Создание учебного геодезического полигона МГУ им. Н. П. Огарёва с использованием глобальных систем позиционирования

Автор: Варфоломеев А.Ф., Кислякова Н.А., Марунин М.М.

Журнал: Огарёв-online @ogarev-online

Статья в выпуске: 3 т.7, 2019 года.

Бесплатный доступ

Статья посвящена применению современных спутниковых технологий для создания учебного геодезического полигона. В частности, с высокой точностью определены координаты учебного геодезического полигона Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарёва.

Gps-приемник, глобальные навигационные системы позиционирования, программное обеспечение для постобработки спутниковых измерений topcon tools v.8.2.3, учебный геодезический полигон

Короткий адрес: https://sciup.org/147249736

IDR: 147249736

Текст научной статьи Создание учебного геодезического полигона МГУ им. Н. П. Огарёва с использованием глобальных систем позиционирования

В практике топографических работ на смену традиционным приборам приходят электронные: тахеометр, совмещающий в себе функции дальномера, теодолита и нивелира; спутниковая принимающая аппаратура (СПА) глобальных навигационных систем позиционирования (ГНСС), используемая в качестве определителя положения в плане и по высоте наблюдаемой точки [4]. Применение приемников GPS геодезического класса привело практически к революции в геодезии. Эти технологии имеют рад преимуществ: не нужно прямой видимости между пунктами, точность на порядок выше традиционной.

Для отработки навыков работы с геодезическими приборами в рамках освоения курсов по направлению подготовки 05.03.03 Картография и геоинформатика необходимо использование учебного геодезического полигона. Наличие пунктов с определенными координатами дает возможность обеспечить студентов исходными точками, от которых будет развиваться планово-высотное обоснование во время практики. В последующем полигон может дополняться специальными построениями от определенных в системе координат СК-42 равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Гаусса – Крюгера пунктов его сети.

С появлением приемников GPS геодезического класса на кафедре геодезии, картографии и геоинформатики Мордовского университета в 2005 году создана учебная геодезическая сеть GPS, состоящая из четырех пунктов, охватывающая три района г. Саранска. Она расположена в 8-й шестиградусной зоне с осевым меридианом равным 45˚, средние географические координаты составляют 54˚12′34.2′′ северной широты и 45˚09′42.1′′ восточной долготы [4]. Пространственное расположение пунктов, и значительная удаленность их друг от друга, вызвали необходимость в закладке реперных точек вокруг учебного корпуса № 4 Мордовского госуниверситета с проведением полевых измерений по определению координат пунктов сети [3].

Учебный геодезический полигон – система определенным образом выбранных и закрепленных на местности точек, служащих опорными пунктами при топографической съемке и полевых геодезических измерениях на местности. Сегодня при создании геодезических полигонов особое внимание уделяется использованию устройств глобальных навигационных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС, применяемых для определения точных координат пунктов. При создании учебного полигона МГУ им. Н. П. Огарёва использовался GPS-комплекс SMART 3100 IS – полнофункциональная система одночастотного GPS-приемника для геодезических работ и программное обеспечение для постобработки спутниковых данных Topcon Tools v.8.2.3. На начальном этапе были заложены геодезические пункты с использованием статического режима наблюдений глобальных систем позиционирования созданы и подсчитаны цепочки микротриангуляции, далее с высокой точностью определены координаты геодезических пунктов (см. табл. 1).

Таблица 1

Каталог координат полигона

Имя

Ось x (м)

Ось у (м)

Отметка (м)

BD

6 006 176,091

512 257,666

155,481

Most

6 005 910,623

512 287,087

137,277

Plotina

6 005 968,606

512 543,194

135,682

T1

6 006 101,444

512 514,070

146,484

T2

6 006 090,870

512 668,829

141,136

T3

6 006 031,763

512 664,539

140,437

T4

6 006 000,342

512 623,250

140,031

T5

6 006 038,975

512 534,655

143,764

Статический режим наблюдений является самым точным методом определения координат. Используется он при создании высокоточных геодезических сетей. Измерения происходят следующим образом: на пункте с известными координатами устанавливается базовый приемник, а на определяемом пункте – другой. Для наблюдений необходимо иметь не менее двух приемников. Время, затрачиваемое на получение предполагаемой точности, зависит от расстояния между пунктами и факторов потери точности [1]. В непосредственной близости от пунктов находятся здания, обзор небосвода частично закрыт кронами деревьев, присутствует источник высоковольтного напряжения. В результате проведенных первичных измерений мы пришли к выводу, что сеанс наблюдений следует увеличить с одного часа до полутора и более. Длина образующихся векторов менее 1 км. Применяя статический режим наблюдений, планировалось достичь миллиметрового уровня точности в плане.

Спутниковая приемная аппаратура, использовавшаяся в работе по определению координат пунктов геодезического полигона Мордовского университета, состояла из трех приемников Smart 3100 для проведения полевых работ и сбора необходимого количества данных.

Координаты полигона были определены в процессе постобработки и уравнивания полученных измерений в программе TopconTools v.8.2.3. Для процесса уравнивания статики необходимо ввести координаты хотя бы одного известного пункта, которые являются предопределенными, а также занести данные по высоте антенны и методу ее измерения. После назначения точных координат известному пункту его необходимо сделать контрольным в плане и по высоте, чтобы вычисляемое положение остальных пунктов сеанса наблюдений рассчитывалось относительного его фиксированного положения. Для наглядности размещения геодезических пунктов полигона был создан проект в ГИС ArcView v.3.2 [2]. Используя инструментарий ГИС, мы привязали космический снимок высокого пространственного разрешения на территорию учебного полигона и далее используя инструментарий ГИС (подключение по «горячей связи») к его пунктам привязали следующую информацию – абрис геодезического пункта, а также координаты и высотную отметку (см. рис.1).

Рис. 1. Геодезический полигон МГУ им. Н. П. Огарёва.

Практическая значимость созданного полигона очень высока: он позволяет проводить лабораторно-практические работы, учебно-топографические практики, выполнять измерения с максимально высокой точностью, получать умения и навыки работы с геодезическими приборами, осваивать компетенции по направлениям подготовки 05.03.03 Картография и геоинформатика, а также 21.04.02 Землеустройство и кадастры [5; 6].

Список литературы Создание учебного геодезического полигона МГУ им. Н. П. Огарёва с использованием глобальных систем позиционирования

  • Антонович К. М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии: монография. -В 2 т. -Т.1. -М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2005. -334 с. EDN: QKFOTP
  • Варфоломеев А. Ф., Манухов В. Ф. Обработка геодезических данных с использованием современных программных продуктов: учебное пособие. -Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2017. -92 с. EDN: YFAYWQ
  • Манухов В. Ф. Совершенствование методов топографических съемок и инженерно-геодезических работ с использованием современных технологий//Вестник Мордов. ун-та. -2008. -№ 1. -С. 105-108. EDN: SZCTPZ
  • Манухов В. Ф, Разумов О. С., Тюряхин А. С., Коваленко А. К. Определение координат геодезических пунктов спутниковыми методами: учебное пособие. -Саранск, 2006. -164 с. EDN: QKGGXX
  • Манухов В. Ф., Варфоломеев А. Ф., Манухова В. Ф. О геоинформационной поддержке междисциплинарных исследований//Научные труды Кубанского государственного технологического университета. -2014. -№S4. -С. 182-184. EDN: TGMFOD
  • Манухов В. Ф., Кислякова Н.А., Варфоломеев А. Ф. Информационные технологии в аэрокосмической подготовке выпускников географов-картографов//Педагогическая информатика. -2013. -№ 2. -С. 27-33. EDN: QIKIKR
Еще
Статья научная