Спутниковые системы

 

Рабочая программа полевых работ по развитию ОГС с применением спутниковой технологии должна в своей основе представлять перечень сеансов, каждый из которых включает приёмы, выполняемые на пунктах объекта работ. Рабочая программа полевых работ должна включать следующие данные:

1. Название объекта работ.    

2.  Вид развиваемой ОГС (плановая, высотная или планово-высотная).

3.  Масштаб и высоты сечения  рельефа проектируемых съёмочных работ.

4.  Перечень используемой аппаратуры  и программного обеспечения.

5.  Применяемые методы спутниковых  определении.

6.  Значения продолжительности приёма для планируемых к применению методов спутниковых определений и различного числа наблюдаемых спутников.

7.  Значения интервала регистрации  данных наблюдений спутников для планируемых к применению методов спутниковых определений.

8. Указания по порядку ведения  полевых работ на объекте методами  спутниковых определений, включающие:

-  номера сеансов;

- номера приёмников,  используемых  на тех  или иных пунктах  геодезической основы или ОГС для выполнения приёма, с указанием названий этих пунктов и пометкой номеров приёмников, принимаемых в сеансах в качестве базовых станций;

- методы спутниковых определений, применяемые для выполнения тех  или иных сеансов.

При проектировании развития ОГС методом построения сети программа полевых работ на объекте должна быть составлена так, чтобы все линии сети были определены независимо друг от друга, включая линии, опирающиеся на пункты геодезической основы. При этом необходимо запроектировать определение линий от каждого вновь определяемого пункта ОГС не менее чем до 3 пунктов.

 

■ - пункт высотной геодезической основы

●  - пункт плановой геодезической основы

▲ - пункт ОГС

Рис. 13  Пример схемы развития ОГС методом построения сети

 

 

В случае проектирования применения 2-х приёмников для наблюдений спутников выполнение указания не вызывает затруднений. Однако, если на объекте планируют использование более 2-х приёмников, и проектируют ведение работ сеансами, включающими наблюдения на 3-х и более пунктах, то при составлении программы полевых работ необходимо намечать для каждого сеанса в качестве независимо определяемых линий такие линии, ломаная из соединения которых не пересекает сама себя в точках соединения линий и не замыкается.

В качестве примера на рисунке 14 показана схема, иллюстрирующая проект независимого определения 3-х линий из сеанса, выполняемого на 4-х пунктах. Как видно на рисунке 16, ломаная, составленная из линий 1-2,2-3,3-4 не пересекает сама себя в точках соединения линий и не замыкается. Для независимого определения линий 1-3,1-4,2-4 необходимо выполнить ещё один сеанс на этих пунктах. Как видно на рисунке, и в этом случае ломаная из соединения этих линий не пересекает сама себя в точках соединения линий и не замыкается.

 

        приемник 2   ∆                                                    ∆        приемник З

 

 

 

                                                               

    приемник1  ∆                                                             ∆   приемник 4

                  независимые измерения

                  зависимые измерения

Рисунок 14. Схема, иллюстрирующая проект независимого определения 3-х линий из сеанса, выполняемого на 4-х пунктах.

 

При планировании развития ОГС методом определения висячих пунктов необходимо запроектировать определение линий от каждого пункта ОГС до ближайшего к ней пункта геодезической основы, а также между соседними пунктами геодезической основы (как показано на рисунке 17а), либо, если это целесообразно, необходимо запроектировать определение линий от пунктов ОГС до нескольких ближайших пунктов геодезической основы (рисунок 17 б, в), получая таким образом засечки. При этом во всех случаях геодезическое построение должно включать необходимое количество пунктов геодезической основы.

При проектировании вычислительной обработки результатов наблюдений спутников предусматривают применение IBM-совместимых ЭВМ и использование специализированных программных пакетов, входящих в комплекты запланированной для использования спутниковой аппаратуры. Работа с этими пакетами должна проектироваться в соответствии с требованиями по их применению, изложенными в прилагаемой к ним эксплуатационной документации. Тип программного обеспечения должен указываться в рабочей программе полевых работ.

 

Δ - пункты геодезической основы

 ‡ - пункты ОГС

Рис. 15 Схемы, иллюстрирующие проект развития ОГС методом определения висячих пунктов

 

III Экспериментальная  часть

 

Опорные геодезические сети (ОГС) всегда развивались локально, хотя формально требовалось в качестве исходных использовать пункты государственной геодезической сети (ГГС) в системе координат 1956 года (СК—33). Во избежание переноса деформаций СК—33 на внутреннюю структуру городской сети это требование часто игнорировалось. Иногда деформации компенсировались посредством изменения масштаба в ключах связи местной и государственной систем координат.

Применение спутниковой аппаратуры и электронных тахеометров для определения взаимного положения объектов предусматривает однозначный подход к созданию координатной основы. Местные системы координат вполне удовлетворительно «справляются» с линейно-угловыми искажениями элементов сети при переходе со сферы на плоскость. Но распространять их за рамки населенных пунктов нецелесообразно, так как это приведет к потере основного преимущества локальных систем — максимальной приближенности размеров объектов на плане и земной поверхности с учетом масштаба. Для большего соответствия размеров изображение проектируют на поверхность местного референц-эллипсоида. Поэтому встает вопрос о необходимости разработки методики взаимоувязывания местных систем между собой в рамках определенного региона. Это возможно при условии надежной привязки местных систем к пунктам ГГС в СК—33, и лучше это делать при создании ОГС населенных пунктов.

Точность взаимного положения смежных пунктов ГГС в СК—33 составляет 3—5 см. Это вполне удовлетворяет требованиям к точности координатной основы, предъявляемым при создании ОГС. По мере необходимости внутри ГГС могут создаваться локальные сети, которые улучшат как конфигурацию сети в целом, так и ее точность.

К картографированию территорий, расположенных за границами населенного пункта, предъявляются более низкие требования, чем для населенного пункта. Поэтому в качестве картографической основы здесь можно использовать координаты пунктов ГГС в соответствующей МСК, полученные по координатам в СК—33.

Вовремя прохождения преддипломной практики бригадой из 3 человек включая меня была создана опорная геодезическая сеть на Новомихайловском месторождении нефти и газа .. Данная работа выполнялась на основе спутниковых технологий в 2011 году ОАО «.НИПИнефть». Опорная геодезическая сеть состоит из 3 основных пунктов. По результатам уравнивания средние квадратические погрешности определения координат пунктов составили 3—11 мм. После математической обработки разрозненных спутниковых сетей и устранения систематических расхождений согласованная спутниковая сеть  стала опорной для последующих геодезических работ. Ниже представлена таблица точности положения пунктов и схема  их расположения.

 

                              Точность положения пунктов                        Таблица 5

Имя	dN (м)	dE (м)	dH (м)	Точность в плане (м)	Точность по высоте (м)
0001−Михайловский	-2726.837	-2490.592	68.897	0.004	0.008
0001−Наумовка Зап.	3146.535	1191.418	14.718	0.005	0.008
0001−Родник	-3696.783	3198.722	56.098	0.008	0.011
0002−Михайловский	-2314.505	-2079.353	57.120	0.004	0.006
0002−Наумовка Зап.	3558.872	1602.654	2.926	0.005	0.007
0002−Родник	-3284.442	3609.966	44.299	0.014	0.017
0003−Михайловский	-1502.015	-1499.320	45.279	0.005	0.007
0003−Наумовка Зап.	4371.367	2182.691	-8.897	0.003	0.004
0003−Родник	-2472.017	4189.998	32.413	0.014	0.017
0004−Михайловский	-2341.116	-2962.133	77.105	0.004	0.005
0004−Наумовка Зап.	3532.257	719.876	22.938	0.004	0.006
0004−Родник	-3311.056	2727.190	64.277	0.008	0.017
0005−Михайловский	-1825.367	-2268.773	76.410	0.002	0.004
0005−Наумовка Зап.	4048.005	1413.233	22.230	0.004	0.007
0005−Родник	-2795.316	3420.543	63.568	0.005	0.010
Михайловский−Наумовка Зап.	5873.376	3682.008	-54.183	0.003	0.004
Михайловский−Родник	-969.944	5689.321	-12.820	0.003	0.005
Наумовка Зап.−Родник	-6843.319	2007.314	41.365	0.003	0.005

 

Так как пунктов ОГС расположенных на Новомихайловском месторождении нефти и газа первоначально было слишком мало, то встал вопрос, об определении дополнительных пунктов таким образом, чтобы несколько из них оказались на территории самого месторождения или в непосредственной близости от него. Причем для определения таких опорных пунктов использовались существующие пункты государственной геодезической сети 3—4 классов. Число их зависит от территории района и его конфигурации, но в любом случае их должно быть не менее трех. Погрешность определения координат таких пунктов составляет порядка 0.004 – 0.0014 м. В результате была развита ОГС, число пунктов которой и схема ее расположения определены в зависимости от площади и конфигурации месторождения. При этом выполнялось следующее условие: расстояния от вновь определяемых пунктов до опорных или между определяемыми было не более 20 километров, так как в этом случае наиболее оптимально реализована инструментальная точность современных спутниковых приемников. Определяемые пункты привязывались по меньшей мере к трем пунктам опорной сети или ранее определенным.

Более конкретные условия определялись в процессе технического проектирования. При выборе пунктов тщательно изучалось их положение на местности, чтобы условия работы спутниковой аппаратуры соответствовали паспортным данным. Для контроля выполнялись повторные наблюдения в различных местах ОГС. По данным этих измерений можно судить об инструментальной точности внутри сети, причем расхождения длин линий при повторных или контрольных измерениях не должны превышать

(5 мм +   10-6D) √n,

где D — длина линии; n — число ее независимых измерений.

В качестве исходных, использовались пункты государственной геодезической сети: Михайловский, Наумовка Зап., Родник.

 

КАТАЛОГ ИСХОДНЫХ КООРДИНАТ И ВЫСОТ ПУНКТОВ  ГГС

Таблица 6

№ по каталогу	Название пункта	Координаты X,Y в метрах	Высота над уровнем моря в метрах	Класс
Пункты ГГС
1	Михайловский	5932270,480 9599736,440	197,100	пир. 3 кл.
2	Наумовка Зап.	5938143,870 9603418,620	142,919	пир. 4 кл.
3	Родник	5931300,640 9605425,720	184,278	пир. 4 кл.

 

Подробное местоположение опорно-геодезических знаков показано на картах. Закладка опорно-геодезических знаков планировалась таким образом, чтобы они были равномерно распределены по территории Новомихайловского месторождения с учетом особенностей развития данного месторождения и анализа существующей густоты пунктов опорно-геодезической сети.

Координаты и высоты закладываемых опорно-геодезических знаков определялись с применением современных технологий, с использованием новейшего геодезического оборудования, в частности GPS-системой Topcon HiPer+.

Пункты ГГС расположены в Бугурусланском районе следующих населенных пунктов: с. Наумовка, с. Петровка, с. Красный Пахарь, с. Поникла, с. Малое Куроедово.

Работы выполнялись в соответствии с требованиями нормативных документов: СНиП 11-02-96 и СП 11-104-97.

Наблюдения на пунктах выполнялись с помощью спутниковых приемоиндикаторов. Измерения образовывали замкнутые фигуры. При определении пунктов использовалась   двучастотная спутниковая геодезическая аппаратура фирмы Topcon HiPer+.

В качестве заложенных опорных геодезических знаков были использованы:

- бетонные пилоны размерами 10 X 10 X 90см, внутрь которых вцементированы металлические штыри.

В результате проведения описанных выше работ на территории Новомихайловского месторождения . была создана опорная геодезическая сеть пунктов со строго уравненными координатами в местной системе координат СК-56.

 

Заключение

 

В данной дипломной работе была исследована технология создания ОГС методом спутникового определения на Новомихайловском месторождении нефти и газа на практике. В процессе исследования были решены следующие задачи:

-    изучены   виды и  назначения опорных геодезических сетей;

-    исследованы возможности  программы Topcon Tools.

-  изучены технологии создания  опорной геодезической сети методом GPS-определений.

Проведенная полевая работа удовлетворяет требованиям инструкций по созданию ОГС. Преимуществом данного метода являются: минимальные затраты времени и требуемая точность определений координат пунктов ОГС.

На основе проделанной работы можно сделать вывод, что при использовании GPS-технологий можно качественно и быстро создавать опорные геодезические сети.

 

СПИСОК БИБЛИОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Аланд    В.В.,    Самратов    У.Д.,    Родионов    Б.Н.,    Елесин    Г.С. Применеие новых  методов съемок и актуальные  задачи землеустройства // Геодезия  и картография, 1995.- №7.- С.42-45.