Совершенствование методов топографических съемок и инженерно-геодезических работ с использованием современных технологий

Подготовка специалистов с высшим профессиональным образованием в настоящее время связана с использованием современных информационных технологий, а с переходом страны к рыночной экономике возросла роль интеграции образования, науки и производства.

За последнее десятилетие наблюдается интенсивное развитие геодезической и фотограмметрической техники, создаются тех-нилш ии, на порядок производительнее предыдущих.

В конце XX в. в США и СССР были запущены специальные геодезические спутники с полусуточным периодом обращения, которые образовали систему Global Positioning System — GPS (США), и Глобальная Навигационная

Спутниковая Система - ГЛОНАСС (Россия). Согласно принятой новой концепции, у нас в стране планируется построение трех уровней Государственной геодезической спутниковой сети. Влияние развития спутниковых методов и средств на современные технологии геодезических работ огромно и разнообразно. Космическая техника дает возможность определять местоположение геодезического пункта в глобальной системе координат, позволяет легко фирмириьагь условные локальные опорные сети.

В результате полевых измерений, выполненных преподавателями и сотрудниками кафедры геодезии, картографии и геоинформатики, в районе г. Саранска была создана геодезическая GPS-сеть, состоящая из четырех

Учебная геодезическая OPS сеть.

Условные обозначения:

* Пункты наблюдений GPS А/¹ Измененные вектора

Рисунок.

Схема учебной геодезической сети пунктов (А, В, С, D), схема которой приведена на рис. Учебная геодезическая сеть расположена в 8-й шестиградусной зоне, с осевым меридианом, равным 45 \ Средние географические координаты учебной геодезической сети составляют 54 12' 34,2" с. ш. и 45 ° 09* 42,1" в. д. Полевые работы выполнены в ноябре 2005 г. комплектом спутниковой аппаратуры, состоящей из трёх приемников «SMART 3100 IS».

«SMART 3100 IS» является полнофункциональной системой одночастотного GPS-приемника для производства геодезических работ. В состав системы «SMART 3100 IS» входят: моноблочный GPS-приемник «3100 IS», офисное программное обеспечение. GPS-приемник является основным компонентом системы «SMART 3100 IS». Приемник разработан как высокой итерированное электронное устройство, которое состоит из GPS приемника геодезического класса, антенны и аккумуляторов. Он выполняет измерения по сигналам спутников GPS и сохраняет эту информацию во внутренней памяти. Офисное программное обеспечение состоит из программного обеспечения Planning Reference, применя емого на этапе планирования полевых геодезических работ, и программного обеспечения постобработки Spectrum Survey. Программное обеспечение создает выбор оптимальных условий полевых наблюдений для получения качественных GPS-данных и проведения строгой математической обработки GPS-данных в целях вычисления высокоточных координат определяемых пунктов геодезической сети и перевода результатов съемки в наглядные графические формы отчета.

Разработаны методика проведения наблюдений с использованием комплекта спутниковой аппаратуры «SMART 3100 IS», а также методика обработки результатов с помощью программного обеспечения Planning Reference и Spectrum Survey. Результатом полевых измерений, выполненных на учебном геодезическом полигоне, явилось написание учебного методического пособия по определению координат геодезических пунктов спутниковыми методами для студентов специальности 02 05 01.65 «Картография». Кроме практической реализации, пособие содержит теоретические основы методов глобального позиционирова- ния: историческую справку и перспективы развития спутниковых технологий; общие принципы устройства и действия спутниковых систем позиционирования; односторонний способ радиодальномерных измерений; системы координат и высот, используемые в спутниковых системах; системы измерения времени в комплексах GPS и ГЛОНАСС; автономное определение координат пунктов по результатам кодовых и фазовых измерений; дифференциальные методы спутниковых определений; спутниковую геодезическую аппаратуру; подготовительные работы и выбор режима наблюдений при создании геодезических сетей [4].

При использовании спутниковых систем нет необходимости иметь сеть известных пунктов, окружающих определяемую станцию. В процессе создания опорной спутнико вой сети для кядэст^поеых ^пн6от В УСЛОВИЯХ Республики Мордовия расстояния между пунктами в треугольниках могут быть достаточно велики — 10 км и более, а спутниковые приемники, находящиеся друг от друга на расстоянии двух и более базисов, имеют еще большее взаимное удаление. Разработана методика создания постоянно действующих базовых стационарных пунктов спутниковых наблюдений [3]. Эти мероприятия диктуются необходимостью оперативной оценки точности полевых измерений непосредственно на объекте путем сравнения горизонтальных дальностей между исходными пунктами с дальностями, полученными по спутниковым измерениям. Данная работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Мордовское землеустроительное проектно-изыскательское предприятие ВолговятНИИгипрозем» с непосредственным участием старшего преподавателя кафедры геодезии, картографии и геоинформатики В. Ф. Логинова,

При камеральной обработке результатов полевых спутниковых измерений использовался поставляемый вместе с оборудованием GPS базовый программный комплекс «Ashtech Solutions», позволяющий производить планирование, предварительную обработку и оценку качества полевых измерений, а также уравнивание спутниковых сетей.

За время эксплуатации спутниковых приемников «РгоМагк 2» фирмы «Ashtech» в производственных условиях выполнен значитель- ный объем работ по созданию спутниковых опорных межевых сетей. В пяти районах республики реконструированы и переопределены в региональной системе координат СК-13 ранее созданные сети городской полигонометрии с непосредственным участием студентов старших курсов специальности «Картография» [5; 7]. Научно-исследовательские работы студентов географического факультета специальности «Картография» И. А. Родькина и А. И. Юртаева (руководитель В. Ф. Манухов) в 2005 г. были представлены на открытом конкурсе на лучшую научную работу по естественным, техническим и гуманитарным наукам Минобразования и науки РФ. Актуальность и зрелость данных научных работ подтверждены дипломами министерства.

Апробация спутниковой аппаратуры «SMART 3100 IS* компании РОГМТ Inc. была произведена в 2005 г. при выполнении хоздоговорной работы № 212/05 «Разбивка осей технологической линии получения клинкера полусухим способом» (руководитель В. Ф. Манухов) в ОАО «Мордовцемент». Работа выполнялась сотрудниками кафедры геодезии, картографии и геоинформатики старшим преподавателем А. К. Коваленко, преподана-телем С. А. Яськиным, учебным мастером С. И. Кистеневым.

Перед началом строительства технологической линии было выполнено планово-высотное обоснование — система опорного полигонометрического хода, дополненная линейно-угловой сетью. Полигон представляет собой 16 геодезических пунктов. Пункты теодолитных ходов закреплены на местности в виде марок и реперов, которые были замоноличены бетоном. Все пункты опорной геодезической сети определены и имеют координаты и отметки в местной системе координат и высот.

Геодезические измерения по определению координат и высот пунктов планово-высотной сети выполнены с помощью спутниковой аппаратуры «SMART 3100 IS» и электронного тахеометра TRIMBLE 3305, измерения и камеральная обработка результатов проводились согласно руководящим документам [2; 6].

Строгое уравнивание геодезической сети в местной системе координат с оценкой точности измеренных величин и координат пунктов показало, что результаты измерений соответствуют точности полигонометрического хода II разряда.

Совершенствование методов топографических съемок и инженерно-геодезических работ с использованием современных технологий имеет место в дипломных работах студентов специальности 02 05 01.65 «Картография». Большинство студентов, проходивших производственную практику на базовом предприятии в Федеральном государственном унитарном предприятии «Мордовское землеустроительное проектно-изыскательское предприятие ВолговятНИИгипрозем», представляют к защите реальную дипломную работу по созданию землеустроительных планов в местной системе координат с помощью GPS, картографированию линейных объектов, инвентаризации земель с помощью программного пакета ГИС ИнГео. Некоторые из дипломных работ носят исследовательский характер по оценке возмож ностей и точности различных методов отображения картографируемых явлений с помощью компьютерной технологии, созданию электронных тематических карт на территории Республики Мордовия, моделированию процессов загрязнения окружающей среды [1].

Для дальнейшего развития научной и учебной тематики по совершенствованию методов топографических съемок и инженерно-геодезических работ кафедре геодезии, картографии и геоинформатики необходимо современное картографо-геодезическое оборудование и программное обеспечение: спутниковые системы GPS фирмы * Ashtech», новые двухчастотные GPS-приемники фирмы «JAVAD Navigation System», контроллер для «SMART 3100 IS» (с программным обеспечением), геодиметры, электронные нивелиры.