическую сеть, удовлетворяющую указанным условиям, традиционными геодезическими методами практически невозможно. Однако накопленный к началу работ опыт использования спутниковых технологий позволил успешно решать указанные выше проблемы, обеспечивая при этом не только высокий уровень точности, но и оперативность развития сети в сочетании со значительным технико-экономическим эффектом.
Таким образом, реконструкция Московской городской опорной геодезической сети представляла собой задачу создания на базе спутниковой технологии высокоточной опорной геодезической сети, которая должна определить единую метрику города и обеспечить основу для ее дальнейшего сгущения, как спутниковыми методами, так и традиционными наземными геодезическими технологиями.
Работа по реконструкции Московской городской геодезической сети выполнялась по заданию Правительства Москвы. Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК) являлся головной организацией в этой сложной не только в техническом, но и в организационном отношении работе. Прежде всего была разработана концепция реконструкции Московской городской геодезической сети (МГГС), которая включала следующие основные положения:
1. Новая геодезическая сеть создается спутниковым методом в виде сплошной сети, состоящей из пунктов равномерно покрывающих территорию города, со средним расстоянием между ними порядка 3 — 5 км и со средней квадратической ошибкой взаимного положения пунктов 1 см.
257
2.Часть пунктов новой сети должна быть совмещена с пунктами существующих ведомственных геодезических сетей с целью объединения их и обеспечения надежной и точной связи между ними.
3.В новой сети выделяется каркас из нескольких пунктов с рас-
стояниями между ними 10-15 км, на которых необходимо произвести измерения повышенной точности (желательно не хуже МО’7). Пункты такого каркаса необходимы для организации мониторинга деформационных процессов, происходящих в пределах города.
4.Пункты новой сети должны быть совмещены с пунктами существующей высотной сети, определенной геометрическим нивелированием не ниже второго класса.
5.Для математической обработки спутниковых измерений на требуемом уровне точности один пункт (желательно несколько) должен быть привязан к международной спутниковой сети с целью определения его абсолютных координат в системе WGS-84 с дециметровой точностью.
6.Уравнивание новой сети и преобразование координат ее пунктов из WGS-84 в требуемые системы координат, например в СК-42, необходимо сделать в пространственной системе координат. Такое уравнивание и преобразование координат обеспечит определение в каждом пункте новой сети высот квазигеоида с точностью, которой обладают спутниковые измерения. Каталог высот квазигеоида и карта, построенная на его основе, дадут возможность определить нормальные высоты других определяемых пунктов без выполнения гравиметрической съемки и тем самым снять известную высотную проблему при сгущении новой сети и ее дальнейшей эксплуатации заинтересованными организациями.
Указанные основные положения концепции были практически реализованы на следующих этапах реконструкции МГГС. Следующими этапами были разработка технико-экономического обоснования и технического проекта реконструкции Московской городской геодезической сети. Наряду с учеными и специалистами МИИГАиКа в этой работе принимали участие специалисты различных организаций России:
—ОИФЗ им. О. Ю. Шмидта,
—Института геологии и геоэкологии,
—Мосгоргеотреста,
—ТОО «Радиус-М» при дерекции строящегося Метрополитена,
—Московского АГП,
—Верхневолжского АГП.
Разработанный в 1995 г. в соответствии с договором, техническим заданием и календарным планом работ проект реконструкции МГГС был рассмотрен на ряде совещаний с участием специалистов админи-
258
страции Правительства Москвы и ведущих геодезических организаций России и получил одобрение.
В процессе работы над проектом были определены: объем и виды проектируемых работ, сроки их выполнения, необходимые организационные мероприятия, сметная стоимость работ, предварительная схема расположения пунктов; разработаны указания по выполнению полевых спутниковых измерений в городских условиях и методика математической обработки спутниковых измерений. В проект включено более 200 пунктов, в том числе 70 пунктов сети Мосгоргеотреста, 63 пункта сети Метрополитена и 68 пунктов государственной геодезической службы. На рис.7.8 приведена схема расположения пунктов сети.
Рис. 7.8. Схема Московской городской геодезической сети
В1996 г. были выполнены следующие полевые работы:
1.Организационно-подготовительные работы, включающие согласование совместных действий с организациями-соисполнителями, приобретение материалов и оборудования, оформление аренды дополнительных комплектов спутниковых приемников, организация рабочих мест для исполнителей, решение транспортного обеспечения.
259
2.Рекогносцировка и подготовка пунктов сети, при которой были окончательно выбраны 222 пункта МГГС. Результаты рекогносцировки оформлялись в виде карточек с информацией о пунктах сети. Подготовка пунктов к спутниковым измерениям включала ремонт 20 пунктов, создание 21 новых пунктов с закладкой 10 новых центров. По результатам рекогносцировки была уточнена схема реконструкции МГГС. Обоснование и уточнение расположения пунктов для геодинамической части геодезической сети Москвы заключалось в выборе пунктов на основании геофизических критериев, т.е. с учетом расположения флексурно-разрывных зон на территории Москвы. Было выбрано 36 пунктов. Почти все пункты расположены в грунте и совмещены с фундаментальными реперами I или II классов.
3.Планирование спутниковых измерений на пунктах МГГС, которое включало в себя определение: времени суток, количества видимых спутников (не менее 4), величины геометрического фактора (не более 8), угла места спутника (не менее 15°), составление информационных карт для отдельных сеансов наблюдений и схем расположения пунктов в сеансе.
4.Спутниковые измерения на пунктах МГГС.
Проведение спутниковых измерений на пунктах МГГС выполнялось в основном спутниковыми приемниками концерна Leica AG (Швейцария): Wild GPS System-200 и Leica GPS System-300. Измерения проводились в летне-осенний период 1996 г. Всего было выполнено 36 сеансов наблюдений по 6 часов работы в каждом сеансе. На трех исходных пунктах (МИИГАиК, Менделеево и Звенигород) измерения проводились непрерывно в целях обеспечения необходимой точности абсолютных координат при последующей обработке измерений. Спутниковые измерения на пунктах геодинамической части сети проводились двумя сеансами по 22 приемника в каждом сеансе.
Предварительная обработка, анализ и оценка качества спутниковых измерений включала в себя разрешение неоднозначностей, получение предварительных значений линий и координат, предварительный анализ и оценку качества спутниковых измерений по результатам повторных измерений (18 линий), по результатам повторных измерений линий геодинамической части сети (24 линии) разными типами спутниковых приемников, по результатам сравнения измерений трех линий спутниковыми приемниками и высокоточными светодальномерами, по невязкам треугольников.
Обобщенная оценка качества выполненных спутниковых измерений предварительно характеризуется средней квадратической ошибкой взаимного положения пунктов порядка 6 мм и относительной ошибкой порядка 1/2 ООО ООО при среднем расстоянии между пунктами 13 км.
260
Результаты полевых спутниковых измерений, выполненных в 1996 г., и экспертное заключение о них были обсуждены на межведомственном совещании 30 декабря 1996 г. в присутствии представителей ведущих геодезических организаций Москвы.
В настоящее время комплекс работ по реконструкции Московской городской опорной геодезической сети в основном завершен. Выполнен полный анализ спутниковых измерений. Завершено уравнивание спутниковых измерений в системе координат WGS-84, преобразование координат пунктов МГГС из системы координат WGS-84 в Московскую городскую систему координат, в государственную систему координат 1942 г. (СК-42) [40].
Продолжение работ на геодинамической сети будет рассмотрено в разделе 8.
Опыт реконструкции геодезической сети Нижнего Новгорода
История создания геодезической сети г. Нижнего Новгорода относится к 1929 г., когда была создана городская триангуляция и определена местная система координат Нижнего Новгорода, действующая до настоящего времени. За время своего существования сеть трижды реконструировалась и расширялась. В 1982 г. по результатам последнего переуравнивания на территории города существовало 123 исходных пункта триангуляции 2 — 4 классов, около 2500 пунктов полигонометрии 4 класса, 1 и 2 разрядов. Значительная часть пунктов была утрачена либо не пригодна к использованию. Кроме того, в городе была создана высокоточная геодезическая сеть метростроя, не связанная в установленном порядке с городской сетью.
В связи с недостаточным количеством исходных пунктов высших классов (только один 1 класса остальные 2 класса) и в целях максимального совмещения спутниковой сети с городской триангуляцией, на территории города построена высокоточная базисная часть каркасной сети, представляющая собой центральную систему, состоящую из 7 пунктов, опирающуюся на базис длиной 22 км (абсолютная разность традиционных и спутниковых наблюдений составила 12 мм). Треугольники в центральной системе приблизительно равносторонние от 10 до 22 км. Углы в треугольниках не менее 40°. С помощью этого построения, совместившего наиболее точные пункты работ прошлых лет и охватившего всю прилегающую территорию города, сохранена местная система координат Нижнего Новгорода (рис. 7.9).
Остальная часть каркасной геодезической сети построена как сплошная сеть треугольников с углами не менее 30° и сторонами не менее 3000 м, пункты которой по возможности совмещены с сущест-
261
вуюхцими пунктами городской триангуляции. Всего в каркасную сеть города вошло 76 пунктов. В том числе:
—2 пункта СГС-1;
—6 пунктов государственной сети 1-3 класса;
—24 пункта городской триангуляции 2 класса;
—11 пунктов городской триангуляции 4 класса;
—10 пунктов ведомственных геодезических работ;
—4 пункта смежных городских геодезических сетей;
—3 пункта городской полигонометрии;
—2 грунтовых репера II и III класса;
—10 вновь заложенных пунктов (тип центра 160).
Полевые работы по созданию сети производились в марте 1996 г. шестью двухчастотными GPS-приемниками Wild GPS System 200. Продолжительность сеансов наблюдений составляла от 1 до 6 часов в зависимости от их условий. К основным проблемам при производстве работ следует отнести: влияние переотраженных сигналов спутников на качество наблюдений, зашумление сигналов от радиопередающих и коммуникационных устройств, затенение сигналов городскими зданиями и сооружениями.
Уравнивание каркасной геодезической сети выполнено в двух системах координат: в государственной (СК-42) и местной. Количество пунктов, вошедших в уравнивание, составило 163. Так как измерения на пунктах, вошедших в уравнивание, выполнены в разные эпохи, отличаются по точности и методикам наблюдений, уравнивание выполнялось по специальной схеме.
262
В целях исключения искажений высокоточных спутниковых наблюдений сети за счет ошибок исходных пунктов работ прошлых лет уравнивание каркасной спутниковой геодезической сети выполнялось отдельно; пункты этой сети использовались на последующих этапах в качестве исходных для переуравнивания всей остальной сети города.
|
О т н о с и т е л ь н ы е о ш и б к и |
сторон в ы с о к о т о ч н о й ба- |
|
з и с н о й части каркасной сети |
составляют от 1:2 500 ООО до |
1:4 500 ООО, разность координат совмещенных пунктов составили от 12 до 99 мм.
Относительные ошибки сторон остальной части каркасной спутниковой сети составили от 1:300 000 до 1:1 000 000.
Вместе с тем по результатам обработки данных каркасной геодезической сети и старых геодезических данных были выявлены недопустимые значения взаимного положения некоторых пунктов в СК-42 и местной системе координат, причиной которых являются:
—динамика земной поверхности (пункт тр. Новинки — 0,5 м);
—ошибки наблюдений предыдущих работ (пункт тр. Каравииха — 0,1 м);
—ошибки уравнивания предыдущих работ (пункт тр. Кременки — 0,2 м);
—ошибки редуцирования предыдущих работ (пункт тр. Безводное — 0,4 м).
По результатам уравнивания произведено сравнение координат из каталогов прошлых лет издания. В местной системе координат расхождения составили от 3 до 88 мм, в государственной системе координат (СК-42) до 10 см и более. Расхождение длин сторон в СК-42 содержат значительную систематическую ошибку.
Создание в Нижнем Новгороде каркасной геодезической сети и установление жесткой связи с ближайшими пунктами ГГС спутниковыми методами, позволило:
—в значительной степени локализовать деформацию сети от ошибок исходных пунктов и грубых ошибок;
—улучшить однородность структуры сети;
—повысить точность сети;
—объединить различные геодезические построения;
—установить параметры пересчета координат из различных СК;
—получить практическое подтверждение высокой точности СК-95;
—передать на пункты точные пространственные координаты в системе ITRF 94.
Дальнейшим этапом обработки явилось совместное уравнивание параметрическим способом в местной и государственной системах координат всей городской геодезической сети как линейно-углового по-
263
строения с учетом весов измеренных величин старых и новых наблюдений.
Общее количество пунктов, вошедших в уравнивание, составило
|
240. В том числе: |
|
|
пункты СГС-1 |
2 |
|
пункты государственной сети 1 — 3 класса |
15 |
|
пункты городской триангуляции 2 класса |
34 |
|
пункты городской триангуляции 4 класса |
63 |
|
пункты ведомственных геодезических работ |
16 |
|
пункты городских геодезических сетей смежных городов . .4 |
|
|
пункты городской полигонометрии 4 класса |
3 |
|
пункты городской полигонометрии 1, 2 разрядов |
66 |
|
грунтовые репера II и III классов |
2 |
|
вновь заложенные пункты (тип центра 160) |
9 |
|
Относительные ошибки по результатам совместного |
уравнива- |
ния городской геодезической сети Нижнего Новгорода составляют от 1:300 ООО до 1:1 ООО ООО, разность координат совмещенных пунктов — от 12 до 99 мм.
Реконструкция геодезической сети г. Владимира
До последнего времени геодезическая сеть г. Владимира, объединяющая триангуляционные и полигонометрические построения, а также нивелирные ходы и сети разных лет, выполненные различными ведомствами по разным нормативным документам, являлась достаточно разнородной и по точности не соответствовала современным и перспективным направлениям развития инфраструктуры города.
Наибольшие проблемы, вызванные разнородностью и низкой точностью сети, проявлялись при оформлении документов на землю и при проведении на территории города различными ведомствами ин- женерно-строительных работ, прокладке коммуникаций и так далее.
Реконструкция геодезической сети г. Владимира выполнялась совместно специалистами ВАГП, МИИГАиКа и городского комитета по земельной реформе [60].
До начала проведения работ в целях обеспечения преемственности геодезической информации был выполнен анализ существующих на территории города геодезических построений, установлена их точность.
При проведении работ по реконструкции городской геодезической сети была проведена сравнительная оценка длин сторон между пунктами городской и государственной геодезических сетей, полученных из спутниковых измерений и вычисленных по значениям координат пунктов, определяющая достаточно объек-
264
тивно реальную точность взаимного положения пунктов существующей сети.
Полученные разности для пунктов государственной сети (рис. 7.10) имеют один и тот же знак и масштабно зависят от длины стороны. Это подтверждает наличие масштабной ошибки в координатах пунктов.
|
Улово, 1 кл. |
|||||
|
S=25.4 км |
|||||
|
AS=0.193 м |
S=12.4 км |
||||
|
AS/S=1/131 ООО |
AS=0.035 м |
||||
|
AS/S=l/354 ООО |
|||||
|
Мосино, 1 кл. |
|||||
|
S=26.3 км |
|||||
|
AS=0.165 м |
Лемешки, 2 кл. |
||||
|
AS/S=1/159 ООО |
|||||
|
S=7.4 км |
S= 18.9 км |
S=15.9 км |
S=11.6 км |
||
|
AS=0.034 м |
|||||
|
AS=0.158 м |
AS=0.038 м |
||||
|
AS/S=1/217 ООО |
AS=0.158 м |
||||
|
AS/S=1/101 ООО |
AS/S=1/305 ООО |
||||
|
1 |
AS/S=1/120 ООО |
||||
|
1 |
|||||
|
S = l l . l км |
|||||
|
AS=0.120 м |
|||||
|
Батюшково, 2 кл. |
AS/S=l/93 ООО |
||||
|
Байгуши, 1 кл. |
Харино, 2 кл. |
||||
Рис. 7.10. Схема контрольных линий между пунктами государственной геодезической сети
Принимая во внимание тот факт, что местная сеть была сформирована на основе пунктов существующей государственной сети и получила ее ошибки, абсолютные значения расхождений в местной системе — Ах, Ау достигают 15—20 см уже в зоне радиуса 5 км от условного начала. Так же, как и при анализе точности государственной геодезической сети, в местной системе координат обнаруживается тенденция изменения масштаба с увеличением расстояния от условного нуля.
Учитывая, что оценка качества сети проводилась только по пунктам 1-3 классов, можно предположить, что реальная погрешность взаимного положения пунктов 4 класса и 1, 2 разрядов, составляющих основную часть пунктов городской сети, может быть существенно больше, особенно на окраинах города при удалении от осевого меридиана местной системы координат.
В проекте реконструкции городской геодезической сети г. Владимира были закреплены следующие положения, опробованные ранее
265
при реконструкции геодезических сетей городов Москвы, Нижнего Новгорода, Иваново, Костромы:
1.Создать основу городской геодезической сети спутниковым методом в виде сплошной сети, включающей 30-40 пунктов, равномерно расположенных на территории города и присоединенных территориях.
2.Пункты проектируемой сети совместить с пунктами государственной геодезической сети и городской геодезической сети, полученными из работ разных ведомств, а также с реперами нивелирования I
иII классов.
Это обеспечивало необходимое объединение существующих в городе систем координат; повышение их точности и надежности определения параметров преобразования между используемыми в г. Владимире системами координат; исключение дорогостоящей и трудоемкой процедуры закладки новых центров.
В новой геодезической сети были выделены 4 исходных пункта. На указанных пунктах выполнены спутниковые измерения, обеспечивающие их взаимное положение с повышенной точностью. Для корректной математической обработки спутниковых измерений эти 4 пункта сети привязаны к международной спутниковой сети EUREF. Это обеспечило передачу координат в системе WGS на пункты городской сети с максимально возможной точностью.
При построении опорной геодезической сети г. Владимира использовались 8 одновременно работающих станций Wild GPS System 200/300. Для организации бесперебойной работы была проведена рекогносцировка пунктов, составлено расписание спутниковых наблюдений, осуществлен качественный и количественный подбор аппара туры, определены места установки опорных и мобильных станций, рассчитаны длительность сеансов и график наблюдений, схемы перемещения станций на объекте, а также решен целый ряд других вспомогательных вопросов.
Схема спутниковых измерений включает следующие этапы:
—создание исходных пунктов (основные референц-пункты);
—спутниковые измерения на пунктах каркасной сети;
—спутниковые измерения на пунктах городской сети.
На 4-х исходных пунктах был проведен непрерывный девятичасовой сеанс. Передача координат осуществлена от интегрированных в международную референцную сеть пунктов Менделеево (ВНИИФТРИ) на расстоянии 200 км от Владимира и Звенигород (Астросовет РАН) — 250 км. Обработка результатов измерений сторон Менделеево — «исходные пункты», Звенигород — «исходные пункты» и сторон между исходными пунктами осуществлена в трех вариантах.
266
Вкачестве окончательных координат исходных пунктов приняты значения из решения программы BERNESE по линиям между исходными пунктами. Остальные варианты рассматриваются только как контрольные.
Втечение непрерывного девятичасового сеанса на 4-х исходных пунктах остальные станции осуществляли наращивание каркасной сети — два синхронных сеанса по 4 ч с перерывом 1 ч на переезд. Во время последующих четырехчасовых сеансов выполнялось наращивание каркасной сети.
На следующем этапе измерений пункты каркасной сети являлись исходными для измерений на пунктах спутниковой городской геодезической сети.
Измерения на пунктах спутниковой городской геодезической сети выполнялись синхронно группой из 8 спутниковых приемников. Длительность сеансов 2+2 ч с перестановкой антенны между сеансами. Перекрытия между сеансами составляли не менее 3-х пунктов. Всего было выполнено 18 синхронных сеансов спутниковых измерений на 41 пункте опорной геодезической сети.
Впроцессе выполнения полевых работ осуществлялись предварительная обработка поступающей информации, анализ и отбраковка некачественных измерений. Результаты измерений на стадии предварительной обработки обработаны с помощью программных пакетов SKI и BERNESE с использованием точных эфемерид спутников на время измерений.
Предварительный контроль качества осуществлялся по невязкам замкнутых построений и разностям двойных измерений. По результатам предварительной обработки среднее значение максимального вектора отклонения от среднего планового положения пункта по объекту составило 12 мм, и 15 мм по высоте. Максимальные значения расхождений Ах = 34 мм, Ау = 43 мм, что вызвано неудовлетворительными условиями приема спутниковых сигналов на некоторых пунктах. Для предварительной оценки качества спутниковых наблюдений, обработана статистика двойных измерений по объекту.
Врезультате было обработано и уравнено 426 связей между пунктами сети и получены следующие значения оценки точности, характеризующие качество измерений:
средняя квадратическая ошибка измерения линии по разностям двойных измерений 6 мм;
средняя квадратическая ошибка среднего значения линии по разностям двойных измерений 4 мм;
относительная погрешность измерения линии по разностям двойных измерений 1:950 ООО;
267
относительная погрешность уравненного значения линии по разностям двойных измерений 1:1 350 ООО.
На завершающей стадии обработки были решены следующие задачи:
—совместное уравнивание спутниковых и наземных измерений;
—уточнение ключей перехода между координатными системами;
—создание единого каталога и составление технического отчета. После выполнения анализа измерений для уравнивания сети в
местной системе координат в качестве основного был принят вариант уравнивания сети максимально свободной от ошибок исходных данных. Были выбраны десять пунктов каркаса, совмещенных с наиболее надежными пунктами городской сети: Мосино, Мостострой, Бродницы, Байгуши, Кир.Завод, Лемешки, База, Харино, Улова, Батюшково, которые составили сеть первого ранга. Эта сеть была обработана как свободная от исходного пункта каркасной сети База. Ориентировка сети была максимально приближена к городской.
Пункт База в дальнейшем планировалось интегрировать в ВГС и использовать как постоянно действующий пункт для г. Владимира. Нулевой пункт местной системы координат — Собор для этой цели непригоден, так как пункт представляет собой шпиль на куполе собора и выполнение на нем спутниковых измерений соответствующей точности не представляется возможным.
Взаимное положение десяти пунктов сети первого ранга после уравнивания характеризуется следующими погрешностями:
—средняя относительная ошибка сети первого ранга составила 1:200 ООО ООО;
—средняя квадратическая ошибка линии в сети составила 0,002 м. Пункты сети первого ранга были приняты в качестве исходных
для уравнивания сети второго ранга. Уравниваемая сеть второго ранга состояла из 31 пункта, конфигурация сети представляет собой геодезические фигуры со сторонами от 1 до 10 км. При уравнивании каждая линия задавалась со своим весом, исходя из точности измерительной аппаратуры и длины линии.
В результате уравнивания получены следующие характеристики сети:
—средняя относительная ошибка сети второго ранга составила 1:3 000 000;
—средняя квадратическая ошибка линии в сети составила 0,001 м. Эти значения подтверждают точность измерительной аппаратуры
икачество выполненных измерений. При этом расхождения в значениях координат совмещенных пунктов, полученных в результате уравнивания для данного варианта и используемых ранее, составили:
268
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ РОССИИ
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ,
КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ НОРМЫ И ПРАВИЛА
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
о государственной геодезической сети Российской Федерации
ГКИНП (ГНТА)-01-006-03
Обязательны для исполнения всеми субъектами
геодезической и
картографической деятельности
(Федеральный закон «О
геодезии и картографии»)
от 26 декабря 1995
г. № 209-ФЗ
(с изменениями, ст. 6, п.
2)
Утверждены приказом Федеральной службы геодезии и
картографии России от 17 июня 2003
г. № 101-пр.
Согласованы
начальником Военно-топографического управления Генерального Штаба Вооруженных
Сил Российской Федерации 16 июня 2003
г.
Москва
ЦНИИГАиК
2004
Настоящий
нормативно-технический акт (НТА) подготовлен в соответствии с требованиями
Инструкции ГКИНП (ГНТА)-119-94 и является основополагающим документом в области
создания и развития государственной геодезической сети Российской Федерации.
В НТА отражено состояние
государственной геодезической сети на эпоху формирования системы геодезических
координат 1995 года, приведены основные характеристики этой системы и основные
принципы ее установления.
Определены структура и
основные принципы развития государственной геодезической сети Российской
Федерации. Даны основные характеристики создаваемых сетей и указаны требуемые
точности их элементов.
С введением в действие
настоящих «Основных положений о государственной геодезической сети Российской
Федерации» утрачивают силу:
«Основные положения о
построении государственной геодезической сети СССР». М., Геодезиздат, 1954
г.
«Основные положения о
построении государственной геодезической сети СССР». М., Геодезиздат, 1961
г.
« I . Общие положения» в «Инструкции о
построении государственной геодезической сети Союза ССР». М., Издательство
геодезической литературы, 1961
г.
« I . Общие положения» в «Инструкции о
построении государственной геодезической сети Союза ССР». М., Недра, 1966
г.
Допускается применение
«Основных положений о построении государственной геодезической сети СССР» М.
Геодезиздат, 1961 г.
в тех случаях, когда используются методы триангуляции и полигонометрии.
Срок введения в действие 25 июня 2003
г.
Содержание
I.
Общая часть
II.
Государственная геодезическая сеть
2.1. Назначение государственной геодезической сети
2.2. Структура и точность государственной геодезической
сети по состоянию на 1995 год
2.3. Системы отсчета координат и времени
III Развитие
государственной геодезической сети
3.1. Основные принципы развития государственной
геодезической сети
3.2. Фундаментальная астрономо-геодезическая и
высокоточная геодезическая сети
3.3. Спутниковая геодезическая сеть 1 класса,
астрономо-геодезическая сеть и геодезические сети сгущения
3.4. Геодезические сети специального назначения
IV.
Организационные и научно-технические мероприятия
4.1. Организация работ и проектирование сетей
4.2. Математическая обработка измерений в ГГС
4.3. Каталогизация и хранение информации
I . Общая часть
В соответствии с
постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2000 года № 568 «Об
установлении единых государственных систем координат» для использования при
осуществлении геодезических и картографических работ на территории России
устанавливается, начиная с 1 июля 2002
г., единая государственная система геодезических
координат 1995 года (СК-95).
В настоящих «Основных
положениях о государственной геодезической сети Российской Федерации»,
разработанных в рамках организационно-технических мероприятий, необходимых для
перехода к системе координат 1995 года, и в соответствии с Федеральным законом
«О геодезии и картографии» от 26 декабря 1995
г. № 209-ФЗ
(с изменениями), отражено состояние государственной геодезической сети на эпоху
формирования системы геодезических координат 1995 года, приведены основные
характеристики этой системы и основные принципы ее установления.
Определены структура и
основные принципы дальнейшего развития государственной геодезической сети
Российской Федерации. Даны основные характеристики создаваемых сетей и указаны
требуемые точности их элементов.
II . Государственная геодезическая сеть
2.1. Назначение
государственной геодезической сети
2.1 .1. Государственная
геодезическая сеть (далее — ГГС) представляет собой совокупность геодезических
пунктов, расположенных равномерно по всей территории и закрепленных на
местности специальными центрами, обеспечивающими их сохранность и устойчивость
в плане и по высоте в течение длительного времени.
ГГС включает в себя также
пункты с постоянно действующими наземными станциями спутникового автономного
определения координат на основе использования спутниковых навигационных систем
с целью обеспечения возможностей определения координат потребителями в режиме,
близком к реальному времени.
2.1.2. ГГС
предназначена для решения следующих основных задач, имеющих хозяйственное,
научное и оборонное значение:
— установление и
распространение единой государственной системы геодезических координат на всей
территории страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных
требований;
— геодезическое
обеспечение картографирования территории России и акваторий окружающих ее
морей;
— геодезическое
обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра,
строительства, разведки и освоения природных ресурсов;
— обеспечение
исходными геодезическими данными средств наземной, морской и аэрокосмической
навигации, аэрокосмического мониторинга природной и техногенной сред;
— изучение
поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени;
— изучение
геодинамических явлений;
— метрологическое
обеспечение высокоточных технических средств определения местоположения и
ориентирования.
2.1 .3. Наряду с ГГС
созданы государственные нивелирная и гравиметрическая сети, а также
геодезические сети специального назначения.
Государственные геодезическая,
нивелирная и гравиметрическая сети, созданные за счет средств федерального
бюджета, относятся к федеральной собственности и находятся под охраной
государства (ст. 16 Федерального закона «О геодезии и картографии» от 26
декабря 1995 г.
№ 209-ФЗ (с
изменениями).
2.2. Структура и
точность государственной геодезической сети по состоянию на 1995 год
2.2.1 . ГГС, созданная
по состоянию на 1995 год, объединяет в одно целое:
—
астрономо-геодезические пункты космической геодезической сети (далее — АГП
КГС);
— доплеровскую
геодезическую сеть (далее — ДГС);
—
астрономо-геодезическую сеть (далее — АГС) 1 и 2 классов;
— геодезические
сети сгущения (далее — ГСС) 3 и 4 классов.
Пункты указанных построений
совмещены или имеют между собой надежные геодезические связи.
2.2.2. Космическая
геодезическая сеть представляет собой глобальное геодезическое построение.
Координаты ее пунктов определены по доплеровским, фотографическим, дальномерным
радиотехническим и лазерным наблюдениям искусственных спутников Земли (далее —
ИСЗ) системы геодезического измерительного комплекса (далее — ГЕОИК). Точность
взаимного положения пунктов при расстояниях между ними около 1… 1,5 тыс. км характеризуется средними
квадратическими ошибками, равными 0,2…0,3 м.
Из всего состава глобальной
космической геодезической сети в ГГС по состоянию на 1995 год включены данные о
26 стационарных астрономо-геодезических пунктах, расположенных в границах АГС.
2.2.3.
Доплеровская геодезическая сеть представлена 131 пунктом, взаимное положение и
координаты которых определены по доплеровским наблюдениям ИСЗ системы Транзит.
Точность определения взаимного положения пунктов при среднем расстоянии между
пунктами 500…700 км характеризуется средними квадратическими ошибками,
равными 0,4…0,6 м.
2.2.4.
Астрономо-геодезическая сеть состоит из 164306 пунктов и включает в себя:
— ряды
триангуляции 1 класса, сети триангуляции и полигонометрии 1 и 2 классов,
развитые в соответствии с
«Основными положениями о
построении государственной геодезической сети СССР», 1954
г.;
«Основными положениями о
построении государственной геодезической сети СССР», 1961
г.;
«Инструкцией о построении
государственной геодезической сети Союза ССР». М., Издательство геодезической
литературы, 1961 г.;
«Инструкцией о построении
государственной геодезической сети Союза ССР». М., Недра, 1966
г.;
Дополнениями и изменениями по
астрономическим определениям к «Инструкции о построении государственной
геодезической сети СССР», М., Недра, 1966
г.;
«Инструкцией по
полигонометрии и трилатерации», М., Недра, 1976
г.
— траверсы
полигонометрии 1 класса, базисы космической триангуляции большой протяженности,
проложенные в соответствии со специальными техническими указаниями.
Полученные из уравнивания средние
квадратические ошибки измеренных углов на пунктах АГС 1 и 2 классов равны
0,74″ и 1,06″ соответственно.
2.2.4.1.
Астрономо-геодезическая сеть 1 и 2 классов содержит 3,6 тысячи
геодезических азимутов, определенных из
астрономических наблюдений, и 2,8 тысячи базисных сторон, расположенных через
170…200 км.
Точность выполненных в АГС
астрономических определений координат характеризуется следующими средними
квадратическими ошибками:
— астрономической
широты — 0,36″,
— астрономической
долготы — 0,043 s .
Средние квадратические ошибки
измерений астрономических азимутов и базисов, полученные по результатам
уравнивания, соответственно равны 1,27″ и 1:500 000.
2.2.4.2. Точность
определения взаимного планового положения пунктов, полученных в результате
выполненного в 1991 году общего уравнивания АГС как свободной сети,
характеризуется в собственной системе координат средними квадратическими
ошибками:
— 0,02…0,04 м
для смежных пунктов,
— 0,25…0,80 м
при расстояниях от 500 до 9
000 км.
2.2.4.3. Высоты
квазигеоида над референц-эллипсоидом Красовского определены методом
астрономо-гравиметрического нивелирования.
Сеть линий
астрономо-гравиметрического нивелирования покрывает всю территорию страны и
образует 909 замкнутых полигонов, включающих 2897 астрономических пунктов. При
вычислениях превышений квазигеоида использованы данные гравиметрических съемок
масштаба 1:1000000 и крупнее.
Точность определения
превышений высот квазигеоида характеризуется средними квадратическими ошибками:
— 0,06…0,09 м
при расстояниях 10…20 км,
— 0,3…0,5 м при
расстоянии около 1000 км.
2.2.5.
Геодезические сети сгущения 3 и 4 классов включают в себя около 300 тысяч
пунктов. Эти сети созданы методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации
в соответствии с «Основными положениями о построении государственной
геодезической сети СССР», 1954 и 1961
г.г.
2.2.6. Плотность
пунктов ГГС 1, 2, 3 и 4 классов, как правило, составляет не менее одного пункта
на 50 кв. км.
2.2.7. На пунктах геодезических
сетей 1, 2, 3 и 4 классов в соответствии с «Инструкцией о построении
государственной геодезической сети Союза ССР», М., Недра, 1966
г. определены по два ориентирных пункта с подземными
центрами.
2.2.8. Нормальные
высоты верхних марок подземных центров пунктов ГГС определены из
геометрического или тригонометрического нивелирования.
2.2.9.
Существующая плотность ГГС при условии применения современных спутниковых и
аэросъемочных технологий обеспечивает решение задач картографирования и
обновления карт всего масштабного ряда до 1:500 для городов и 1:2000 для
остальной территории.
2.3. Системы отсчета
координат и времени
2.3.1. Единая
государственная система геодезических координат 1995 года получена в результате
совместного уравнивания трех самостоятельных, но связанных между собой,
геодезических построений различных классов точности: КГС, ДГС, АГС по их
состоянию на период 1991-93 годов.
Объем измерительной
астрономо-геодезической информации, обработанной для введения системы координат
1995 года, превышает на порядок соответствующий объем информации,
использованной для установления системы координат 1942 года (СК-42).
2.3.2. Космическая
геодезическая сеть предназначена для задания геоцентрической системы координат,
доплеровская геодезическая сеть — для распространения геоцентрической системы
координат, астрономо-геодезическая сеть — для задания системы геодезических
координат и доведения системы координат до потребителей.
2.3.3. В
совместном уравнивании АГС представлена в виде пространственного построения.
Высоты пунктов АГС относительно референц-эллипсоида Красовского определены как
сумма их нормальных высот и высот квазигеоида, полученных из
астрономо-гравиметрического нивелирования.
В процессе нескольких
приближений совместного уравнивания высоты квазигеоида для территории
отдаленных восточных регионов дополнительно уточнялись с учетом результатов
уравнивания. С целью контроля геоцентричности системы координат в совместное
уравнивание включены независимо определенные геоцентрические радиус-векторы 35
пунктов КГС и ДГС, удаленных один от другого на расстояния около 1000
км, для которых высоты квазигеоида над общим земным
эллипсоидом получены гравиметрическим методом, а нормальные высоты — из
нивелирования.
2.3.4. В
результате совместного уравнивания КГС, ДГС, АГС и значений радиус-векторов
пунктов построена сеть из 134 опорных пунктов ГГС, покрывающая всю территорию
при среднем расстоянии между смежными пунктами 400…500 км.
Точность определения
взаимного положения этих пунктов по каждой из трех пространственных координат
характеризуется средними квадратическими ошибками 0,25…0,80 м при расстояниях
от 500 до 9000 км.
Абсолютные ошибки
отнесения положений пунктов к центру масс Земли не превышают 1
м по каждой из трех осей пространственных координат.
Эти пункты использовались
в качестве исходных при заключительном общем уравнивании АГС.
2.3.5. Точность
определения взаимного планового положения пунктов, полученная в результате
заключительного уравнивания АГС по состоянию на 1995 год, характеризуется средними
квадратическими ошибками:
— 0,02…0,04 м
для смежных пунктов,
— 0,25…0,80 м при
расстояниях от 1 до 9 тыс. км.
2.3.6. Между
единой государственной системой геодезических координат 1995 года (СК-95) и единой
государственной геоцентрической системой координат «Параметры Земли 1990 года»
(ПЗ-90) установлена связь, определяемая параметрами взаимного перехода
(элементами ориентирования). Направления координатных осей 
используемой геоцентрической системы
координат определены координатами пунктов КГС; начало координат этой системы
установлено под условием совмещения с центром масс Земли.
2.3.7. За отсчетную
поверхность в государственной геоцентрической системе координат (ПЗ-90) принят
общий земной эллипсоид со следующими геометрическими параметрами:
— большая полуось 6378
136 м;
— сжатие
1:298,257839.
Центр этого эллипсоида
совмещен с началом геоцентрической системы координат; плоскость начального
(нулевого) меридиана совпадает с плоскостью XZ этой
системы.
Геометрические параметры
общего земного эллипсоида приняты равными соответствующим параметрам уровенного
эллипсоида вращения. При этом за уровенный эллипсоид вращения принята внешняя
поверхность нормальной Земли, масса и угловая скорость вращения которой
задаются равными массе и угловой скорости вращения Земли.
Масса Земли М, включая
массу ее атмосферы, умноженная на постоянную тяготения f , составляет геоцентрическую гравитационную постоянную fM = 39860044×107 м3/с2,
угловая скорость вращения Земли ω принята равной 7292115×10-11 рад/с,
гармонический коэффициент геопотенциала второй степени J 2 , определяющий сжатие общего земного
эллипсоида, принят равным 108263×10-8.
2.3.8. Система
координат 1995 года установлена так, что ее оси параллельны осям
геоцентрической системы координат. Положение начала СК-95 задано таким образом,
что значения координат пункта ГГС Пулково в системах СК-95 и СК-42 совпадают.
Переход от геоцентрической
системы координат к СК-95 выполняется по формулам:
X СК -95 = X ПЗ -90 — Δ X o ,
Y СК -95 = Y ПЗ -90 — Δ Y o ,
Z СК -95 = Z ПЗ -90 — Δ Z o
где ΔХо, ΔY о , ΔZ о —
линейные элементы ориентирования, задающие координаты начала системы координат 1995
года относительно геоцентрической системы координат ПЗ-90, составляют ΔХо = +25,90
м, ΔY о = -130,94 м,
ΔZ о = -81,76 м.
За отсчетную поверхность в
СК-95 принят эллипсоид Красовского с параметрами:
— большая полуось 6378
245 м;
— сжатие 1:298,3.
Малая полуось эллипсоида
совпадает с осью Z , остальные оси системы координат СК-95
лежат в его экваториальной плоскости, при этом плоскость начального (нулевого)
меридиана совпадает с плоскостью XZ этой системы.
2.3.9. Положение
пунктов ГГС в принятых системах задается следующими координатами:
—
пространственными прямоугольными координатами X , Y , Z ;
— геодезическими
(эллипсоидальными) координатами В, L , Н;
— плоскими
прямоугольными координатами x и у, вычисляемыми в проекции Гаусса-Крюгера.
При решении специальных задач
могут применяться и другие проекции эллипсоида на плоскость.
2.3.10.
Геодезические высоты пунктов ГГС определяют как сумму нормальной высоты и
высоты квазигеоида над отсчетным эллипсоидом или непосредственно методами
космической геодезии, или путем привязки к пунктам с известными
геоцентрическими координатами.
Нормальные высоты пунктов ГГС
определяются в Балтийской системе высот 1977 года, исходным началом которой
является нуль Кронштадтского футштока.
Карты высот квазигеоида над
общим земным эллипсоидом и референц-эллипсоидом Красовского на территории
Российской Федерации издаются Федеральной службой геодезии и картографии России
и Топографической службой ВС РФ.
2.3.11. Масштаб
ГГС задается Единым государственным эталоном времени-частоты-длины. Длина метра
принимается в соответствии с резолюцией XVII Генеральной конференции по мерам и весам (октябрь 1983
г.) как расстояние, проходимое светом в вакууме за 1:299
792 458-ую долю секунды.
2.3.12. В работах
по развитию ГГС используются шкалы атомного ТА ( SU ) и координированного UTC ( SU ) времени, задаваемые существующей
эталонной базой Российской Федерации, а также параметры вращения Земли и
поправки для перехода к международным шкалам времени, периодически публикуемые
Госстандартом России в специальных бюллетенях Государственной службы времени и
частоты (ГСВЧ).
2.3.13.
Астрономические широты и долготы, астрономические и геодезические азимуты,
определяемые по наблюдениям звезд, приводятся к системе фундаментального
звездного каталога, к системе среднего полюса и к системе астрономических
долгот, принятых на эпоху уравнивания ГГС.
2.3.14.
Метрологическое обеспечение геодезических работ осуществляется в соответствии с
требованиями государственной системы обеспечения единства измерений.
2.3.15. Типы
средств измерений, применяемые при создании ГГС, включая импортируемые, должны
быть утверждены, а средства измерений при выпуске из производства, после
ремонта и в процессе эксплуатации должны проходить поверку в соответствии с
Федеральным законом «Об обеспечении единства измерений» от 27.04.1993 № 4871-1 (с
изменениями).
III Развитие государственной
геодезической сети
3.1. Основные принципы
развития государственной геодезической сети
3.3.1. 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.
3.1.2. Построение
такой сети — составная часть новой высокоэффективной государственной системы
геодезического обеспечения территорий Российской Федерации, основанной на
применении методов космической геодезии и использовании глобальных
навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS .
3.1.3.
Государственная геодезическая сеть, создаваемая в соответствии с настоящими
«Основными положениями», структурно формируется по принципу перехода от общего
к частному и включает в себя геодезические построения различных классов
точности:
— фундаментальную
астрономо-геодезическую сеть (ФАГС),
— высокоточную
геодезическую сеть (ВГС),
-спутниковую геодезическую сеть 1 класса (СГС-1).
В указанную систему построений
вписываются также существующие сети триангуляции и полигонометрии 1…4
классов.
На основе новых высокоточных
пунктов спутниковой сети создаются постоянно действующие дифференциальные
станции с целью обеспечения возможностей определения координат потребителями в
режиме близком к реальному времени.
3.1.4. По мере развития сетей
ФАГС, ВГС и СГС-1 выполняется уравнивание ГГС и уточняются параметры взаимного
ориентирования геоцентрической системы координат и системы геодезических
координат СК-95.
3.2. Фундаментальная
астрономо-геодезическая и высокоточная геодезическая сети
3.2.1. Высший
уровень в структуре координатного обеспечения территории России занимает
фундаментальная астрономо-геодезическая сеть. Она служит 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).
3.2.2.
Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть состоит из постоянно действующих и
периодически определяемых пунктов Роскартографии, формирующих единую сеть на
территории Российской Федерации.
В состав постоянно
действующих пунктов ФАГС включаются пункты Роскартографии и АГП КГС, а также,
по согласованию, расположенные на территории России пункты лазерной локации
спутников, сверхдлиннобазисной радиоинтерферометрии, пункты службы вращения
Земли, и другие пункты спутниковых наблюдений, измерения на которых позволяют
поддерживать и уточнять геоцентрическую систему координат.
Расстояние между смежными
пунктами ФАГС — 650…1000 км.
Количество, расположение
постоянно действующих и периодически определяемых пунктов ФАГС, состав
аппаратуры и программы наблюдений определяются программой построения и
функционирования ФАГС.
Все пункты ФАГС должны быть
фундаментально закреплены с обеспечением долговременной стабильности их
положения, как в плане, так и по высоте.
3.2.4.
Пространственное положение пунктов ФАГС определяется методами космической
геодезии в геоцентрической системе координат относительно центра масс Земли со
средней квадратической ошибкой 10…15
см, а средняя квадратическая ошибка взаимного положения
пунктов ФАГС должна быть не более 2
см по плановому положению и 3
см по высоте с учетом скоростей их изменения во времени.
В число основных задач построения ФАГС входит достижение требуемой точности и
достоверное оценивание точности создаваемой новой геоцентрической системы
координат и определение изменений координат пунктов ФАГС во времени.
На пунктах ФАГС выполняются
определения нормальных высот и абсолютных значений ускорений силы тяжести.
Определения нормальной высоты производится нивелированием не ниже II класса точности, абсолютные определения силы тяжести — 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.
3.2.5. Задаваемая
пунктами ФАГС геоцентрическая система координат согласовывается на
соответствующем уровне точности с фундаментальными астрономическими (небесными)
системами координат и надежно связывается с аналогичными пунктами различных
государств в рамках согласованных научных проектов международного
сотрудничества.
Параметры связи между земной
системой координат, задаваемой пунктами ГГС, с фундаментальными
астрономическими (небесными) координатами на адекватном уровне точности
устанавливаются оперативными наблюдениями ГСВЧ и публикуются в специальных
бюллетенях этой службы.
3.2.6. 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.
3.2.7. ВГС
представляет собой опирающееся на пункты ФАГС, однородное по точности
пространственное геодезическое построение, состоящее из системы пунктов,
удаленных один от другого на 150…300 км.
Пункты ВГС определяются
относительными методами космической геодезии, обеспечивающими точность
взаимного положения со средними квадратическими ошибками, не превышающими 3
мм +5×10-8
D (где D —
расстояние между пунктами) по каждой из плановых координат и 5
мм +7×10-8
D по геодезической
высоте. Каждый пункт ВГС должен быть связан измерениями со смежными пунктами
ВГС и не менее чем с тремя ближайшими пунктами ФАГС. В исключительных случаях
на труднодоступных территориях допускается отсутствие связей между смежными
пунктами ВГС при условии их связи с большим количеством близких пунктов ФАГС и
использовании наблюдений большей продолжительности.
На пунктах ВГС выполняются
определения нормальных высот и абсолютных значений ускорений силы тяжести.
Периодичность этих определений устанавливается Роскартографией в зависимости от
ожидаемых изменений измеряемых характеристик.
Для связи существующей сети с
вновь создаваемыми геодезическими построениями определяется взаимное положение
пунктов ФАГС и ВГС с ближними пунктами АГС со средней квадратической ошибкой,
не превышающей 2 см
по каждой координате. Для связи с главной высотной основой пункты ВГС
привязываются к реперам нивелирной сети I … II классов или совмещаются с реперами соответствующих линий
нивелирования.
3.3. Спутниковая
геодезическая сеть 1 класса, астрономо-геодезическая сеть и геодезические сети
сгущения
3.3.1. Третий
уровень в современной структуре ГГС занимает спутниковая геодезическая сеть
1-го 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.
3.3.2. СГС-1
представляет собой пространственное геодезическое построение, создаваемое по
мере необходимости, в первую очередь, в экономически развитых районах страны,
состоящее из системы легко доступных пунктов с плотностью, достаточной для
эффективного использования всех возможностей спутниковых определений потребителями,
как правило, со средними расстояниями между смежными пунктами около 25…35
км.
СГС-1 создается
относительными методами космической геодезии, обеспечивающими определение
взаимного положения ее смежных пунктов со средними квадратическими ошибками 3 мм +1×10-7 D по каждой из
плановых координат и 5 мм +2×10-7 D по геодезической
высоте.
3.3.3. СГС-1 может
строиться отдельными фрагментами. В каждый фрагмент должны включаться все
пункты ВГС и ФАГС, попадающие в область, перекрывающую фрагмент на треть расстояния
между смежными пунктами ВГС на данной территории.
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 II … III классов, либо из спутникового
нивелирования как разности геодезических высот, определяемых относительными
методами космической геодезии, и высот квазигеоида.
3.3.4.
Окончательная точность положения пунктов СГС-1 определяется по материалам
обработки в соответствии с нормативно-техническими актами по построению СГС-1,
утверждаемыми Роскартографией.
3.3.5. Для связи
СГС-1 с АГС и нивелирной сетью часть пунктов СГС-1 должна быть совмещена или
связана с существующими пунктами АГС и реперами нивелирной сети не ниже III класса. Связь, как правило, должна определяться относительным
методом космической геодезии со средними квадратическими ошибками не более 2
см для плановых координат при привязке пунктов АГС и 1
см для геодезических высот при привязке нивелирных
реперов. При высотной привязке использование пунктов АГС с известными
нормальными высотами вместо нивелирных реперов не допускается. Расстояние между
пунктами АГС, совмещенными с пунктами СГС-1 или привязанными к ним, не должно
быть больше 70 км
при средней плотности СГС-1 и 100
км при построении разреженной сети СГС-1 в необжитых
районах. Расстояние между нивелирными реперами для связи с пунктами СГС-1
должно быть не более 100 км.
3.3.6. В случае
необходимости могут создаваться геодезические сети сгущения в соответствии с
нормативно-техническими актами, утверждаемыми Роскартографией.
3.3.7. Повторные
определения координат пунктов ГГС и высот реперов должны планироваться в
необходимом объеме и с требуемой точностью для выявления деформаций земной
поверхности и изучения закономерностей их изменений.
При необходимости повторных
определений координат пунктов в сейсмоактивном регионе построение СГС-1
планируется с повторным определением пунктов ВГС на этой и смежной территориях.
В районах происшедших
землетрясений с магнитудой 5 и более повторное определение координат пунктов
геодезических сетей проводится в возможно короткие сроки. Протяженность
создаваемых фрагментов СГС-1, включая пункты ВГС, на которые опираются
фрагменты СГС-1, должна обеспечивать опору на пункты, не затронутые влиянием
произошедшего землетрясения. Необходимость повторных определений координат
пунктов геодезических сетей, обусловленная деформациями техногенного
происхождения, обосновывается маркшейдерскими и другими геолого-геофизическими
данными.
3.3.8. Пункты
СГС-1, совмещенные или связанные с реперами нивелирной сети I … III классов, используются для уточнения высот квазигеоида.
В исключительных случаях в
районах, не обеспеченных необходимыми данными о высотах квазигеоида, для
определения нормальных высот допускается применение тригонометрического нивелирования.
В последнем случае средняя квадратическая ошибка взаимного положения смежных
пунктов по высоте должна быть не более 20
см.
3.4. Геодезические сети
специального назначения
3.4.1. Геодезические сети специального
назначения создаются в тех случаях, когда дальнейшее сгущение пунктов ГГС
экономически нецелесообразно или когда требуется особо высокая точность
геодезической сети.
3.4.2.
Геодезические сети специального назначения создаются в единых государственных
системах координат или в установленном порядке в местных системах координат.
3.4.3. Учет и
хранение исходных данных, раскрывающих переход от местных систем координат к
государственным системам координат (ключи перехода) осуществляется органами
государственного геодезического надзора (госгеонадзора).
IV . Организационные и научно-технические мероприятия
4.1. Организация работ и
проектирование сетей
4.1.1.
Производственный цикл построения геодезических сетей состоит из следующих
основных видов работ: проектирование, рекогносцировка и закрепление
геодезических пунктов, выполнение измерений, математическая обработка,
составление каталогов и технических отчетов.
4.1.2. ФАГС
создается в соответствии с научно-техническим проектом и специальным
руководством.
4.1.3.
Проектирование геодезических сетей выполняется с учетом всех ранее исполненных
работ после обследования сохранности геодезических пунктов.
Выбор места расположения
геодезического пункта и типа центра должен обеспечивать долговременную
сохранность и устойчивость пунктов в плане и по высоте в течение длительного
периода времени и удобства его использования.
Пункты СГС-1 располагаются,
как правило, в легко и круглогодично доступных местах с условиями,
благоприятными для спутниковых наблюдений. При соблюдении указанных требований
пункты СГС-1 могут совмещаться с существующими пунктами АГС или реперами
нивелирной сети I … III классов.
В геодинамически активных
регионах при выборе местоположения пунктов учитываются данные о вертикальных
движениях земной поверхности, а также данные о структуре разломов земной коры.
СГС-1 на территориях существующих геодинамических и техногенных полигонов
проектируется с учетом уже созданных на них плановых и высотных геодезических
построений.
4.1.4. Типы
центров устанавливаются в зависимости от физико-географических условий района
работ, глубины промерзания и оттаивания грунтов, гидрогеологического режима и
других особенностей местности.
4.1.5. В целях
обеспечения длительной сохранности центров геодезических пунктов, они подлежат
периодическому обследованию и при необходимости восстановлению.
4.1.6.
Геодезический пункт считается утраченным, если не сохранился ни верхний, ни
нижний центр и утрата центра подтверждена данными
инструментально-геодезического поиска.
4.1.7. Предприятия
Роскартографии несут ответственность за поддержание в рабочем состоянии пунктов
ГГС в пределах закрепленной за ними территории.
4.2. Математическая
обработка измерений в ГГС
4.2.1.
Математическая обработка измерений в государственной геодезической сети выполняется
поэтапно по мере накопления материалов.
4.2.2.
Математическая обработка геодезических измерений, выполняемых при построении и
модернизации ГГС, включает полевые вычисления, предварительные вычисления и
уравнивание сетей.
4.2.3. Полевые
вычисления выполняются с целью контроля измерений на их соответствие допускам,
установленным действующими нормативно-техническими актами и техническими
предписаниями на выполнение работ. При выполнении работ традиционными
геодезическими методами полевые вычисления выполняются непосредственно на
каждом пункте наблюдений.
При использовании спутниковых
методов космической геодезии соответствующие контрольные вычисления должны быть
выполнены до завершения полевых работ на объекте. Объемы и состав полевых
вычислений устанавливаются в технических проектах на выполнение работ и в
соответствующих методических указаниях и инструкциях. При построении ФАГС, ВГС
и СГС-1 полевой контрольной обработке подвергаются, как правило, материалы
наблюдений по взаимной связи пунктов вновь создаваемых и существующих сетей.
4.2.4. Целью
предварительных вычислений является вероятностно-статистический анализ
результатов измерений, выявление и исключение грубых ошибок, вычисление рабочих
координат, оценка качества и подготовка всей измерительной информации к
окончательной обработке. Необходимость выполнения предварительной обработки
результатов спутниковых наблюдений и ее содержание определяются при техническом
проектировании работ.
Результаты измерений,
прошедших предварительную обработку, передаются в архивы и банки данных.
4.2.5. Результаты
наблюдений ФАГС обрабатываются в соответствии с программой ее построения.
Порядок обработки ВГС, СГС-1, а также совместной обработки ФАГС, ВГС, СГС-1 и
АГС определяется соответствующими методическими указаниями.
В результате совместной
обработки ФАГС, ВГС, СГС-1 и АГС должны быть получены значения координат
пунктов в системах геодезических и геоцентрических координат, а также параметры
перехода, устанавливающие связь между координатами пунктов в обеих системах.
4.2.7. При
уравнивании геодезических сетей 3 и 4 классов в качестве исходных используются
уравненные координаты пунктов высших классов. Измерения, выполненные в сетях 3
и 4 классов, редуцируются методом проектирования на поверхность отсчетного
эллипсоида, а затем, при необходимости, на плоскость в проекции Гаусса-Крюгера.
Для редуцирования используются нормальные высоты и высоты квазигеоида над
эллипсоидом, полученные в результате совместной обработки ФАГС, ВГС, СГС-1 и
АГС.
4.2.8. По
результатам совместной обработки ГГС, данных нивелирования и гравиметрической
информации составляется карта высот квазигеоида на соответствующую территорию.
4.3. Каталогизация и
хранение информации
4.3.1. Уравнивание
сетей завершается составлением каталогов координат и высот геодезических
пунктов и составлением научно-технических отчетов. При уравнивании сетей по
объектам работ каталоги координат и технические отчеты составляются отдельно по
каждому объекту.
4.3.2. На территорию
страны составляются и издаются каталоги пунктов ГГС, в основной раздел которых
помещаются плоские прямоугольные координаты этих пунктов.
Плоские прямоугольные
координаты приводятся в проекции Гаусса-Крюгера с шестиградусными зонами.
Осевыми меридианами шестиградусных зон являются: 21, 27, 33, …,177º.
Началом координат в каждой зоне является точка пересечения осевого меридиана с
экватором; значение ординаты на осевом меридиане принимается равным 500
км.
Наряду с плановыми
координатами в банках данных ГГС помещаются нормальные высоты пунктов и высоты
квазигеоида.
4.3.3. 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.
4.3.4. Порядок и
особенности каталогизации пунктов ГГС регламентируются действующей инструкцией
по составлению и изданию каталогов геодезических пунктов.
4.3.5. Результаты
измерений и уравнивания сетей, координаты геодезических пунктов, другие
количественные характеристики элементов ГГС
— на всю
территорию страны — в банках геодезических данных при Федеральной службе
геодезии и картографии России.
— 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.
4.3.6. Структура и
специальное программное обеспечение региональных банков геодезических данных
должны быть идентичны и сопряжены с банками геодезических данных при
Федеральной службе геодезии и картографии России.
На чтение 25 мин Просмотров 1.7к. Опубликовано 12.03.2017 Обновлено 12.03.2019
Обязательны для исполнения всеми субъектами геодезической и картографической деятельности (Федеральный закон «О геодезии и картографии» от 26 декабря 1995 г. N 209-ФЗ (с изменениями), ст. 6, п. 2).
Утверждены Приказом Федеральной службы геодезии и картографии России от 17 июня 2003 г. N 101-пр.
Согласованы начальником Военно-топографического управления Генерального Штаба Вооруженных Сил Российской Федерации 16 июня 2003 г.
Настоящий нормативно-технический акт (НТА) подготовлен в соответствии с требованиями Инструкции ГКИНП (ГНТА)-119-94 и является основополагающим документом в области создания и развития государственной геодезической сети Российской Федерации.
В НТА отражено состояние государственной геодезической сети на эпоху формирования системы геодезических координат 1995 года, приведены основные характеристики этой системы и основные принципы ее установления.
Определены структура и основные принципы развития государственной геодезической сети Российской Федерации. Даны основные характеристики создаваемых сетей и указаны требуемые точности их элементов.
С введением в действие настоящих «Основных положений о государственной геодезической сети Российской Федерации» утрачивают силу:
«Основные положения о построении государственной геодезической сети СССР». М., Геодезиздат, 1954 г.
«Основные положения о построении государственной геодезической сети СССР». М., Геодезиздат, 1961 г.
«I. Общие положения» в «Инструкции о построении государственной геодезической сети Союза ССР». М., Издательство геодезической литературы, 1961 г.
«I. Общие положения» в «Инструкции о построении государственной геодезической сети Союза ССР». М., Недра, 1966 г.
Допускается применение «Основных положений о построении государственной геодезической сети СССР», М. Геодезиздат, 1961 г., в тех случаях, когда используются методы триангуляции и полигонометрии.
Срок введения в действие 25 июня 2003 года.
I. Общая часть
В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2000 г. N 568 «Об установлении единых государственных систем координат» для использования при осуществлении геодезических и картографических работ на территории России устанавливается, начиная с 1 июля 2002 г., единая государственная система геодезических координат 1995 года (СК-95).
В настоящих «Основных положениях о государственной геодезической сети Российской Федерации», разработанных в рамках организационно-технических мероприятий, необходимых для перехода к системе координат 1995 года, и в соответствии с Федеральным законом «О геодезии и картографии» от 26 декабря 1995 г. N 209-ФЗ (с изменениями), отражено состояние государственной геодезической сети на эпоху формирования системы геодезических координат 1995 года, приведены основные характеристики этой системы и основные принципы ее установления.
Определены структура и основные принципы дальнейшего развития государственной геодезической сети Российской Федерации. Даны основные характеристики создаваемых сетей и указаны требуемые точности их элементов.
II. Государственная геодезическая сеть
2.1. Назначение государственной геодезической сети
2.1.1. Государственная геодезическая сеть (далее — ГГС) представляет собой совокупность геодезических пунктов, расположенных равномерно по всей территории и закрепленных на местности специальными центрами, обеспечивающими их сохранность и устойчивость в плане и по высоте в течение длительного времени.
ГГС включает в себя также пункты с постоянно действующими наземными станциями спутникового автономного определения координат на основе использования спутниковых навигационных систем с целью обеспечения возможностей определения координат потребителями в режиме, близком к реальному времени.
2.1.2. ГГС предназначена для решения следующих основных задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение:
— установление и распространение единой государственной системы геодезических координат на всей территории страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований;
— геодезическое обеспечение картографирования территории России и акваторий окружающих ее морей;
— геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра, строительства, разведки и освоения природных ресурсов;
— обеспечение исходными геодезическими данными средств наземной, морской и аэрокосмической навигации, аэрокосмического мониторинга природной и техногенной сред;
— изучение поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени;
— изучение геодинамических явлений;
— метрологическое обеспечение высокоточных технических средств определения местоположения и ориентирования.
2.1.3. Наряду с ГГС созданы государственные нивелирная и гравиметрическая сети, а также геодезические сети специального назначения.
Государственные геодезическая, нивелирная и гравиметрическая сети, созданные за счет средств федерального бюджета, относятся к федеральной собственности и находятся под охраной государства (ст. 16 Федерального закона «О геодезии и картографии» от 26 декабря 1995 г. N 209-ФЗ (с изменениями)).
2.2. Структура и точность государственной геодезической сети по состоянию на 1995 год
2.2.1. ГГС, созданная по состоянию на 1995 год, объединяет в одно целое:
— астрономо-геодезические пункты космической геодезической сети (далее — АГП КГС);
— доплеровскую геодезическую сеть (далее — ДГС);
— астрономо-геодезическую сеть (далее — АГС) 1 и 2 классов;
— геодезические сети сгущения (далее — ГСС) 3 и 4 классов.
Пункты указанных построений совмещены или имеют между собой надежные геодезические связи.
2.2.2. Космическая геодезическая сеть представляет собой глобальное геодезическое построение. Координаты ее пунктов определены по доплеровским, фотографическим, дальномерным радиотехническим и лазерным наблюдениям искусственных спутников Земли (далее — ИСЗ) системы геодезического измерительного комплекса (далее — ГЕОИК). Точность взаимного положения пунктов при расстояниях между ними около 1…1,5 тыс. км характеризуется средними квадратическими ошибками, равными 0,2…0,3 м.
Из всего состава глобальной космической геодезической сети в ГГС по состоянию на 1995 год включены данные о 26 стационарных астрономо-геодезических пунктах, расположенных в границах АГС.
2.2.3. Доплеровская геодезическая сеть представлена 131 пунктом, взаимное положение и координаты которых определены по доплеровским наблюдениям ИСЗ системы Транзит. Точность определения взаимного положения пунктов при среднем расстоянии между пунктами 500…700 км характеризуется средними квадратическими ошибками, равными 0,4…0,6 м.
2.2.4. Астрономо-геодезическая сеть состоит из 164306 пунктов и включает в себя:
— ряды триангуляции 1 класса, сети триангуляции и полигонометрии 1 и 2 классов, развитые в соответствии с:
«Основными положениями о построении государственной геодезической сети СССР», 1954;
«Основными положениями о построении государственной геодезической сети СССР», 1961;
«Инструкцией о построении государственной геодезической сети Союза ССР». М., Издательство геодезической литературы, 1961 г.;
«Инструкцией о построении государственной геодезической сети Союза ССР». М., Недра, 1966 г.;
Дополнениями и изменениями по астрономическим определениям к «Инструкции о построении государственной геодезической сети СССР», М.: Недра, 1966 г.;
«Инструкцией по полигонометрии и трилатерации», М., Недра, 1976 г.;
— траверсы полигонометрии 1 класса, базисы космической триангуляции большой протяженности, проложенные в соответствии со специальными техническими указаниями.
Полученные из уравнивания средние квадратические ошибки измеренных углов на пунктах АГС 1 и 2 классов равны 0,74″ и 1,06″ соответственно.
2.2.4.1. Астрономо-геодезическая сеть 1 и 2 классов содержит 3,6 тысячи геодезических азимутов, определенных из астрономических наблюдений, и 2,8 тысячи базисных сторон, расположенных через 170…200 км.
Точность выполненных в АГС астрономических определений координат характеризуется следующими средними квадратическими ошибками:
— астрономической широты — 0,36″,
— астрономической долготы — 0,043S .
Средние квадратические ошибки измерений астрономических азимутов и базисов, полученные по результатам уравнивания, соответственно равны 1,27″ и 1:500000.
2.2.4.2. Точность определения взаимного планового положения пунктов, полученных в результате выполненного в 1991 году общего уравнивания АГС как свободной сети, характеризуется в собственной системе координат средними квадратическими ошибками:
— 0,02…0,04 м для смежных пунктов,
— 0,25…0,80 м при расстояниях от 500 до 9000 км.
2.2.4.3. Высоты квазигеоида над референц-эллипсоидом Красовского определены методом астрономо-гравиметрического нивелирования.
Сеть линий астрономо-гравиметрического нивелирования покрывает всю территорию страны и образует 909 замкнутых полигонов, включающих 2897 астрономических пунктов. При вычислениях превышений квазигеоида использованы данные гравиметрических съемок масштаба 1:1000000 и крупнее.
Точность определения превышений высот квазигеоида характеризуется средними квадратическими ошибками:
— 0,06…0,09 м при расстояниях 10…20 км,
— 0,3…0,5 м при расстоянии около 1000 км.
2.2.5. Геодезические сети сгущения 3 и 4 классов включают в себя около 300 тысяч пунктов. Эти сети созданы методами триангуляции, полигонометрии и трилатерации в соответствии с «Основными положениями о построении государственной геодезической сети СССР», 1954 и 1961 гг.
2.2.6. Плотность пунктов ГГС 1, 2, 3 и 4 классов, как правило, составляет не менее одного пункта на 50 кв. км.
2.2.7. На пунктах геодезических сетей 1, 2, 3 и 4 классов в соответствии с «Инструкцией о построении государственной геодезической сети Союза ССР», М., Недра, 1966 г., определены по два ориентирных пункта с подземными центрами.
2.2.8. Нормальные высоты верхних марок подземных центров пунктов ГГС определены из геометрического или тригонометрического нивелирования.
2.2.9. Существующая плотность ГГС при условии применения современных спутниковых и аэросъемочных технологий обеспечивает решение задач картографирования и обновления карт всего масштабного ряда до 1:500 для городов и 1:2000 для остальной территории.
2.3. Системы отсчета координат и времени
2.3.1. Единая государственная система геодезических координат 1995 года получена в результате совместного уравнивания трех самостоятельных, но связанных между собой геодезических построений различных классов точности: КГС, ДГС, АГС по их состоянию на период 1991 — 93 годов.
Объем измерительной астрономо-геодезической информации, обработанной для введения системы координат 1995 года, превышает на порядок соответствующий объем информации, использованной для установления системы координат 1942 года (СК-42).
2.3.2. Космическая геодезическая сеть предназначена для задания геоцентрической системы координат, доплеровская геодезическая сеть — для распространения геоцентрической системы координат, астрономо-геодезическая сеть — для задания системы геодезических координат и доведения системы координат до потребителей.
2.3.3. В совместном уравнивании АГС представлена в виде пространственного построения. Высоты пунктов АГС относительно референц-эллипсоида Красовского определены как сумма их нормальных высот и высот квазигеоида, полученных из астрономо-гравиметрического нивелирования.
В процессе нескольких приближений совместного уравнивания высоты квазигеоида для территории отдаленных восточных регионов дополнительно уточнялись с учетом результатов уравнивания. С целью контроля геоцентричности системы координат в совместное уравнивание включены независимо определенные геоцентрические радиус-векторы 35 пунктов КГС и ДГС, удаленных один от другого на расстояния около 1000 км, для которых высоты квазигеоида над общим земным эллипсоидом получены гравиметрическим методом, а нормальные высоты — из нивелирования.
2.3.4. В результате совместного уравнивания КГС, ДГС, АГС и значений радиус-векторов пунктов построена сеть из 134 опорных пунктов ГГС, покрывающая всю территорию при среднем расстоянии между смежными пунктами 400…500 км.
Точность определения взаимного положения этих пунктов по каждой из трех пространственных координат характеризуется средними квадратическими ошибками 0,25…0,80 м при расстояниях от 500 до 9000 км.
Абсолютные ошибки отнесения положений пунктов к центру масс Земли не превышают 1 м по каждой из трех осей пространственных координат.
Эти пункты использовались в качестве исходных при заключительном общем уравнивании АГС.
2.3.5. Точность определения взаимного планового положения пунктов, полученная в результате заключительного уравнивания АГС по состоянию на 1995 год, характеризуется средними квадратическими ошибками:
— 0,02…0,04 м для смежных пунктов,
— 0,25…0,80 м при расстояниях от 1 до 9 тыс. км.
2.3.6. Между единой государственной системой геодезических координат 1995 года (СК-95) и единой государственной геоцентрической системой координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90) установлена связь, определяемая параметрами взаимного перехода (элементами ориентирования). Направления координатных осей Х, Y, Z используемой геоцентрической системы координат определены координатами пунктов КГС; начало координат этой системы установлено под условием совмещения с центром масс Земли.
2.3.7. За отсчетную поверхность в государственной геоцентрической системе координат (ПЗ-90) принят общий земной эллипсоид со следующими геометрическими параметрами:
— большая полуось 6378136 м;
— сжатие 1:298,257839.
Центр этого эллипсоида совмещен с началом геоцентрической системы координат; плоскость начального (нулевого) меридиана совпадает с плоскостью XZ этой системы.
Геометрические параметры общего земного эллипсоида приняты равными соответствующим параметрам уровенного эллипсоида вращения. При этом за уровенный эллипсоид вращения принята внешняя поверхность нормальной Земли, масса и угловая скорость вращения которой задаются равными массе и угловой скорости вращения Земли.
Масса Земли М, включая массу ее атмосферы, умноженная на постоянную тяготения f, составляет геоцентрическую гравитационную 7
постоянную fM = 39860044 * 107 куб. м/кв. с, угловая скорость вращения Земли омега принята равной 7292115 * 10-11 рад/с, гармонический коэффициент геопотенциала второй степени J2 , определяющий сжатие общего земного эллипсоида, принят равным 108263 * 10 -8.
2.3.8. Система координат 1995 года установлена так, что ее оси параллельны осям геоцентрической системы координат. Положение начала СК-95 задано таким образом, что значения координат пункта ГГС Пулково в системах СК-95 и СК-42 совпадают.
Переход от геоцентрической системы координат к СК-95 выполняется по формулам:
ХСК-95 = ХПЗ-90 — Δ Х 0;
YСК-95 = YПЗ-90 — ΔY 0 ;
ZСК-95 = ZПЗ-90 — Δ Z 0 ,
где Δ Х 0 , ΔY 0 , Δ Z 0 — линейные элементы ориентирования, задающие координаты начала системы координат 1995 года относительно геоцентрической системы координат ПЗ-90,
составляют Δ Х 0 = +25,90 м, ΔY 0 = -130,94 м, Δ Z 0 = -81,76 м.
За отсчетную поверхность в СК-95 принят эллипсоид Красовского с параметрами:
— большая полуось 6378245 м;
— сжатие 1:298,3.
Малая полуось эллипсоида совпадает с осью Z, остальные оси системы координат СК-95 лежат в его экваториальной плоскости, при этом плоскость начального (нулевого) меридиана совпадает с плоскостью XZ этой системы.
2.3.9. Положение пунктов ГГС в принятых системах задается следующими координатами:
— пространственными прямоугольными координатами Х, Y, Z;
— геодезическими (эллипсоидальными) координатами В, L, Н;
— плоскими прямоугольными координатами х и у, вычисляемыми в проекции Гаусса-Крюгера.
При решении специальных задач могут применяться и другие проекции эллипсоида на плоскость.
2.3.10. Геодезические высоты пунктов ГГС определяют как сумму нормальной высоты и высоты квазигеоида над отсчетным эллипсоидом или непосредственно методами космической геодезии, или путем привязки к пунктам с известными геоцентрическими координатами.
Нормальные высоты пунктов ГГС определяются в Балтийской системе высот 1977 года, исходным началом которой является нуль Кронштадтского футштока.
Карты высот квазигеоида над общим земным эллипсоидом и референц-эллипсоидом Красовского на территории Российской Федерации издаются Федеральной службой геодезии и картографии России и Топографической службой ВС РФ.
2.3.11. Масштаб ГГС задается Единым государственным эталоном времени — частоты — длины. Длина метра принимается в соответствии с резолюцией XVII Генеральной конференции по мерам и весам (октябрь 1983 г.) как расстояние, проходимое светом в вакууме за 1:299792458-ую долю секунды.
2.3.12. В работах по развитию ГГС используются шкалы атомного ТА (SU) и координированного UTC (SU) времени, задаваемые существующей эталонной базой Российской Федерации, а также параметры вращения Земли и поправки для перехода к международным шкалам времени, периодически публикуемые Госстандартом России в специальных бюллетенях Государственной службы времени и частоты (ГСВЧ).
2.3.13. Астрономические широты и долготы, астрономические и геодезические азимуты, определяемые по наблюдениям звезд, приводятся к системе фундаментального звездного каталога, к системе среднего полюса и к системе астрономических долгот, принятых на эпоху уравнивания ГГС.
2.3.14. Метрологическое обеспечение геодезических работ осуществляется в соответствии с требованиями государственной системы обеспечения единства измерений.
2.3.15. Типы средств измерений, применяемые при создании ГГС, включая импортируемые, должны быть утверждены, а средства измерений при выпуске из производства, после ремонта и в процессе эксплуатации должны проходить поверку в соответствии с Федеральным законом «Об обеспечении единства измерений» от 27.04.1993 N 4871-1 (с изменениями).
III. Развитие государственной геодезической сети
3.1. Основные принципы развития государственной геодезической сети
3.1.1. 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.
3.1.2. Построение такой сети — составная часть новой высокоэффективной государственной системы геодезического обеспечения территорий Российской Федерации, основанной на применении методов космической геодезии и использовании глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS.
3.1.3. Государственная геодезическая сеть, создаваемая в соответствии с настоящими «Основными положениями», структурно формируется по принципу перехода от общего к частному и включает в себя геодезические построения различных классов точности:
— фундаментальную астрономо-геодезическую сеть (ФАГС),
— высокоточную геодезическую сеть (ВГС),
— спутниковую геодезическую сеть 1 класса (СГС-1).
В указанную систему построений вписываются также существующие сети триангуляции и полигонометрии 1…4 классов.
На основе новых высокоточных пунктов спутниковой сети создаются постоянно действующие дифференциальные станции с целью обеспечения возможностей определения координат потребителями в режиме, близком к реальному времени.
3.1.4. По мере развития сетей ФАГС, ВГС и СГС-1 выполняется уравнивание ГГС и уточняются параметры взаимного ориентирования геоцентрической системы координат и системы геодезических координат СК-95.
3.2. Фундаментальная астрономо-геодезическая и высокоточная геодезическая сети
3.2.1. Высший уровень в структуре координатного обеспечения территории России занимает фундаментальная астрономо-геодезическая сеть. Она служит 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).
3.2.2. Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть состоит из постоянно действующих и периодически определяемых пунктов Роскартографии, формирующих единую сеть на территории Российской Федерации.
В состав постоянно действующих пунктов ФАГС включаются пункты Роскартографии и АГП КГС, а также, по согласованию, расположенные на территории России пункты лазерной локации спутников, сверхдлиннобазисной радиоинтерферометрии, пункты службы вращения Земли и другие пункты спутниковых наблюдений, измерения на которых позволяют поддерживать и уточнять геоцентрическую систему координат.
Расстояние между смежными пунктами ФАГС — 650…1000 км.
Количество, расположение постоянно действующих и периодически определяемых пунктов ФАГС, состав аппаратуры и программы наблюдений определяются программой построения и функционирования ФАГС.
Все пункты ФАГС должны быть фундаментально закреплены с обеспечением долговременной стабильности их положения как в плане, так и по высоте.
Примечание: Нумерация пунктов дана в соответствии с официальным текстом документа.
3.2.4. Пространственное положение пунктов ФАГС определяется методами космической геодезии в геоцентрической системе координат относительно центра масс Земли со средней квадратической ошибкой 10…15 см, а средняя квадратическая ошибка взаимного положения пунктов ФАГС должна быть не более 2 см по плановому положению и 3 см по высоте с учетом скоростей их изменения во времени. В число основных задач построения ФАГС входит достижение требуемой точности и достоверное оценивание точности создаваемой новой геоцентрической системы координат и определение изменений координат пунктов ФАГС во времени.
На пунктах ФАГС выполняются определения нормальных высот и абсолютных значений ускорений силы тяжести. Определения нормальной высоты производится нивелированием не ниже II класса точности, абсолютные определения силы тяжести — 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.
3.2.5. Задаваемая пунктами ФАГС геоцентрическая система координат согласовывается на соответствующем уровне точности с фундаментальными астрономическими (небесными) системами координат и надежно связывается с аналогичными пунктами различных государств в рамках согласованных научных проектов международного сотрудничества.
Параметры связи между земной системой координат, задаваемой пунктами ГГС, с фундаментальными астрономическими (небесными) координатами на адекватном уровне точности устанавливаются оперативными наблюдениями ГСВЧ и публикуются в специальных бюллетенях этой службы.
3.2.6. 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.
3.2.7. ВГС представляет собой опирающееся на пункты ФАГС, однородное по точности пространственное геодезическое построение, состоящее из системы пунктов, удаленных один от другого на 150…300 км.
Пункты ВГС определяются относительными методами космической геодезии, обеспечивающими точность взаимного положения со средними квадратическими ошибками, не превышающими 3 мм + 5*10-8D (где D — расстояние между пунктами) по каждой из плановых координат и 5 мм + 7*10-8D по геодезической высоте. Каждый пункт ВГС должен быть связан измерениями со смежными пунктами ВГС и не менее чем с тремя ближайшими пунктами ФАГС. В исключительных случаях на труднодоступных территориях допускается отсутствие связей между смежными пунктами ВГС при условии их связи с большим количеством близких пунктов ФАГС и использовании наблюдений большей продолжительности.
На пунктах ВГС выполняются определения нормальных высот и абсолютных значений ускорений силы тяжести. Периодичность этих определений устанавливается Роскартографией в зависимости от ожидаемых изменений измеряемых характеристик.
Для связи существующей сети с вновь создаваемыми геодезическими построениями определяется взаимное положение пунктов ФАГС и ВГС с ближними пунктами АГС со средней квадратической ошибкой, не превышающей 2 см по каждой координате. Для связи с главной высотной основой пункты ВГС привязываются к реперам нивелирной сети I…II классов или совмещаются с реперами соответствующих линий нивелирования.
3.3. Спутниковая геодезическая сеть 1 класса, астрономо-геодезическая сеть и геодезические сети сгущения
3.3.1. Третий уровень в современной структуре ГГС занимает спутниковая геодезическая сеть 1-го 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.
3.3.2. СГС-1 представляет собой пространственное геодезическое построение, создаваемое по мере необходимости, в первую очередь, в экономически развитых районах страны, состоящее из системы легко доступных пунктов с плотностью, достаточной для эффективного использования всех возможностей спутниковых определений потребителями, как правило, со средними расстояниями между смежными пунктами около 25…35 км.
СГС-1 создается относительными методами космической геодезии, обеспечивающими определение взаимного положения ее смежных пунктов со средними квадратическими ошибками 3 мм + 1*10-7D по каждой из плановых координат и 5 мм + 2*10-7D по геодезической высоте.
3.3.3. СГС-1 может строиться отдельными фрагментами. В каждый фрагмент должны включаться все пункты ВГС и ФАГС, попадающие в область, перекрывающую фрагмент на треть расстояния между смежными пунктами ВГС на данной территории.
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 II…III классов, либо из спутникового нивелирования как разности геодезических высот, определяемых относительными методами космической геодезии, и высот квазигеоида.
3.3.4. Окончательная точность положения пунктов СГС-1 определяется по материалам обработки в соответствии с нормативно-техническими актами по построению СГС-1, утверждаемыми Роскартографией.
3.3.5. Для связи СГС-1 с АГС и нивелирной сетью часть пунктов СГС-1 должна быть совмещена или связана с существующими пунктами АГС и реперами нивелирной сети не ниже III класса. Связь, как правило, должна определяться относительным методом космической геодезии со средними квадратическими ошибками не более 2 см для плановых координат при привязке пунктов АГС и 1 см для геодезических высот при привязке нивелирных реперов. При высотной привязке использование пунктов АГС с известными нормальными высотами вместо нивелирных реперов не допускается. Расстояние между пунктами АГС, совмещенными с пунктами СГС-1 или привязанными к ним, не должно быть больше 70 км при средней плотности СГС-1 и 100 км при построении разреженной сети СГС-1 в необжитых районах. Расстояние между нивелирными реперами для связи с пунктами СГС-1 должно быть не более 100 км.
3.3.6. В случае необходимости могут создаваться геодезические сети сгущения в соответствии с нормативно-техническими актами, утверждаемыми Роскартографией.
3.3.7. Повторные определения координат пунктов ГГС и высот реперов должны планироваться в необходимом объеме и с требуемой точностью для выявления деформаций земной поверхности и изучения закономерностей их изменений.
При необходимости повторных определений координат пунктов в сейсмоактивном регионе построение СГС-1 планируется с повторным определением пунктов ВГС на этой и смежной территориях.
В районах происшедших землетрясений с магнитудой 5 и более повторное определение координат пунктов геодезических сетей проводится в возможно короткие сроки. Протяженность создаваемых фрагментов СГС-1, включая пункты ВГС, на которые опираются фрагменты СГС-1, должна обеспечивать опору на пункты, не затронутые влиянием произошедшего землетрясения. Необходимость повторных определений координат пунктов геодезических сетей, обусловленная деформациями техногенного происхождения, обосновывается маркшейдерскими и другими геолого-геофизическими данными.
3.3.8. Пункты СГС-1, совмещенные или связанные с реперами нивелирной сети I…III классов, используются для уточнения высот квазигеоида.
В исключительных случаях в районах, не обеспеченных необходимыми данными о высотах квазигеоида, для определения нормальных высот допускается применение тригонометрического нивелирования. В последнем случае средняя квадратическая ошибка взаимного положения смежных пунктов по высоте должна быть не более 20 см.
3.4. Геодезические сети специального назначения
3.4.1. Геодезические сети специального назначения создаются в тех случаях, когда дальнейшее сгущение пунктов ГГС экономически нецелесообразно или когда требуется особо высокая точность геодезической сети.
3.4.2. Геодезические сети специального назначения создаются в единых государственных системах координат или в установленном порядке в местных системах координат.
3.4.3. Учет и хранение исходных данных, раскрывающих переход от местных систем координат к государственным системам координат (ключи перехода), осуществляется органами государственного геодезического надзора (госгеонадзора).
IV. Организационные и научно-технические мероприятия
4.1. Организация работ и проектирование сетей
4.1.1. Производственный цикл построения геодезических сетей состоит из следующих основных видов работ: проектирование, рекогносцировка и закрепление геодезических пунктов, выполнение измерений, математическая обработка, составление каталогов и технических отчетов.
4.1.2. ФАГС создается в соответствии с научно-техническим проектом и специальным руководством.
4.1.3. Проектирование геодезических сетей выполняется с учетом всех ранее исполненных работ после обследования сохранности геодезических пунктов.
Выбор места расположения геодезического пункта и типа центра должен обеспечивать долговременную сохранность и устойчивость пунктов в плане и по высоте в течение длительного периода времени и удобства его использования.
Пункты СГС-1 располагаются, как правило, в легко и круглогодично доступных местах с условиями, благоприятными для спутниковых наблюдений. При соблюдении указанных требований пункты СГС-1 могут совмещаться с существующими пунктами АГС или реперами нивелирной сети I…III классов.
В геодинамически активных регионах при выборе местоположения пунктов учитываются данные о вертикальных движениях земной поверхности, а также данные о структуре разломов земной коры. СГС-1 на территориях существующих геодинамических и техногенных полигонов проектируется с учетом уже созданных на них плановых и высотных геодезических построений.
4.1.4. Типы центров устанавливаются в зависимости от физико-географических условий района работ, глубины промерзания и оттаивания грунтов, гидрогеологического режима и других особенностей местности.
4.1.5. В целях обеспечения длительной сохранности центров геодезических пунктов, они подлежат периодическому обследованию и при необходимости восстановлению.
4.1.6. Геодезический пункт считается утраченным, если не сохранился ни верхний, ни нижний центр и утрата центра подтверждена данными инструментально-геодезического поиска.
4.1.7. Предприятия Роскартографии несут ответственность за поддержание в рабочем состоянии пунктов ГГС в пределах закрепленной за ними территории.
4.2. Математическая обработка измерений в ГГС
4.2.1. Математическая обработка измерений в государственной геодезической сети выполняется поэтапно по мере накопления материалов.
4.2.2. Математическая обработка геодезических измерений, выполняемых при построении и модернизации ГГС, включает полевые вычисления, предварительные вычисления и уравнивание сетей.
4.2.3. Полевые вычисления выполняются с целью контроля измерений на их соответствие допускам, установленным действующими нормативно-техническими актами и техническими предписаниями на выполнение работ. При выполнении работ традиционными геодезическими методами полевые вычисления выполняются непосредственно на каждом пункте наблюдений.
При использовании спутниковых методов космической геодезии соответствующие контрольные вычисления должны быть выполнены до завершения полевых работ на объекте. Объемы и состав полевых вычислений устанавливаются в технических проектах на выполнение работ и в соответствующих методических указаниях и инструкциях. При построении ФАГС, ВГС и СГС-1 полевой контрольной обработке подвергаются, как правило, материалы наблюдений по взаимной связи пунктов вновь создаваемых и существующих сетей.
4.2.4. Целью предварительных вычислений является вероятностно-статистический анализ результатов измерений, выявление и исключение грубых ошибок, вычисление рабочих координат, оценка качества и подготовка всей измерительной информации к окончательной обработке. Необходимость выполнения предварительной обработки результатов спутниковых наблюдений и ее содержание определяются при техническом проектировании работ.
Результаты измерений, прошедших предварительную обработку, передаются в архивы и банки данных.
4.2.5. Результаты наблюдений ФАГС обрабатываются в соответствии с программой ее построения. Порядок обработки ВГС, СГС-1, а также совместной обработки ФАГС, ВГС, СГС-1 и АГС определяется соответствующими методическими указаниями.
В результате совместной обработки ФАГС, ВГС, СГС-1 и АГС должны быть получены значения координат пунктов в системах геодезических и геоцентрических координат, а также параметры перехода, устанавливающие связь между координатами пунктов в обеих системах.
4.2.6. При уравнивании геодезических сетей 3 и 4 классов в качестве исходных используются уравненные координаты пунктов высших классов. Измерения, выполненные в сетях 3 и 4 классов, редуцируются методом проектирования на поверхность отсчетного эллипсоида, а затем, при необходимости, на плоскость в проекции Гаусса-Крюгера. Для редуцирования используются нормальные высоты и высоты квазигеоида над эллипсоидом, полученные в результате совместной обработки ФАГС, ВГС, СГС-1 и АГС.
4.2.7. По результатам совместной обработки ГГС, данных нивелирования и гравиметрической информации составляется карта высот квазигеоида на соответствующую территорию.
4.3. Каталогизация и хранение информации
4.3.1. Уравнивание сетей завершается составлением каталогов координат и высот геодезических пунктов и составлением научно-технических отчетов. При уравнивании сетей по объектам работ каталоги координат и технические отчеты составляются отдельно по каждому объекту.
4.3.2. На территорию страны составляются и издаются каталоги пунктов ГГС, в основной раздел которых помещаются плоские прямоугольные координаты этих пунктов.
Плоские прямоугольные координаты приводятся в проекции Гаусса-Крюгера с шестиградусными зонами. Осевыми меридианами шестиградусных зон являются: 21, 27, 33, …, 177°. Началом координат в каждой зоне является точка пересечения осевого меридиана с экватором; значение ординаты на осевом меридиане принимается равным 500 км.
Наряду с плановыми координатами в банках данных ГГС помещаются нормальные высоты пунктов и высоты квазигеоида.
4.3.3. 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.
4.3.4. Порядок и особенности каталогизации пунктов ГГС регламентируются действующей инструкцией по составлению и изданию каталогов геодезических пунктов.
4.3.5. Результаты измерений и уравнивания сетей, координаты геодезических пунктов, другие количественные характеристики элементов ГГС:
— на всю территорию страны — в банках геодезических данных при Федеральной службе геодезии и картографии России;
— 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.
4.3.6. Структура и специальное программное обеспечение региональных банков геодезических данных должны быть идентичны и сопряжены с банками геодезических данных при Федеральной службе геодезии и картографии России.