 |
Методы GPS в фотограмметрии
|
|
|
|
В последнее время очень широкое распространение в решении фотограмметрических задач получила GPS-технология. Это произошло после того, как значительно повысилась точность самолетных навигационных GPS-приемников, а также стало возможным определение углового положения летательного аппарата в пространстве GPS-методами с высокой точностью. Современные аэрофотокамеры комплексируются с навигационными GPS-приемниками для выполнения воздушного фотографирования. Еще на этапе планирования полета и определения маршрута полета определяются координаты центров проекции аэроснимков (моменты срабатывания затвора аэрофотокамеры), причем эти данные закладываются в самолетный навигационный компьютер.
При движении самолета по маршруту в момент выхода в точку с заданными координатами из навигационного комплекса самолета поступает сигнал в аэрофотокамеру, который приводит к срабатыванию затвора. Координаты центра проекции снимка записываются в память бортового компьютера. Процедура постобработки данных GPS не отличается от технологии обработки кинематических съемок. Для уменьшения погрешностей антенна бортового GPS-приемника располагается так, чтобы ее фазовый центр находился на оптической оси аэрофотокамеры. Имеется возможность определения элементов внешнего ориентирования получаемых снимков путем установки дополнительных антенн GPS-приемника по консолям крыла и на хвостовом оперении. Все эти антенны подсоединяются к одному приемнику, и в результате совместной обработки сигнала может быть вычислено угловое положение самолета относительно земной системы координат во время срабатывания затвора аэрофотокамеры. Современные аэрофотосъемочные комплексы оснащены GPS-оборудованием для реализации описанной технологии. Для привязки снимков GPS- методами определяют координаты контрольных точек, которые располагаются по краям снимаемого района.
|
|
|
Описанный подход во многих странах стал стандартным при выполнении крупномасштабного кадастрового картографирования для регионов, на которые отсутствуют кадастровые карты. В России он лег в основу автоматизированной системы кадастрового картографирования, работающей в рамках проекта LARIS.
ГИС-приложения
Навряд ли найдется более быстрый способ определения координат множества точек на земной поверхности, чем с помощью GPS-приемника. Можно установить его антенну на крышу автомобиля и за сравнительно короткий срок уточнить расположение дорожной сети на карте. Причем получаемая информация может быть непосредственно введена в ГИС и показана на цифровой карте. Не случайно GPS-технология очень широко используется для целей ГИС.
Фирмой Trimble выпускается портативный plag-and-play GPS-приемник в стандартном формате PC-card. Приемник смонтирован в PCMCIA-карте и соединен с малогабаритной антенной (диаметр около 6 см). Антенна имеет магнитное крепление и может быть легко установлена на крышу автомобиля. Программное обеспечение Direct GPS позволяет сразу же вводить координатную информацию в цифровую карту ГИС ArcView и отображать текущее положение автомобиля на экране портативного компьютера, к которому подсоединен приемник. Это оборудование очень популярно среди американских любителей автомобильных путешествий.
С созданием спутникового геодезического оборудования значительно расширились возможности изучения деформаций земной поверхности на больших территориях, вызванных движением материковых плит, следить за деформациями земной поверхности, вызываемыми осадками (снегом, дождем, изменением барометрического давления и т. д.), а также изучать деформации земной поверхности, вызываемые техногенными факторами. Под деформациями земной коры обычно понимают линейные деформации, которые характеризуются относительной величиной изменения расстояния S между двумя опорными точками.
|
|
|
Так же GPS-приемники широко используются в диспетчерских службах и навигации, где они добились высот.
2.3 Сравнение работы GPS-приемников с работой оптических приборов
Важной частью является сравнение создания геодезической сети. Технология создания геодезической сети спутниковым методом во многом совпадает с технологией создания сети наземными методами: в технологической цепочке существуют совпадающие этапы. Однако есть и различия: появился новый этап - планирование спутниковых наблюдений, исчезла необходимость в строительстве и ремонте сигналов, цели и содержание остальных этапов видоизменились. Перечислим последовательность действий при работе в регионе или на объекте: сбор материалов, составление проекта работ, рекогносцировка, планирование наблюдений, наблюдения, обработка результатов, составление каталога и сдача работ.
Сбор материалов состоит в получении (приобретении) карт и каталогов координат. Кроме того, целесообразно приобрести любые другие доступные материалы, вплоть до географических описаний и сведений из энциклопедий и справочников. Часто исполнители выезжают на объект для предварительного обследования и согласования работ с местными властями.
Проект работ содержит графическую часть, пояснительную записку и финансовую часть - смету. Графическая часть - это схема проектируемой сети, составляемая на карте. При проектировании сети учитывают наличие сохранившихся исходных пунктов и определяют желаемые места расположения вновь определяемых пунктов. Особенность спутниковой технологии состоит в том, что нет необходимости располагать пункты так, чтобы между ними была бы обеспечена взаимная видимость кроме случаев, особо оговоренных техническим заданием на производство работ. Нет необходимости располагать пункты на командных высотах. Пункты можно располагать там, где их впоследствии будет удобно использовать.
Планирование наблюдений - это этап, специфический именно для спутниковой технологии. Целью планирования является определение временных интервалов, наиболее благоприятных (и неблагоприятных) для наблюдений. Например, в результате планирования может быть установлено, что на данном объекте в данный период - в период планируемых работ - лучше всего выполнять наблюдения с 5 до 12 часов, а с 17 до 18 часов лучше не наблюдать. Такая ситуация повторяется каждый день, поскольку расположение спутников на небосклоне также повторяется каждые сутки. Понятие «наиболее благоприятный интервал времени для наблюдений» означает, что в данном интервале над горизонтом (над маской) будет находиться шесть и более спутников.
|
|
|
Программа планирования входит в состав программного обеспечения. Исходными данными для планирования являются приближенные (с ошибкой порядка градуса) координаты объекта, приблизительное время работ (с ошибкой порядка месяца), данные рекогносцировки о препятствиях вокруг пунктов и альманах системы. Как было сказано, для получения альманаха достаточно перед планированием и выездом на объект выставить приемник на открытое место и подержать его включенным 15-20 минут. Приемник за это время успеет собрать альманах и этот альманах можно будет перекачать в компьютер. В результате перед выездом в поле бригада операторов получает график, на котором указано, сколько спутников будут находиться над маской в данный часовой интервал. Не рекомендуется пользоваться альманахом, возраст которого превышает месяц.
О наблюдениях и обработке их результатов сказано ранее. Конечным результатом является составление каталога координат пунктов и сдача работы заказчику. Этому предшествует полевой контроль, в результате которого исполнитель должен убедиться в том, что предъявленные к надежности, качеству и точности результатов требования выполнены. После этого или одновременно с этим он должен убедить в этом заказчика. Контроль, как правило, осуществляют повторными наблюдениями на части пунктов. Иногда там, где позволяет видимость, выполняют контрольные измерения расстояний и углов между пунктами с использованием точных дальномеров и теодолитов.
|
|
|
Следующее отличие GPS-приемников от наземных методов заключается в том, что упрощается работа по выносу границ земельных участков в натуру. Элементы геодезических разбивочных работ при использовании наземных геодезических приборов следующие:
1. Построение на местности проектного горизонтального угла.
2. Отложение на местности проектного расстояния (отрезка).
3. Перенесение на местность проектных отметок и линий проектных уклонов.
При использовании GPS-приемников остается только вынесение координат границ земельных участков в натуру, то есть не надо строить на местности проектные углы и проектное расстояние.
Ряд преимуществ использования GPS-приемников по отношению к теодолиту и электрическому тахеометру: отсутствие необходимости прямой видимости между пунктами измерений, возможность работы в любых метеорологических условиях, высокая точность определения координат точек местности.
Национальное управление Франции CNASEA проводит работы по созданию кадастра бывшей французской колонии Майотте. Необходимые измерения на территории 375 кв. км были выполнены за 15 дней с использованием GPS- приемников PathFinder Pro XR фирмы Trimble. При применении традиционных геодезических методов на это потребовалось бы около 15 лет.
Специалисты АО “ЗапУралТИСИЗ” использовали приемники 4000ST фирмы Trimble для проведения работ по развитию геодезической сети в г. Уфа. Бригада из двух человек построила триангуляцию из 15 пунктов за 5 дней, тогда как при использовании существующих методов геодезических измерений такую же работу выполняет бригада из пяти человек за 2 недели.
Применение спутниковых приемников для привязки центров фотографирования позволило в несколько раз снизить общую стоимость работ за счет уменьшения объемов полевых работ, связанных с привязкой аэрофотоснимков.
ГЛАВА 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ GPS-ПРИЕМНИКОВ В ЗЕМЕЛЬНО-КАДАСТРОВЫХ РАБОТАХ НА ПРИМЕРЕ СЪЕМКИ ЗЕМЕЛЬНЫХ УЧАСТКОВ В ПРИГОРОДЕ Г. ЯКУТСК
3.1 Технология проведения полевых работ
Технология проведения работ со спутниковой ГЛОНАСС/GPS аппаратурой включает следующие этапы:
- составление проекта геодезических работ на объекте;
- получение разрешений для работы на режимных или частных территориях и на работу радиостанции;
- полевая рекогносцировка, в результате которой делаются заключения об объекте, технологии работ и особенностях материально-технического обеспечения измерений. В итоге составляется проект полевых работ, и подготавливается необходимый картографический материал;
|
|
|
- закладка центров;
- организация базовых станций (если этого требует технология);
- планирование сеансов наблюдений, которое включает в себя определение оптимальных временных интервалов измерений, проектирование последовательности сеансов или маршрутов обхода объектов съемки;
- составление таблиц с кодами топографических объектов и печать штрих-кодовых карточек в соответствии с указанным в техническом задании
классификатором объектов. Это необходимо для эффективного выполнения топографических или ГИС съемок;
- полевые измерения (съемка объектов);
- камеральная обработка, вывод результатов измерений;
- составление технического отчета и оформление необходимой документации;
- полевой контроль, архивирование и сдача материалов.
Как видно из перечня работ, в спутниковых и традиционных технологиях много общего.
3.1.1 Проект построения геодезической сети
Очень часто геодезисты вынуждены определять координаты пунктов, полагаясь на руководства фирм-изготовителей аппаратуры и ее программного обеспечения. В любом случае они должны осознанно подходить к выбору технических решений, базирующихся на общей теории спутниковых методов геодезии.
Работа над проектом начинается со сбора и анализа материалов о геодезической и картографической изученности района работ. Сведения о
выполненных ранее работах по ГЛОНАСС/GPS измерениям, триангуляции,
полигонометрии, нивелированию и гравиметрическим определениям получают в территориальных инспекциях Госгеонадзора и в организациях, проводивших соответствующие работы.
В техническом проекте устанавливаются объемы работ, технология их
выполнения, материально-техническое обеспечение и сметная стоимость.
Текстовая часть проекта должна содержать:
- сведения о назначении проектируемых работ, плотности пунктов и их точности;
- сведения о ранее выполненных работах;
- краткую характеристику физико-географических и климатических
условий района работ, влияющих на организацию и проведение спутниковых
определений. Особенно важными факторами являются сведения о характере
растительности, дорожной сети и проходимости местности, наличии помех в
виде радиолокаторов, УКВ-передатчиков, ЛЭП. Для выбора аппаратуры важно указать возможный перепад температур на период работ; информацию о глубинах промерзания и оттаивания грунтов, необходимую для правильного выбора типа центров;
- информацию о гидрографическом режиме;
- обоснование выбора типа геодезических знаков;
- обоснование режима определения координат, типа аппаратуры и ее программного обеспечения, режимов измерений и технологии наблюдений;
- характеристику запроектированной сети, способы ее объединения с существующей сетью в плане и по высоте, схему расположения пунктов сети, названия пунктов, полные и краткие для использования в качестве
идентификаторов при вводе данных в аппаратуру и при работе с программным обеспечением;
- порядок обработки результатов наблюдений, выбор способов преобразований координат и высот;
- обеспечение техники безопасного ведения работ;
- сроки начала и окончания работ;
- расчет объемов работ, сметной стоимости, обоснование штатного расписания.
3.1.2. Рекогносцировка сети и закладка центров.
При полевой рекогносцировке участка предстоящих работ исполнитель
должен выбрать места для установки новых пунктов и подтвердить пригодность для спутниковых наблюдений существующих пунктов. По мере возможности необходимо стремиться использовать старые пункты, чтобы избежать закладки новых.
Места для размещения пунктов должны обеспечивать оптимальные условия для выполнения наблюдений, долговременную сохранность пунктов, их устойчивость в плане и по высоте в течение длительного времени, возможность работать и днем, и ночью в любое время года. Нельзя размещать пункты в зонах перспективного строительства, в местах, предназначенных для выполнения гидротехнических, дорожных, строительных работ, где не может быть гарантирована сохранность пункта.
Главное условие для оптимальных условий наблюдений – чистое небо от высоты 10 – 15 над горизонтом. Высокие деревья с плотной листвой обычно
создают проблемы в наблюдениях: листья и ветки блокируют сигналы
спутников или сильно их ослабляют. Нежелательно устанавливать приемник
около высоких стен или на крышах. Плоские поверхности около антенны, как вертикальные, так и горизонтальные, создают многопутность сигналов. От одноэтажных зданий необходимо отходить на 15 – 20 м, а от многоэтажных – на 50 м и более. Можно допускать наличие препятствий к северу от пункта в азимутах примерно 315 – 345. Это объясняется тем, что для широт в 50 и более северных спутники NAVSTAR находятся преимущественно в южной стороне неба. При наличии объектов съемки с препятствиями полезно
составить диаграммы препятствий.
Телевизионные или микроволновые передатчики, расположенные поблизости от спутникового приемника, могут вызывать явление интерференции. Нецелесообразно размещать пункт ближе 1 км от источника
помех. Удаление от линий электропередач обычно принимается не менее 150 м.
Поскольку прямая видимость на соседние пункты при построении спутниковой сети не требуется (достаточно обеспечивать ее только на ориентирные пункты), и форма сети не играет особой роли, то решающим фактором при выборе места для пункта становится его доступность.
Предпочтительнее места поблизости от дорог (20 – 30 м), это повысит
производительность работ. Для измерений в городе необходимо также
предусмотреть место для парковки автомашины.
При выборе мест для особо ответственных пунктов типа фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС), высокоточная геодезическая сеть (ВГС) целесообразно до закладки провести пробные измерения фазовой аппаратурой с целью выявления возможных радиопомех.
Если планируется работа в дифференциальном режиме, то намечаются
место расположения базовых станцийи способ их геодезической привязки.
Существующие пункты государственной геодезической сети(ГГС)и государственной нивелирной сети(ГНС). Геодезист должен отыскать пункты
триангуляции, полигонометрии и нивелирных сетей, проверить сохранность
центров и знаков, оценить возможность проведения спутниковых измерений.
Если последнее невозможно, то необходимо наметить схемы привязки и
определения элементов приведения.
3.1.3. Работа перед выездом в поле.
Перед началом полевых измерений производится поверка аппаратуры. Для GPS измерений обычно достаточно поверить оптический центрир, с помощью которого антенна устанавливается над центром знака. Визирная ось центрира при выведенном на середину пузырьке уровня должна совпадать с отвесной линией.
Дополнительные ошибки могут вызывать люфт переходника в трегере,
несоосность удлинителя для установки антенны и переходника. При выполнении высокоточных работ эти источники ошибок должны непременно
устраняться.
Чтобы убедиться в исправности приемника, можно выполнить один простой тест: отнаблюдать нулевую базовую линию. Это измерение делается, когда два или больше приемников подсоединяются к одной антенне.
Обязательные операции перед выездом в поле – проверка доступного объема памяти приемника, разгрузка ее в случае необходимости, а также зарядка аккумуляторов. Полезно заранее проверить комплектацию приемников, исправность штативов, цельность проводов, наличие переходников, рулеток, метеоаппаратуры, полевых журналов.
3.1.4 Работа на пункте.
Описанный ниже порядок работы на пункте относится к прибору Trimble 5700 и является достаточно приближенным, поскольку существует в приемниках множество особенностей в аппаратуре, конструкциях оборудования, типах центров и т. д.
Прибыв на точку, были выполнены следующее действия:
1. Оценить возможность проведения наблюдений на точке. На сигналы GPS могут влиять объекты, расположенные вокруг антенны: деревья, здания, транспорт и люди. Движение людей и транспорта вблизи антенны может влиять на сигналы или даже блокировать их. Рекомендуется парковать автомобиль, по крайней мере, в 15 м от антенны или дальше. Если есть возможность выбора места для установки антенны, то предпочтительнее самое высокое и надежное место.
2. Установить антенну над маркой. Вначале устанавливается штатив,
примерно над маркой, и на нем закрепляется трегер с центриром. Штатив нужно поставить так, чтобы марка оказалась вблизи перекрестия сетки нитей.
Далее производится нивелирование по уровню посредством регулировки ножек штатива, при этом сетка не изменяет свое положение относительно марки. Окончательное приведение пузырька в нуль-пункт выполняют подъемными винтами трегера. Если перекрестие сетки нитей проходит далеко от центра марки, становой винт штатива ослабляется, и трегер аккуратно передвигается в правильное положение. Затем еще раз проверяется пузырек уровня. После этого на штатив устанавливается антенна приемника (или приемник с антенной). Установка кинематической антенны на штанге-биноге контролируется по уровню.
3. Расположить аппаратуру.Располагать аппаратуру следует так, чтобы не только хватало кабелей для соединения отдельных блоков, но и был
свободен доступ к штативу для контроля постоянства расположения антенны и возможности измерения ее высоты без нарушения отслеживания спутников. Для этого нужно воспользоваться диаграммой небесной сферы с траекториями спутников и выбрать сторону, с которой можно свободно подходить к штативу. Антенна (или сенсор) соединяется кабелями с приемником, к приемнику подсоединяется аккумулятор. Марку N на антенне направить на север, используя ориентир-буссоль, компас или направление с известным азимутом.
4. Измерить высоту антенны.Без знания высоты антенны невозможно
дать точный вектор базовой линии. Опыт геодезистов показывает, что
измерение высоты антенны является операцией, в которой чаще всего делают
ошибки. Поэтому рекомендуется измерять высоту до начала и после
наблюдений, а также контролировать ее в процессе наблюдений, причем
измерять в различных единицах. Результаты измерений заносятся в журнал,
обязательно с зарисовкой измеренных элементов.
В принципе, геодезист должен измерить положение фазового центра
антенны F над маркой геодезического знака С по вертикали, или, более точно, по нормали к эллипсоиду. Однако истинное положение фазового центра в момент измерений неизвестно, более того, оно различное для разных спутников и для разных частот. Поэтому над маркой измеряется высота некоторой опорной точки антенны. Этой точкой может быть точка на оси антенны (низ монтировки) или на краю антенны (угол, выемка, крюк для подвешивания рулетки). Часто измеряется неисправленная или наклонная высота h'. Тогда истинная высота h получается как
, (3.1)
где l – расстояние от центра до края антенны, а h – смещение по вертикали точки, от которой измеряется высота антенны, относительно ее фазового центра, называемое в руководствах antenna offset. Параметры l и h даются в описании аппаратуры, приводятся на самой антенне и в программном обеспечении. Обычно геодезисту не нужно делать какие-либо вычисления, достаточно указать в приемнике или в программе обработки, какая высота была введена и ее значение.
5. Включить приемник, ввести (или проверить) параметры миссии,
дождаться начала позиционирования. Иногда необходимо продолжительное
время, пока приемник соберет альманах (до 12.5 минуты) и вычислит
положение. Если приемник долго не может вычислить свое положение, то
необходимо ввести его грубые координаты.
6. Начать измерения. Приемник может начинать измерения автоматически, по заранее установленному автотаймеру, или в ручном режиме, по нажатию кнопки оператором. Первый способ обычно применяется при проведении регулярных длительных сеансов, при мониторинге. Второй способ обычен в практике полевых работ. Опоздание может сделать наблюдения бесполезными. Потеря большого количества одновременных данных может стать причиной того, что решение не будет найдено.
7. Ввести данные в приемник.В приемник необходимо ввести:
- название пункта (идентификатор установленной длины);
- высоту антенны и ее смещение в плане (если это допускает интерфейс приемника);
- метеоданные через выбранный заранее интервал времени (температуру, давление, влажность).
Данные вводятся в установленных системах единиц. Применение
несогласованных идентификаторов для названий пунктов обычно приводит к
большим потерям времени.
8. Заполнить полевой журнал. Журнал заполняется для каждого сеанса на каждой станции. В него заносят время начала и конца измерений, метеоданные, неоткорректированную высоту антенны, смещение антенны, ее истинную величину с соответствующими вычислениями и зарисовкой. Всегда указывают тип антенны, используемой для каждого приемника. Информация, отраженная в журнале, должна включать видимость спутников, препятствия и текущее состояние измерений. Все, что может повлиять на прием сигналов, также должно быть занесено в журнал, например, информация о близких радиопередатчиках или ЛЭП. Полевая бригада должна скопировать в журнал полное название с верхней части марки. Необходимо также сделать с марки оттиск и хранить его вместе с журналом. В дальнейшем это предотвратит возможную путаницу.
Например, можно будет определить, на какой точке действительно были измерения: на самом знаке или на его ориентирном пункте.
9. Контролировать работу аппаратуры во время измерений.Рекомендуется проверять приемник каждые 15 минут и записывать комментарии в полевой журнал. Контролируется его состояние, объем оставшейся памяти, энергоресурс, наличие срывов циклов, текущие геометрические факторы и т. д.
Если случился сбой питания, то необходимо восстановить подачу энергии любым возможным способом. Если приемник отключился, проработав 10% времени сеанса, то нужно увеличить время наблюдения. Время сбоя в питании необходимо записать в полевой журнал. Обычно, когда восстановится энергия после сбоя питания, открывается второй файл, и для одного сеанса будет два файла данных, которые нужно будет объединить при переводе данных в компьютер.
Точность определения координат станции зависит от точности измерения высоты антенны. Если замечено, что в течение сеанса штатив сместился, есть несколько выходов: можно усреднить измеренные в начале и в конце высоты. Если есть основание считать, что штатив сместился в начале наблюдений, то нужно использовать конечную высоту, а если в конце сеанса, то использовать начальную высоту. Если разница высот очень велика, то проще повторить наблюдения.
10. Выключить приемник.Останавливать съемку нужно только тогда, когда у наблюдателя будет уверенность, что на всех станциях собрано достаточное количество одновременных данных. При наличии связи полевая бригада должна уведомлять об окончании сеанса руководителя, который может изменить график работы. Время окончания сеанса также заносится в журнал.
3.2 Обработка данных
3.2.1. Перевод данных в компьютер
У современных приемников данные GPS наблюдений хранятся во внутренней памяти самого приемника или контроллера либо на карточке памяти (флэш-карте). Первый шаг в обработке – перевод данных из приемника на жесткий диск компьютера. Этот перевод выполняется специальной программой, поставляемой изготовителем аппаратуры, которая может опционально входить в программу обработки. Файлы наблюдений для данного сеанса содержат измерения псевдодальностей и фаз, бортовые эфемериды, данные о пункте, включающие идентификатор станции, высоту антенны, и, возможно, положение из навигационного определения. Главное при переводе файлов – убедиться, что файлы и пункты правильно названы, и что высота антенны соответствует значению, приведенному в полевом журнале.
Хороший прием, обеспечивающий правильность имени файла и высоты антенны, – ведение сводки, содержащей распределение пунктов по сеансам, высоты антенн и время начала и конца сеансов. Табличный список различных сеансов и высот антенн полезен для включения в отчет о проекте. Большинство программ для пакетной обработки файлов автоматически извлекают высоту антенны из файла данных о пункте, хранящемся в приемнике. После исправления названия в различных файлах нужно проверить правильность всех высот антенн. Если некоторая ошибка будет обнаружена после обработки базовых линий, то исправление этой ошибки приведет к удалению той части обработанных базовых линий, где были использованы ошибочные данные, и возможно, что некоторую часть обработки придется повторять. В процессе пересылки файлов измерений в базу данных проекта может производиться объединение файлов, разорванных по какой- либо причине, например, из-за перерыва в питании.
Когда все файлы исправлены, данные наблюдений необходимо продублировать, по крайней мере, на двух средствах хранения (например, на дискетах, компакт-дисках).
3.2.2. Обработка измерений
Полевая обработка наблюдений базовых линий обычно производится с помощью коммерческих программ, поставляемых производителями спутниковой аппаратуры. При окончательной обработке нередко используются научные программы. Они имеют больше возможностей для моделирования различных процессов. Эти особенности дают им большое преимущество, особенно при наблюдении сверхдлинных базовых линий. Научные программы позволяют одновременно обрабатывать наблюдения, сделанные на многих пунктах (одновременно или в разное время), то есть получать многопунктовое или сетевое решение. Для коммерческих программ, прежде всего, характерна простота в эксплуатации, поскольку они предназначены для широкого круга потребителей. Они позволяют получать уверенные результаты высокой точности на коротких базовых линиях. При использовании точных координат опорных пунктов и точных эфемерид некоторые программы дают прекрасные результаты на длинных базовых линиях.
Коммерческие программы получили повсеместное распространение, и в любом случае они должны использоваться до обработки в решении по многим станциям. В некоторых случаях одна из точек в сеансе наблюдений может оказаться запорченной, а если все точки обрабатывались совместно, то ошибки от плохой точки распределяются среди всех векторов, и ошибка маскируется.
Программа для обработки отдельных векторов обеспечивает лучший контроль слабых линий или пунктов. Неудачные точки можно легко изолировать, заметив, что их статистики на линиях, ведущих к данной точке, хуже, чем статистики на других линиях. Кроме того, для линий в сеансе можно просуммировать векторы, и, если сумма по периметру не является малой величиной, то это указывает, что одна из точек в сеансе плохая.
Указанные программные продукты, как правило, включают главную программу, управляющую модулями, которые выполняют следующие
процессы:
- планирование сеансов наблюдений или доступности спутников;
- работу с проектами;
- пересылку данных;
- редактирование данных;
- обработку базовых линий;
- обзор сети;
- преобразование координат;
- уравнивание геодезической сети;
- вывод результатов обработки.
Ряд программных комплексов дополнительно имеет возможности настройки на различные единицы измерения расстояний, температуры и давления.
Обработка данных обычно начинается с создания проекта. Под проектом понимается область постоянной памяти компьютера, логически связанная с конкретным объектом работ (геодезической сетью). Для каждого проекта вводятся соответствующие спецификации в базе данных программы.
Допускается модификация проектов, архивирование, восстановление и
удаление.
Ввод результатов измерений в проект возможен из приемника, из его накопителя, с карточки памяти, из переведенного ранее файла данных. Файлы измерений в приемнике или на карточке памяти обычно хранятся в собственном формате фирмы. Разработка формата независимого обмена данными измерений между приемниками разных фирм привела к обязательному включению в программы опций RINEX-экспорта и RINEX-импорта данных. В проект могут вводиться не только результаты полевых измерений, но и результаты пост-обработки или полевой обработки измерений, сделанных в реальном времени. Программа для постобработки спутниковых измерений для GPS Trimble 5700 - Trimble Business Centre, а для Javad Triumph – Justin.
3.3 Топографическая съемка земельных участков с использованием GPS-приемника Trimble 5700 в городском округе «город Якутск»
За время осенней практики в ГУП «Республиканский центр технического учета и технической инвентаризации» (РЦТИ) произвел около 10 топографических съемок. В приложениях (Б и В) представлены планы границ земельного участка.
Спутниковая сеть РЦТИ имеет опорную базу, находящаяся на крыше РЦТИ, и 5 триангуляционных пунктов, находящихся один в Хатассах, второй в Нижнем Бестяхе, третий между Жатаем и Тулагино, четвертый на Вилюйском тракте и пятый на Маганском тракте. Данная спутниковая сеть для GPS-приемника Trimble 5700 построена в 2010 году (рис. 8). Данная сеть помогает добиться точных результатов измерений GPS-приемником даже за пределами этого пятиугольника, но рекомендуемая дальность измерений 3-50 км от базы, далее появляется погрешность.
Все способы измерений с использованием GPS-приемников можно объединить в две группы методов – статистические и динамические (кинематические). В нашем случае для GPS-приемника Trimble 5700 подходит первый способ – статистический. GPS-приемник Trimble 5700 работает в двух режимах съемки: postprocessed kinematic (PPK) и fast static (FS). Режим PPK отличается от режима FS тем, что съемка точки у первого режима быстрей, чем у второго. В режиме PPK можно снимать одну точку в минуту, а при FS обязательно процесс занимает от 5-8 минут, но по точности PPK уступает FS. Поэтому на практике всегда пользуются режимом FS.
Статистический метод применяется с начала массового использования GPS-технологий в геодезии. Он требует наличие двух приемников, не оснащенных радиомодемами или другими передатчиками радиосигнала. Два прибора устанавливаются на точки с известными координатами. Отрезок, соединяющие данные две точки, известен под названием базовой линии. При использовании статистического способа измерений в течение 40-60 минут оба приемника принимают сигнал с одних и тех же спутников. Число спутников не должно быть менее четырех.
Данные метод позволяет достичь точности 1-3 см в плане. Он хорошо подходит по созданию опорной сети, на основе которой в дальнейшем можно проводить другие работы, в частности межевание земель, вынос в натуру границ земельных участков, вынос границ землевладений, множество других задач, где необходимо использовать надежную опорную сеть.
Существует еще одно приложение способа быстрой статики к решению задач землеустройства и кадастра. Это работы на местности способом реоккупации. После наблюдений с помощью двух приемников, установленных в точках с известными координатами, один из приборов переносится на другую определяемую точку, затем на следующую и так далее. По прошествии одного-двух часов приемник (ровер) возвращают на исходную точку, где продолжают наблюдения. Весь отрезок времени приемник должен быть включен, что гарантирует непрерывность измерений. Данный способ не позволяет работать настолько же быстро, как методы кинематики (динамики), но является эффективным в неблагоприятных условиях, например при съемках в лесу. При этом можно достичь точности измерений в 1-3 см.
При выполнении топографической съемки первым шагом делаем абрис данного участка, далее GPS-приемником снимаем точки границ земельного участка. В среднем время съемки одной точки занимает 5-8 минут. Для ускорения работы пользуются лазерными дальномерами, которыми привязывают к точкам границ земельного участка и снимают другие объекты на данном участке.
При завершении съемки данные, полученные GPS-приемником, обрабатываются с помощью специальной программы Trimble Business Centre. С помощью этой программы получаем высоту и координаты отснятых точек земельного участка и точек объектов капитального строительства на данном участке. Следующим шагом полученные координаты обрабатываются в программе Panorama или AutoCad.
При завершении обработки полученная топографическая съемка отправляется в «Архитектурно-планировочное муниципальное предприятие», где она перечерчивается на планшет городского округа «Город Якутск». Далее топографическая съемка попадает к гражданину, подавшему заявку.
Топографическая съемка нужна:
- для получения разрешения на строительство;
- для проектировки объектов капитального строительства на земельном участке;
- для проведения коммуникации (газ, телефон, водопровод или канализацию) от центральных сетей;
- для благоустройства земельного участка;
- для узаконивания «лишних» соток по так называемой «дачной амнистии» (если участок не ранее учтенный).
В данной работе представлены топографические съемки земельных участков физических лиц, участок расположенный вблизи поселка Жатай (приложение Б), и участок расположен в СОТ «Стрелка-1» Покровский тракт 7км. (приложение В). Съе
|
|
|
