RTK-режим системы глобального позиционирования при топографической съемке линейных объектов

В последние два десятилетия в технологии топографо-геодезических работах произошли коренные изменения. Можно говорить о новой фундаментальной основе геодезических наук – спутниковых системах. В настоящее время спутниковые приемники находят широкое практическое применение во всех видах геодезических работах, а также используются в процессе проведения учебных и научно-исследовательских работ [2; 5; 10]. Они активно вытесняют традиционные методы, которые в будущем, по всей вероятности, будут играть вспомогательную роль и уйдут в историю. Спутниковые технологии определения местоположения точек земной поверхности прочно вошли в геодезическую практику. Они основаны на использовании искусственных спутников Земли (ИСЗ) как носителей координат. Благодаря высокой точности таких методов, независимости от их погодных условий и времени суток, быстроте и простоте измерений, они многократно повышают производительность труда и удешевляют стоимость работ. Федеральное агентство геодезии и картографии с учетом новых обстоятельств своевременно приняло 1

концепцию перевода топографо-геодезического производства на спутниковые методы координатных определений, которые постепенно будут вытеснять традиционные способы создания опорных геодезических сетей рабочего обоснования топографических съемок и решения многих инженерно-геодезических задач [3; 4]. Использование американской системы GPS (NAVSTAR) и советской системы ГЛОНАСС [6–9]. предоставляют геодезистам новые, более производительные возможности при выполнении различных видов топографических работ.

Термин GPS-технологии (или ГЛОНАСС/GPS технологии) применяются для способов определения координат с применением спутниковых радионавигационных систем (СРНС) – американской системы GPS и российской ГЛОНАСС. Каждая из этих СРНС при полном развертывании состоит из 24 спутников, вращающихся на орбитах с высотой около 20000 км. Спутники непрерывно передают сигналы, содержащие информацию об их положении и точном времени, а также дальномерные коды, позволяющие измерять расстояния.

В настоящее время одним из эффективных методов GPS-съемки является кинематическая съемка в режиме RTK, благодаря которой геодезисты могут получать координаты с точностью до нескольких сантиметров непосредственно в полевых условиях. Но, помимо стандартного GPS-оборудования, работа в режиме реального времени требует наличия дорогостоящих средств радиосвязи и, самое главное, получения специального разрешения на использование радиочастоты. Съемки в реальном времени могут быть: одночастотными, двухчастотными и многочастотными.

При использовании данного режима необходим надежный радиоканал для передачи дифференциальных поправок, а в состав GPS-приемника должен входить радиомодем. Этот режим позволяет получать координаты с точностью до нескольких сантиметров непосредственно в полевых условиях.

В состав спутникового оборудования для RTK-съемки входит комплект из двух или более двухчастотных приемников GPS с антеннами, как минимум одним контроллером, штативом, трегерной установкой для крепления антенны базовой станции и вехой для подвижного приемника. Один комплект, называемый базовой (опорной или референцной) станцией, устанавливают на пункте с известными координатами. Остальные комплекты, называемые мобильными (подвижными или роверами) приемниками, используют для определения координат объектов съемки. Для получения высокоточных координат в режиме реального времени в состав каждого комплекта включают радиомодемы, задача которых принимать спутниковую и служебную информацию, передаваемую от базовой станции.

Достоинство съемки в режиме RTK следующие. Во-первых, обеспечивается высокая производительность работы, так как на каждую точку съемки уходит несколько секунд. Во-2

вторых, качество результатов измерений гарантировано. Исполнитель может записывать готовые координаты в контроллер, отслеживать их качество и точность в любой момент времени, а при необходимости повторить измерения. Режим RTK-съемки позволяет работать в любых системах координат, включая местные системы координат. К сожалению, в режиме RTK есть и ограничения. Основная проблема – ограничение дальности радиоканала, как правило, до 10–15 километров и наличие видимости между модемами базовой станции и подвижного приемника. Кроме того, высока вероятность помех при работе в индустриальных районах.

Исследовательская часть включала выполнение топографической съемки для реконструкции ВЛ-6 кВ от ТП-388 до ТП-132 в п. Николаевка г.о. Саранск Республики Мордовия. Для работы было выбрано следующее оборудование: двухчастотные GPS приемники Javad Triumph-1, один полевой контроллер Javad Victor c программным обеспечением Tracy (см. рис. 1 и 2).

Рис. 1. Приемник Triumph-1.

Рис. 2. Контроллер Javad Victor.

Начальный этап работ подразумевает включение базового приемника и настройку контроллера на переносном приборе. Производится операция настройки параметров связи базового и мобильного GPS-приемника. Она выполняется с помощью программы Tracy, которая установлена в контроллере и используется для управления GPS-приемником и ведения съемки.

Вначале запускается базовый GPS – приемник в режиме базовой RTK – станции. Выбор базового GPS – приемника связано с тем, что в пределах г.о. Саранск в последние годы наблюдается процесс масштабного дорожного строительства и градостроительной деятельности, сопровождающийся массовой утратой ранее заложенных пунктов опорных межевых сетей, полигонометрии, нивелирования и это ведет к усложнению геодезических и кадастровых работ [1]. Базовый GPS-приемник размещается в ООО «РНИИЦ» г. Саранска. База имеет прямой постоянный IP-адрес (public static IP address). Далее запускается подвижный приемник (ровер) в режиме RTK-съемки. После завершения инициализации на дисплей выводится текущая точность, после чего можно приступать непосредственно к определению координат точек.

Проведенные полевые измерения и полученные результаты импортируются в программу CredoMix. CredoMix – программное обеспечение, предназначенное для обработки материалов геодезических изысканий с целью проектирования объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства, создания и ведения крупномасштабных цифровых планов городов и промышленных предприятий и т.д. После проведения работы в CredoMix, весь материал импортируется в AutoCad для графической обработки. AutoCAD – двух- и трехмерная система автоматизированного проектирования, черчения и графического 4

редактирования, разработанная компанией Autodesk. На выходе с контроллера формируется итоговый файл с координатами и высотными отметками пикетов (см. рис. 3).

Рис. 3. Фрагмент выходного файла с контроллера JAVAD Victor.

Рис. 4. Итоговый ситуационный план для реконструкции ЛЭП.

Результатом научно-исследовательской работы явилось освоение методики работы с базовым GPS-приемником в режиме базовой RTK-станции, современным оборудованием JAVAD TRIUMPH-1, полевым контроллером JAVAD Victor и программным обеспечением Tracy с построением ситуационного плана для реконструкции ЛЭП.