Будущее государственных геодезических и межевых сетей в эпоху спутниковых технологий позиционирования: Г.В. Демьянов, заведующий геодезическим отделом ЦНИИГАиК, заведующий кафедрой высшей геодезии МИИГАиК, д. т. н.
Что касается сетей сгущения и специальных геодезических сетей, то развитие спутниковых технологий точного позиционирования, в частности метода RTK в различных его модификациях, значительно сокращает их востребованность
В основе всех разделов геодезии лежит построение систем координат и опорных геодезических сетей, являющихся физической реализацией систем координат на поверхности Земли. Поэтому работы по построению и развитию государственных геодезических сетей относятся к работам федерального значения.
К восьмидесятым годам прошлого столетия построение традиционных геодезических сетей триангуляции и полигонометрии 1–4 классов (ГГС 1–4 классов) было практически завершено, и естественным образом встал вопрос об уравнивании ГГС как единого геодезического построения. Для решения организационных вопросов и вопросов методики уравнивания была создана межведомственная комиссия. В ее состав вошли крупнейшие специалисты ГУГК, ВТУ и МИИГАиК. Довольно часто действия комиссии подвергались резкой и не всегда обоснованной критике, что по-человечески вполне объяснимо: в силу естественной ограниченности численности членов комиссии некоторые ученые геодезисты не попали в ее состав и посчитали себя обиженными.
Последующее развитие системы геодезического обеспечения подтверждает правильность принятых тогда решений. Самым убедительным и объективным доказательством является оценка точности координат пунктов ГГС в системе координат СК–95 по результатам спутниковых определений. По данным этой оценки средняя квадратическая ошибка координат пунктов ГГС 1–4 классов в системе СК–95 составляет порядка 15 см для всей территории России. Только для периферийных участков сети ошибка может достигать 50–70 см. Величины ошибок получены как остаточные невязки при выводе единых для всей территории России параметров перехода к общеземной геоцентрической системе координат. Эта оценка достаточно представительна и достоверна. Общее число пунктов ГГС 1–4 классов, координаты которых были измерены аппаратурой ГНСС, составляет порядка 2 тыс. Причем эти пункты расположены практически во всех регионах страны. В данном случае речь идет об абсолютных значениях ошибок. Очевидно, что точность взаимного положения геодезических пунктов для отдельных регионов в пределах 100 км будет выше. По нашим оценкам, в этом случае средняя квадратическая ошибка взаимного положения пунктов ГГС не будет превышать 10 см.
Безусловно, требования к точности координат пунктов постоянно растут, и существует необходимость совершенствования систем координат и геодезических сетей, их реализующих. Речь идет не только и не столько о точности, сколько о структуре геодезических сетей и систем координат. В настоящее время в первую очередь требуется создание высокоточных пространственных систем координат и построение геодезических сетей, оптимальным образом соответствующих эффективному использованию ГНСС. Именно поэтому еще до выхода постановления Правительства РФ № 568 от 28 июля 2000 г. «Об установлении единых государственных систем координат» (СК–95 и ПЗ–90) Роскартография приступила к созданию государственной геодезической сети новой структуры, ориентированной на реализацию потенциала современных спутниковых технологий.
Работы по созданию государственной геодезической сети новой структуры ведутся в соответствии с подпрограммой «Создание высокоэффективной системы геодезического обеспечения Российской Федерации» ФЦП «Глобальная навигационная система». Согласно ей, к 2012 г. должно быть выполнено совместное уравнивание спутниковой геодезической сети новой структуры и традиционной геодезической сети триангуляции и полигонометрии 1–4 классов, а также подготовлены каталоги координат пунктов ГГС. Таким образом, вся совокупность пунктов ГГС (более 300 тыс.) будет являться физической реализацией двух систем координат: уточненной версии системы СК–95 и национальной высокоточной геоцентрической системы координат.
Предполагается, что спутниковая геодезическая сеть будет включать в себя построения трех уровней. Верхний уровень занимает фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС), состоящая из пунктов постоянных наблюдений с использованием ГЛОНАСС и GPS, а в перспективе и Galileo. Среднее расстояние между пунктами ФАГС принято равным 1,5 тыс. км. В настоящее время сеть включает 38 пунктов, 28 из них открытого пользования. Данные наблюдений на этих пунктах служат для формирования основы национальной геоцентрической системы координат и одновременно для определения точных эфемерид ИСЗ ГЛОНАСС. Точность взаимного положения пунктов ФАГС составляет порядка 1–2 см. В перспективе, с отработкой технологий учета геодинамических эффектов, точность может повышаться.
На следующем уровне находится высокоточная спутниковая геодезическая сеть (ВГС). Среднее расстояние между ее пунктами (около 250) составляет 300–500 км, точность взаимного положения — 2–3 см.
Третий уровень занимает спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1). Среднее расстояние между ее пунктами составляет порядка 30 км, точность взаимного положения пунктов — 2–3 см. Сеть СГС-1 насчитывает около 2 тыс. пунктов. Условность указываемого количества пунктов связана с тем, что сети продолжают развиваться.
Для сохранения потенциала традиционной ГГС каждый пункт ФАГС и ВГС связан с двумя пунктами триангуляции 1–4 классов, с пунктами триангуляции совмещен или связан также каждый третий пункт СГС-1. Эти связи и обеспечат совместное уравнивание спутниковой и традиционной геодезических сетей.
Как отмечалось, в состав ФАГС входят 28 постоянно действующих пунктов открытого пользования (из них 9 пунктов подведомственны Росреестру), а также пункты системы дифференциальной коррекции и мониторинга Роскосмоса, пункты Российской академии наук, в том числе три пункта радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, и пункты Ростехрегулирования. Функционируют эти пункты ФАГС по установленной программе на основе соглашений о взаимодействии между участниками.
Современные требования к точности систем координат обуславливают необходимость учета изменений координат, связанных с влиянием глобальных геодинамических процессов. В среднем по планете скорость изменения координат геодезических пунктов составляет 3 см в год (в Австралии, например, с 1999 г. координаты геодезических пунктов сместились на 56 см). Поэтому при построении национальной геоцентрической системы координат России необходимо учитывать этот фактор.
Создание государственной системы координат не может быть единовременным актом. С ростом требований к точности определений и условиям функционирования пунктов государственной геодезической сети необходимо будет проводить целый комплекс мероприятий по ее поддержанию и развитию.
При условии успешного выполнения мероприятий ФЦП «Глобальная навигационная система» к 2011 г. будет создана геоцентрическая система координат России, по уровню точности не уступающая международной системе координат ITRF, являющейся в настоящее время наиболее точной реализацией общеземной системы координат ITRS. Принципы ориентации такой системы координат в теле Земли определены Международной геодезической ассоциацией, членом которой является и Россия.
Использование СК–95 следует рассматривать как основу системы цифрового картографирования и упорядочивания применения местных систем координат (МСК). В прошлом эта роль отводилась СК–42 (за исключением некоторых городских систем), что было причиной многих недоразумений на стыках разных МСК.
При построении СК–95 в координаты каждого пункта ГГС в СК–42 были внесены поправки, полученные при уравнивании. Их наличие, а также разрабатываемые специалистами ЦНИИГАиК и МИИГАиК технологии и методы использования СГС-1 и ГГС 1–4 классов в системе координат СК–95 во многом будут способствовать решению проблем МСК. Что касается сетей сгущения и специальных геодезических сетей, то развитие спутниковых технологий точного позиционирования, в частности метода RTK в различных его модификациях, значительно сокращает их востребованность. Кстати, одним из аргументов при выборе расстояния между пунктами СГС-1 было то, что 30 км между базовыми станциями — оптимальное расстояние при реализации сетевой структуры метода RTK. Следует также учитывать, что дальнейшее развитие ГНСС в перспективе позволит реализовать точные автономные методы определения координат (без использования локальных и даже региональных базовых дифференциальных станций). Это, в свою очередь, еще больше снизит необходимость специальных геодезических сетей и сетей сгущения.
Надеюсь, что обзор современного состояния ГГС и планов ее развития будет полезен участникам обсуждения темы, поскольку ряд высказываний, по моему мнению, обусловлен недостаточной осведомленностью о существующем положении дел.
RSS
Реклама
В основе всех разделов геодезии лежит построение систем координат и опорных геодезических сетей, являющихся физической реализацией систем координат на поверхности Земли. Поэтому работы по построению и развитию государственных геодезических сетей относятся к работам федерального значения.
