Создание сети базовых GPS станций

    ВВЕДЕНИЕ 

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

    Основой современных геодезических спутниковых методов оперативного определения координат являются технологии, основанные на использовании глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS

    За  последние несколько лет системы  спутникового позиционирования прочно вошли в маркшейдерскую практику и широко используются при создании опорного маркшейдерско-геодезического обоснования. Существующая геодезическая основа, созданная с помощью традиционных методов геодезических измерений не обеспечивает на должном уровне возможности эффективного использования современных высокоэффективных спутниковых технологий по следующим основным причинам:

-  пункты опорных геодезических сетей, как правило, располагаются в труднодоступных местах, неблагоприятных для их последующего использования в системе геодезического обеспечения с аппаратурой ГЛОНАСС/GPS;

- большой объем геодезических пунктов, существующих опорных геодезических сетей, и места их расположения делают задачу их поддержания в рабочем состоянии практически трудно выполнимой в современных условиях.

    Поэтому применение современных геодезических технологий будет значительно сокращать работы по времени и увеличивать точность измерений и повышать эффективность уровня производства на предприятии.

    Актуальность  темы заключается в том, что применение спутниковых геодезических систем позволяет не только повысить производительность полевых и камеральных работ, но и улучшить качество маркшейдерского обслуживания нефтегазодобывающего предприятия.

    Объектом  исследования курсовой работы являются работы по созданию сети базовых ГЛОНАСС/GPS станций. Предмет исследования – порядок создания сети станций с учётом требований действующих нормативных документов.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. НОРМАТИВНО-ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ.  ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГОСУДАРСТВЕННЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЯХ

1. Нормативно-правовое регулирование выполнения комплекса работ по созданию базовых ГЛОНАСС/GPS станций

 

     Федеральный закон «О геодезии и картографии» N 209-ФЗ от 22.11.1995 направлен на создание условий для удовлетворения потребностей государства, граждан и юридических лиц в геодезической и картографической продукции, а также условий для функционирования и взаимодействия органов государственной власти Российской Федерации в области геодезии и картографии.

     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).

«Основные положения о Государственной  геодезической сети» ГКИНП(ГНТА)-01-006-03   являются основополагающим документом в области создания и развития государственной геодезической сети Российской Федерации.

     В настоящих «Основных положениях о государственной геодезической  сети Российской Федерации», в соответствии с Федеральным законом «О геодезии и картографии», 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.

     Появление принципиально новых технических  средств - спутниковых геодезических приемников потребовало существенного пересмотра традиционных подходов к проблеме создания геодезических сетей.

     Основным  документом, осуществляющим нормативное  регулирование создания базовых GPS/Глонасс  станций, является «Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS» ГКИНП (ОНТА)-01-271-03.

     В Руководстве изложены сведения о  спутниковых радионавигационных системах (СРНС) ГЛОНАСС и GPS, классификации  спутниковых городских геодезических  сетей, освещены принципы построения городской  геодезической сети с использованием спутниковых технологий, этапы создания и реконструкции городских геодезических сетей.

     «Инструкция по развитию съемочного обоснования  и съемке ситуации и рельефа с  применением глобальных навигационных  спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS»  ГКИНП (ОНТА)-02-262-02 дополняет нормативно-техническую базу, в части применения аппаратуры глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS для производства названных видов работ.

     Основанием  для производства работ является: соблюдение требований «Инструкции  по производству маркшейдерских работ» РД 07-603-03, утвержденной постановлением Госгортехнадзора России от 06.06.03 № 73:

- п. 14 «В  проектах на строительство на  территории производственно- хозяйственной  деятельности пользователя недр  предусматриваются топографические и маркшейдерские работы, необходимые для обеспечения рационального использования и охраны недр, безопасного ведения горных работ, строительства, реконструкции маркшейдерской опорной сети или восстановления утраченных пунктов опорной и разбивочной сетей, обновления планов земной поверхности в процессе строительства или после его завершения, съемки горных выработок и составления горной графической документации перед сдачей объекта в эксплуатацию. В необходимых случаях осуществляют экспертизу охраны недр»;

- п. 23 «Организация  на территории своей производственно-хозяйственной  деятельности в дополнение к  геодезической сети создает маркшейдерскую  опорную сеть»

- п. 234 «Все  текущие изменения, происшедшие  на месторождениях, вносят на  маркшейдерско-геодезические планы ежеквартально. Если топографическая ситуация на местности изменилась по сравнению с ее изображением на имеющемся плане более чем на 35%, то производят новую маркшейдерско-геодезическую съемку. Пополнение картографической документации может осуществляться на основе воздушного и наземного лазерного сканирования, построения ортофотокарт по материалам аэрокосмосъемок».

      Инструкция  «О порядке контроля и приемки  геодезических, топографических и  картографических работ» ГКИНП(ГНТА)-17-004-99 регламентирует особенности контроля и приемки измерений, выполняемых геодезической спутниковой аппаратурой.

      На  современном этапе нормативное  регулирование создания базовых 

ГЛОНАСС/GPS станций осуществляется:

1. Федеральным законом от 26.12.1995 № 209-ФЗ «О геодезии и картографии»;
2. Руководством «по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS» ГКИНП (ОНТА)-01-271-03, утвержденным Приказом Роскартографии от 13.05.2003 № 84-пр.;
3. Инструкцией «по развитию съемочного обоснования и съемке ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS» ГКИНП (ОНТА)-02-262-02, утвержденной Приказом  руководителя Роскартографии от 18.01.2002 № 3-пр.;
4. Инструкцией «по производству маркшейдерских работ» РД 07-603-03, утвержденной Постановлением Госгортехнадзора России от 06.06.03     № 73;
5. Инструкцией «О порядке контроля и приемки геодезических, топографических и картографических работ» ГКИНП(ГНТА)-17-004-99 регламентирует особенности контроля и приемки измерений, выполняемых геодезической спутниковой аппаратурой, утвержденной Приказом Роскартографии от 29.06.1999 г. № 86-пр.

 

2. Назначение государственной геодезической сети

 

     Для составления карт и планов, решения  геодезических задач на поверхности Земли расположен ряд точек, связанных между собой единой системой координат. Эти точки маркируют на поверхности Земли или в зданиях и сооружениях центрами. Cистему точек земной поверхности, взаимное положение которых определено в некоторой единой системе координат и высот на основании геодезических измерений, называют геодезическими сетями.

    Государственная геодезическая сеть (далее - ГГС) представляет собой совокупность геодезических пунктов, расположенных равномерно по всей территории страны и закрепленных на местности специальными центрами, обеспечивающими их сохранность и устойчивость в плане и по высоте в течение длительного времени.

    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.

    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).

3. Основные  принципы развития государственной геодезической сети

 

    Создание  и поддержание системы координат на уровне требований, обеспечивающих решение фундаментальных перспективных задач в области геодезии, картографии и маркшейдерии, обусловливает необходимость создания геодезической сети на качественно новом и высоком уровне точности.

    Построение  такой сети – основная цель государственной системы геодезического обеспечения территорий Российской Федерации, основанной на применении методов космической геодезии и использовании глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. Государственная геодезическая сеть 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.

    Для сохранения потенциала традиционной ГГС 1-4 классов каждый пункт ФАГС и  ВГС связан с двумя пунктами триангуляции 1-4 классов, и каждый третий пункт СГС-1 совмещён или связан также с пунктами триангуляции. Эти связи и обеспечат нам совместное уравнивание спутниковой и традиционной геодезических сетей.

1. Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть

 

    На  высшем уровне ГГС находится фундаментальная астрономо-геодезическая сеть пунктов постоянных наблюдений искусственных спутников земли (далее - ИСЗ) ГЛОНАСС, GPS, а в перспективе и ГАЛЛИЛЕО. Средние расстояния между пунктами ФАГС составляют порядка тысячи километров. В настоящее время эта сеть включает в себя 38 пунктов, из них 28 пунктов открытого пользования. Данные наблюдений с этих пунктов, в конечном счёте, формируют основу национальной геоцентрической системы координат и одновременно служат для определения точных эфемерид ИСЗ ГЛОНАСС. Все пункты ФАГС фундаментально закреплены с обеспечением долговременной стабильности их положения как в плане, так и по высоте.

    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.