Реконструкция геодезической сети города Владимира

Целью проекта было создание опорной геодезической сети города Владимира с точностью взаимного расположения пунктов порядка 1-2 см на расстояниях 3-5 км — для обеспечения однородной метрологической основой служб городского кадастра и упорядочения связей между существующими геодезическими сетями (системами координат) на уровне города, района, области, Российской Федерации.

 

Заказчик: Администрация города Владимира
Оборудование и технологии:
  • Спутниковые приёмники Wild GPS System 200/300 (Leica Geosystems, Швейцария);
  • программное обеспечение SKI (Leica Geosystems, Швейцария);
  • программное обеспечение BERNESE (Astronomisches Institut Universität Bern, Швейцария)
Сроки реализации проекта: 1997 г.

Геодезическая сеть (ГС) представляет собой совокупность точек земной поверхности, взаимное положение которых приведено в некоторой единой системе координат и высот над уровнем моря. Для определения координат пунктов ГС используют методы триангуляции и полигонометрии, а также результаты наблюдений искусственных спутников Земли (спутники рассматриваются как подвижные носители координат или как промежуточные точки, служащие для передачи координат на большие расстояния). Высоты пунктов определяют методами нивелирования. Пункты ГС закрепляются на местности геодезическими знаками и являются исходной основой при картографировании земной поверхности и геодезических измерениях на местности в связи с инженерными изысканиями и хозяйственной деятельностью.

Ситуация

Геодезическая сеть города Владимира, объединявшая триангуляционные и полигонометрические построения прошлых лет, выполненные различными ведомствами в соответствии с различными нормативными документами, не удовлетворяла по точности современным и перспективным направлениям развития инфраструктуры города. Наибольшие проблемы возникали при оформлении документов на землю, проведении инженерно-строительных работ, прокладке коммуникаций и т. п. В связи с этим было признано необходимым создать спутниковую геодезическую сеть, включающую 30-40 пунктов, расположенных равномерно на территории города и его окрестностях, и совместить опорные пункты с пунктами государственной геодезической сети (ГГС).

Решение

Реконструкция геодезической сети города Владимира была выполнена НПЦ «Геодинамика» МИИГАиК совместно с Верхневолжским аэрогеодезическим предприятием и Комитетом по земельной реформе города Владимира в период с июля по сентябрь 1997 года.

При подготовке к полевым работам была проведена рекогносцировка пунктов (обследовано более 50 пунктов геодезической сети города Владимира и Владимирской области), составлено расписание спутниковых наблюдений, определены места установки опорных и мобильных станций, рассчитаны длительности сеансов и графики наблюдений, продуманы схемы перемещения станций на объектах, решён целый ряд вспомогательных вопросов.

Программа построения сети состояла из двух этапов:

  1. создание каркаса, включающего пункты 1, 2 классов и наиболее надёжные — с точки зрения GPS-измерений и конфигурации объекта — пункты городской сети;
  2. последовательное заполнение сети синхронными измерениями по секциям.

В ходе полевых работ был выполнен 21 сеанс спутниковых измерений.

Учитывая достаточно высокую плотность проектируемой сети, а также то, что средние длины измеряемых сторон в заполняющих треугольниках составляли менее 5-10 км, за основу была принята двухчасовая продолжительность сеансов синхронных измерений в секциях.

Заполнение опорной сети осуществлялось последовательными сеансами измерений по площади объекта с использованием 8 GPS-станций Wild GPS System 200/300. В каждом сеансе образовывалась центральная система (секция) с захватом пунктов смежных секций (3-4 пункта) и пунктов каркаса; при этом в каждой секции выполнялись двойные измерения по 2 часа с переустановкой антенны (изменение высоты прибора, повторное центрирование), что обеспечивало контроль и независимые измерения лучевых и замыкающих сторон треугольников. В течение рабочего дня измерения выполнялись последовательно на двух секциях, то есть после четырёх часов работы (2 двухчасовых сеанса) на одной секции часть станций, согласно расписанию, перемещалась на смежную. По мере заполнения сети производилась повторная установка станций на пункты каркасной сети — это давало избыточные измерения и дополнительный контроль.

В процессе полевых работ велись предварительная обработка поступающей информации (с помощью программных пакетов SKI и BERNESE), анализ и отбраковка некачественных измерений. Контроль качества осуществлялся по невязкам замкнутых построений и разностям двойных измерений.

В общей сложности было обработано и уравнено 426 связей между пунктами сети; получены следующие значения оценки точности:

  • погрешность взаимного положения пунктов — 6 мм;
  • средняя квадратическая ошибка среднего значения линии — 4 мм;
  • относительная погрешность измерения линии — 1:950000;
  • относительная погрешность уравненного значения линии — 1:1350000.

Для уравнивания сети в местной системе координат исполнителями проекта были выбраны 10 пунктов каркаса, совмещённых с наиболее надёжными пунктами городской сети; они и составили сеть первого ранга.

Взаимное положение пунктов сети первого ранга после уравнивания характеризуется следующими погрешностями: средняя относительная ошибка сети первого ранга — 1:200000000, средняя квадратическая ошибка линии в сети — 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 представляла собой геодезические фигуры со сторонами от 1 до 10 км. При уравнивании каждой линии присваивался свой вес (в зависимости от точности измерительной аппаратуры и длины линии).

В итоге были получены следующие характеристики сети: средняя относительная ошибка сети второго ранга — 1:3000000, средняя квадратическая ошибка линии в сети — 0,001 м.

Схема построения опорной геодезической сети города Владимира

По мнению экспертов, геодезическую сеть города Владимира, реконструированную с применением спутниковых технологий, можно считать образцовой для относительно небольшого по масштабам населённого пункта.