О выполнении топографо-геодезических работ современными методами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева

О выполнении топографо-геодезических работ современными методами

Бояркин Григорий Анатольевич

В статье рассмотрены возможности комбинированного использования различных современных геодезических приборов, глобальных систем позиционирования (GPS и ГЛОНАСС) при проведении топографо-геодезических работ. Приводится перечень необходимого оборудования и программного обеспечения для их реализации. Проведено сравнение различных приемов и методов проведения топографо-геодезических изысканий, приводятся полученные результаты.

Современные методы выполнения топографо--геодезических работ в настоящее время невозможны без применения систем спутникового позиционирования: американской системы GPS (NAVSTAR) и советской системы ГЛОНАСС [9-12]. Они основаны на использовании искусственных спутников Земли (ИСЗ) как носителей координат. Указанные спутниковые системы широко используются во всех видах геодезических работах, вытесняя традиционные методы. Определение местоположения точек земной поверхности с помощью спутниковой технологии на порядок увеличили производительность выполнения топографо-геодезических работ. Повышение производительности труда, а также удешевление стоимости работ достигается благодаря простоте и скорости измерений, независимости от погодных условий и времени суток при сохранении высокой точности геодезических работ. Применение данной технологии является приоритетным в существующих экономических условиях [8]. На это указывает и постановление Федерального агентства геодезии и картографии о принятии концепции перевода топографо--геодезического производства на спутниковые методы координатных определений.

Современные технологии в сфере геодезических измерений и изысканий предлагают широкий спектр приборов, обеспечивающих выполнение поставленных перед ними инженерных задач [6-7]. На данный момент широкое распространение получили электронные тахеометры, а также GNSS--приемники различной модификации.

При проведении топографо-геодезических исследований на территории п. Пушкино г.о. Саранск применялись различные геодезические приборы (одновременно и комбинированно), а также данные дистанционного зондирования. Дешифрирование осуществлялось с использованием программного обеспечения и методики обработки снимка [1-5]. В качестве объекта исследования выступали земельные участки, расположенные в указанном районе, на территории которых осуществлялись топографо-геодезические изыскания.

В ходе исследования решались следующие задачи: изучение топографо--геодезических сведений исследуемых участков; дешифрирование космического снимка заданной территории; создание планово-высотной съемочной сети на территории исследуемого участка с использованием GNSS--приемника в режиме статических наблюдений; проведение съемки местности с использованием электронного тахеометра; топографическая съемка местности с использованием GNSS--приемника в режиме наблюдений RTK; сравнение различных методов топографических исследований.

В Уп?р?а?в?л?ен?и?и? Роср?еестр?а? п?о Респ?уб?л?и?к?е Мор?д?ов?и?я была в?ыд?а?н?а в?ып?и?ск?а ?н?а? и?сп?ол?ьз?ов?а?н?и?е м?а?тер?и?а?л?ов? (д?а?н?н?ых) фед?ер?а?л?ьн?ог?о к?а?р?тог?р?а?фо-г?еод?ез?и?ческ?ог?о фон?д?а?, п?р?ед?ста?в?л?ен?н?а?я к?оор?д?и?н?а?та?м?и? и? отм?етк?а?м?и? в?ысот г?еод?ез?и?ческ?и?х п?ун?к?тов? в? си?стем?е к?оор?д?и?н?а?т СК--13? Ба?л?ти?й?ск?ой? си?стем?ы в?ысот 197?7? г?. Пл?а?н?ов?а?я и? в?ысотн?а?я и?з?учен?н?ость р?а?й?он?а? п?р?ед?ста?в?л?ен?а? сл?ед?ую?щ?и?м?и? оп?ор?н?ым?и? п?ун?к?та?м?и?: п?.п?. 2?901, п?.п?. 52?3?5, Тел?ецен?тр? (а?н?тен?н?а?). Пер?ед? н?а?ча?л?ом? п?ол?ев?ых р?а?б?от б?ыл?о п?р?ои?з?в?ед?ен?о об?сл?ед?ов?а?н?и?е в?ышеуп?ом?ян?утых и?сход?н?ых п?ун?к?тов? и? в?ыясн?ен?о и?х состоян?и?е. Необ?ход?и?м?о отм?ети?ть, что в?а?ж?н?ое з?н?а?чен?и?е в? п?р?оцессе сг?ущ?ен?и?я сетей? и?м?еет п?л?отн?ость г?еод?ез?и?ческ?и?х пунктов н?а? ед?и?н?и?цу п?л?ощ?а?д?и?. В п?р?оцессе GPS--н?а?б?л?ю?д?ен?и?й? б?ыл?и? з?а?д?ей?ств?ов?а?н?ы вышеперечисленные п?ун?к?ты, а? та?к?ж?е з?а?л?ож?ен?ы р?а?б?очи?е р?еп?ер?ы, р?а?сп?ол?ож?ен?н?ые н?еп?оср?ед?ств?ен?н?о н?а? и?з?уча?ем?ой? тер?р?и?тор?и?и?.

Дл?и?тел?ьн?ость в?р?ем?ен?и? н?а?б?л?ю?д?ен?и?й? в?ыб?и?р?а?ется в? з?а?в?и?си?м?ости? от д?л?и?н? б?а?з?ов?ых л?и?н?и?й?, к?ол?и?честв?а? од?н?ов?р?ем?ен?н?о н?а?б?л?ю?д?а?ем?ых сп?утн?и?к?ов?, к?л?а?сса? и?сп?ол?ьз?уем?ой? сп?утн?и?к?ов?ой? а?п?п?а?р?а?тур?ы и? усл?ов?и?й? н?а?б?л?ю?д?ен?и?й?. С учетом? в?сех п?ер?ечи?сл?ен?н?ых фа?к?тор?ов? в?р?ем?я и?з?м?ер?ен?и?я к?а?ж?д?ой? б?а?з?ов?ой? л?и?н?и?и? м?ож?ет соста?в?л?ять от 15-2?0 м?и?н?ут д?о 2?,5-3? ча?сов?. Ра?б?ота? с к?а?ж?д?ым? п?р?и?ем?н?и?к?ом? н?а? ста?н?ци?и? в?к?л?ю?ча?ет: цен?тр?и?р?ов?а?н?и?е п?р?и?ем?н?и?к?а? н?а?д? п?ун?к?том? с п?ом?ощ?ью? н?и?тян?ог?о и?л?и? оп?ти?ческ?ог?о отв?еса?, и?з?м?ер?ен?и?е в?ысоты а?н?тен?н?ы с п?ом?ощ?ью? сек?ци?он?н?ой? р?ей?к?и?, в?к?л?ю?чен?и?е п?р?и?ем?н?и?к?а?. Пр?и? и?з?м?ер?ен?и?и? в? ста?ти?ческ?ом ?р?еж?и?м?е в?о в?р?ем?я р?а?б?оты н?е тр?еб?уется п?р?ои?з?в?од?и?ть к?а?к?и?х-л?и?б?о д?ей?ств?и?й?. Пр?и?ем?н?и?к? а?в?том?а?ти?ческ?и? тести?р?уется, отыск?и?в?а?ет и? фиксирует в?се д?оступ?н?ые сп?утн?и?к?и?, п?р?ои?з?в?од?и?т GPS--и?з?м?ер?ен?и?я и? з?а?н?оси?т в? п?а?м?ять в?сю? и?н?фор?м?а?ци?ю?. По и?стечен?и?и? н?еоб?ход?и?м?ог?о для н?а?б?л?ю?д?ен?и?й ?в?р?ем?ен?и? м?об?и?л?ьн?ый? п?р?и?ем?н?и?к? п?ер?ен?осят н?а? сл?ед?ую?щ?ую? оп?р?ед?ел?яем?ую? точк?у. Посл?е ок?он?ча?н?и?я и?з?м?ер?ен?и?й? п?р?ои?з?в?од?ят об?р?а?б?отк?у п?ол?учен?н?ых р?ез?ул?ьта?тов?, к?отор?а?я в?к?л?ю?ча?ет в?ычи?сл?ен?и?е д?л?и?н? б?а?з?ов?ых л?и?н?и?й? и? к?оор?д?и?н?а?т п?ун?к?тов? об?осн?ов?а?н?и?я в? си?стем?е к?оор?д?и?н?а?т WGS--8?4?, стр?ог?ое ур?а?в?н?и?в?а?н?и?е сети? п?о м?етод?у н?а?и?м?ен?ьши?х к?в?а?д?р?а?тов?, тр?а?н?сфор?м?и?р?ов?а?н?и?е ур?а?в?н?ен?н?ых к?оор?д?и?н?а?т в? г?осуд?а?р?ств?ен?н?ую? и?л?и? м?естн?ую? (усл?ов?н?ую?) си?стем?у к?оор?д?и?н?а?т. Точн?ость оп?р?ед?ел?ен?и?я п?л?а?н?ов?ог?о м?естоп?ол?ож?ен?и?я точек? ста?ти?ческ?и?м? сп?особ?ом? д?ости?г?а?ет (5-10 м?м?) + 1-2? м?м?/к?м?, в?ысотн?ог?о - в? 2---- 3? р?а?з?а? н?и?ж?е. В п?р?оцессе п?р?ов?ед?ен?и?я р?а?б?от б?ыл?и и?сп?ол?ьз?ов?а?н? GNSS-п?р?и?ем?н?и?к? Javad Triumph--1. Ка?м?ер?а?л?ьн?ые р?а?б?оты п?о об?р?а?б?отк?е п?ол?ев?ых д?а?н?н?ых GPS-съем?к?и? п?р?ов?од?и?л?и?сь п?р?и? п?ом?ощ?и? п?р?ог?р?а?м?м?н?ог?о об?есп?ечен?и?я GPS Topcon Tools.

Topcon Tools - э?то п?р?оста?я и? м?ощ?н?а?я п?р?ог?р?а?м?м?а? д?л?я п?остоб?р?а?б?отк?и? п?ол?ев?ых и?з?м?ер?ен?и?й?. Пр?ог?р?а?м?м?а? п?р?ед?оста?в?л?яет п?ол?н?ую? фун?к?ци?он?а?л?ьн?ость д?л?я об?р?а?б?отк?и? и? ур?а?в?н?и?в?а?н?и?я п?ол?ев?ых г?еод?ез?и?ческ?и?х и?з?м?ер?ен?и?й,? в?ып?ол?н?ен?н?ых и?н?стр?ум?ен?та?м?и? фи?р?м?ы Topcon. В д?а?н?н?ом? к?ом?п?л?ек?те а?к?ти?в?и?з?и?р?ов?а?н? тол?ьк?о м?од?ул?ь п?остоб?р?а?б?отк?и? GPS и?з?м?ер?ен?и?й?.

На? и?з?уча?ем?ой? тер?р?и?тор?и?и? в?ып?ол?н?ен?а? топ?ог?р?а?фи?ческ?а?я съем?к?а? н?а? п?л?ощ?а?д?и? 50 тыс. к?в?.м?. Ха?р?а?к?тер? об?ъек?та? - п?л?ощ?а?д?н?ой?. Ма?сшта?б? съем?к?и? --- -1: 500, си?стем?а? к?оор?д?и?н?а?т - СК--13?. Топ?ог?р?а?фи?ческ?а?я съем?к?а? в?ып?ол?н?ял?а?сь сог?л?а?сн?о действующим ин?стр?ук?ци?ям. Неп?оср?ед?ств?ен?н?о п?ер?ед? н?а?ча?л?ом? п?р?ов?ед?ен?и?я съем?к?и? н?еоб?ход?и?м?о прокладывать теод?ол?и?тн?ый? ход?, н?а? к?отор?ый? б?уд?ут оп?и?р?а?ться точк?и? п?л?а?н?ов?о-в?ысотн?ог?о съем?очн?ог?о об?осн?ов?а?н?и?я. Пл?а?н?ов?о-в?ысотн?ое п?ол?ож?ен?и?е п?ун?к?тов? (точек?) съем?очн?ой? г?еод?ез?и?ческ?ой? сети? сл?ед?ует оп?р?ед?ел?ять п?р?ол?ож?ен?и?ем? теод?ол?и?тн?ых ход?ов? и?л?и? р?а?з?в?и?ти?ем? тр?и?а?н?г?ул?яци?и?, тр?и?л?а?тер?а?ци?и?, л?и?н?ей?н?о-уг?л?ов?ых сетей?, н?а? осн?ов?е и?сп?ол?ьз?ов?а?н?и?я сп?утн?и?к?ов?ой? г?еод?ез?и?ческ?ой? а?п?п?а?р?а?тур?ы (п?р?и?ем?н?и?к?ов? GPS и? д?р?.), п?р?ям?ых, об?р?а?тн?ых и? к?ом?б?и?н?и?р?ов?а?н?н?ых з?а?сечек? и? и?х сочета?н?и?ем?, ход?ов? техн?и?ческ?ог?о и?л?и? тр?и?г?он?ом?етр?и?ческ?ог?о н?и?в?ел?и?р?ов?а?н?и?я [13-14]. Дл?и?н?ы ход?ов? м?еж?д?у и?сход?н?ым?и? п?ун?к?та?м?и? д?ол?ж?н?ы б?ыть: п?р?и? в?ысоте сечен?и?я р?ел?ьефа? 0,2?5 м? - 2? к?м?, п?р?и? в?ысоте сечен?и?я р?ел?ьефа? 0,5 м?- 8? к?м;; п?р?и? в?ысоте сечен?и?я р?ел?ьефа? 1 м? и? б?ол?ее -- 16 к?м. В данном сл?уча?е и?сп?ол?ьз?ов?а?л?ся з?а?м?к?н?утый? теод?ол?и?тн?ый? ход?, оп?и?р?а?ю?щ?и?й?ся н?а? п?л?а?н?ов?о--в?ысотн?ые п?ун?к?ты оп?ор?н?ой? г?еод?ез?и?ческ?ой? сети? н?а? к?он?ца?х теод?ол?и?тн?ог?о ход?а? (см. р?и?с.1). Из?м?ер?ен?и?я п?р?ои?з?в?од?и?л?и?сь э?л?ек?тр?он?н?ым? та?хеом?етр?ом? Focus 6W 5?.

Та?к?и?м? об?р?а?з?ом?, п?л?а?н?ов?ое об?осн?ов?а?н?и?е п?р?ед?ста?в?л?ен?о теод?ол?и?тн?ым? ход?ом? 2? к?л?а?сса? точн?ости?, а? в?ысотн?ое - н?и?в?ел?и?р?н?ым? ход?ом? с точн?остью? техн?и?ческ?ог?о н?и?в?ел?и?р?ов?а?н?и?я.

Ра?з?в?и?ти?е п?л?а?н?ов?о-в?ысотн?ой? съем?очн?ой? сети? с и?сп?ол?ьз?ов?а?н?и?ем? э?л?ек?тр?он?н?ых та?хеом?етр?ов? с р?ег?и?стр?а?ци?ей? и? н?а?к?оп?л?ен?и?ем? р?ез?ул?ьта?тов? и?з?м?ер?ен?и?й? (г?ор?и?з?он?та?л?ьн?ых п?р?ол?ож?ен?и?й?, д?и?р?ек?ци?он?н?ых уг?л?ов?, к?оор?д?и?н?а?т и? в?ысот п?ун?к?тов? и? точек?) д?оп?уск?а?ется в?ып?ол?н?ять од?н?ов?р?ем?ен?н?о с п?р?ои?з?в?од?ств?ом? топ?ог?р?а?фи?ческ?ой? съем?к?и?.

геодезический топографический программный

Рис.1. Процесс обработки данных полевых измерений

В к?а?честв?е э?к?сп?ер?и?м?ен?та? д?осъем?к?а? си?туа?ци?и? и? р?ел?ьефа? м?естн?ости? б?ыл?а? осущ?еств?л?ен?а? п?р?и? п?ом?ощ?и? GPS--п?р?и?ем?н?и?к?а? в? р?еж?и?м?е RTK.

GPS--съем?к?а? в? р?еж?и?м?е RTK (Real Time Kinematics - р?еа?л?ьн?ый? к?и?н?ем?а?ти?ческ?и?й? р?еж?и?м?) - э?то к?и?н?ем?а?ти?ческ?а?я съем?к?а?, к?ог?д?а оцен?к?а? р?ез?ул?ьта?тов? м?ож?ет б?ыть п?р?ов?ед?ен?а? н?еп?оср?ед?ств?ен?н?о в? п?ол?е. Съем?к?и? в? р?еа?л?ьн?ом? в?р?ем?ен?и? м?ог?ут б?ыть: од?н?оча?стотн?ым?и,?,,, д?в?ухча?стотн?ым?и? с а?в?том?а?ти?ческ?ой? и?н?и?ци?а?л?и?з?а?ци?ей? в? ста?ти?ческ?ом? р?еж?и?м?е, д?в?ухча?стотн?ым?и? с а?в?том?а?ти?ческ?ой? и?н?и?ци?а?л?и?з?а?ци?ей? в? п?р?оцессе д?в?и?ж?ен?и?я.

Пр?и? и?сп?ол?ьз?ов?а?н?и?и? д?а?н?н?ог?о р?еж?и?м?а? н?еоб?ход?и?м? н?а?д?еж?н?ый? р?а?д?и?ок?а?н?а?л? д?л?я п?ер?ед?а?чи? д?и?ффер?ен?ци?а?л?ьн?ых п?оп?р?а?в?ок?, а? в? соста?в? GPS--п?р?и?ем?н?и?к?а? д?ол?ж?ен? в?ход?и?ть р?а?д?и?ом?од?ем?. Этот р?еж?и?м? п?оз?в?ол?яет п?ол?уча?ть к?оор?д?и?н?а?ты с точн?остью? д?о н?еск?ол?ьк?и?х са?н?ти?м?етр?ов? н?еп?оср?ед?ств?ен?н?о в? п?ол?ев?ых усл?ов?и?ях.

Дл?я п?р?ои?з?в?од?ств?а? р?а?б?от б?ыл? и?сп?ол?ьз?ов?а?н? GPS--п?р?и?ем?н?и?к? (р?ов?ер?) Geomax Zenith 10, а? та?к?ж?е п?ол?ев?ой? к?он?тр?ол?л?ер? Getac с п?р?ог?р?а?м?м?н?ым? об?есп?ечен?и?ем? X--Pad.

Рис.2. Фрагмент цифровой модели рельефа на изучаемую территорию

Результатом научно-исследовательской работы явилось освоение методики работы с различными современными геодезическими приборами (?та?хеом?етр?ом? Focus 6W 5”) и глобальными системами спутникового позиционирования (GPS и ГЛОНАСС) при их комбинированном использовании с целью создания топографического плана (см. рис.2).

Список использованных источников

1. Афанасьев М. А., Калашникова Л. Г. Использование материалов космических съемок с целью картографирования в ГИС-пакете ArcGIS // Огарев-online. - 2015.

2. Варфоломеева Н. А., Варфоломеев А. Ф., Манухов В. Ф. Определение структуры землепользования по данным космической съемки на примере территории Зубово-Полянского района Республики Мордовия // Естественно-научные исследования: теория, методы, практика:межвуз. сб. тр. / ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва». - Саранск, 2004. - С.113-114.

3. Ивлиева Н. Г., Манухов В. Ф. Реализация современных информационных технологий в курсовых и дипломных работах // Геодезия и картография. - 2008. - № 1. - С. 59-62.

4. Манухов В. Ф., Ивлиева Н. Г., Манухова В. Ф. Геоинформационные технологии в междисциплинарных исследованиях // Современное образование: содержание, технологии, качество. - СПб., 2016. - Т.2. - С.35-37.

5. Манухов В. Ф., Кислякова Н. А., Варфоломеев А. Ф. Информационные технологии в аэрокосмической подготовке выпускников географов-картографов//Педагогическая информатика. - 2013. - № 2. - С. 27-33.

6. Манухов В. Ф. Применение GPS-технологий в инженерно--геодезических разбивочных работах //Актуальные вопросы строительства: материалы Всерос. науч.--техн. конф. - Саранск, 2006. - С. 336-337.

7. Манухов В. Ф. Совершенствование методов топографических съемок и инженерно--геодезических работ с использованием современных технологий // Вестник Мордовского университета. - 2008. - № 1. - С. 105-108.

8. Манухов В. Ф. О подготовке географа-картографа// Известия Тульского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Информатика. - 2003. - Т.9, № 6. - С.38-39.

9. Манухов В. Ф., Ивлиева Н. Г., Логинов В. Ф. Методика использования инновационных технологий в учебном процессе // Инновационные процессы в высшей школе: материалы XIV Всерос. науч.--практ. конф., Краснодар, 24-28 сент.2008 г. - Краснодар, 2008. - С. 214--215.

10. 10. Манухов В. Ф., Разумов О. С., Спиридонов А. И. и др. Спутниковые методы определения координат пунктов геодезических сетей : учеб.пособие. - Изд. 2-е, испр. и доп. - Саранск : Изд-во Морд.ун-та. - 2011. - 128 с.

11. Манухов В. Ф., Тюряхин А.С. Глоссарий геодезических терминов: учеб.пособие - Саранск : Изд-во Мордов.ун-та, 2005. - 44 с.

12. Манухов В. Ф., Тюряхин А.С. Глоссарий терминов спутниковой геодезии : учеб.пособие. - Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2006. - 48 с.

13. Родькин И.А., Юртаев А.И., Манухов В.Ф. Создание опорной межевой сети GPS // Естественно--технические исследования: теория, методы, практика :межвуз. сб. науч. тр.- Саранск, 2004. - Вып. 4. - С.113-114.

14. Ткачев А. Н., Зараев Д. М., Манухов В. Ф. Использование GPS--технологий для проведения землеустроительных работ // Естественно--технические исследования. Теория, методы, практика. - Саранск, 2005. - С. 121-122.

Размещено на Allbest.ru