авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Теоретические основы и практическая реализация координатного обеспечения спутниковой системы межевания земель (проект москва)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Бойков Александр Владимирович

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КООРДИНАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ МЕЖЕВАНИЯ ЗЕМЕЛЬ (ПРОЕКТ «МОСКВА»)

Специальность 25.00.32 – Геодезия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

МОСКВА-2008

Работа выполнена на кафедре Астрономии и космической геодезии Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК)

Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор

Краснорылов Игорь Ильич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Татевян Сурия Керимовна

доктор технических наук, профессор

Шануров Геннадий Анатольевич

Ведущая организация: 29 НИИ Минобороны России

Защита диссертации состоится « » 2008 г. в часов на заседании диссертационного совета Д.212.143.03 в Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК) по адресу 105064, Москва, К-64, Гороховский пер., 4 (ауд. ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК)

Автореферат разослан «____» ______________2008 г.

Ученый секретарь Ю.М. Климков

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Современные тенденции развития отраслей экономики и науки предъявляют повышенные требования к картографо-геодезическому обеспечению, в том числе, к точности геодезической информации. В связи с этим в настоящее время ведётся активная работа по внедрению спутниковых технологий в области кадастра недвижимости, что предусмотрено Федеральной целевой программой «Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра и государственного учёта объектов недвижимости (2002–2007гг.)». В землеустройстве, впервые в Российской Федерации, внедрена Спутниковая система межевания земель (проект «Москва»), основанная на использовании сети постоянно действующих референцных станций. Это качественно новый уровень развития применяющихся в последнее время спутниковых технологий, что обеспечивает ещё более высокую эффективность по точности и производительности. При полном развёртывании системы ГЛОНАСС Спутниковая система без особых технических затруднений может быть перенастроена на использование системы ГЛОНАСС или совместное использование систем ГЛОНАСС и GPS.

Точность получаемых с помощью Спутниковой системы координат зависит как от точности определения взаимного положения референцных станций Спутниковой системы, так и от точности определения положения всей сети референцных станций относительно геоцентрической системы координат. Положение референцных станций вследствие природных и техногенных воздействий может изменяться, что приведёт к ошибкам в определении координат объектов. Поэтому основным содержанием практической реализации координатной основы, наряду с геодезической привязкой сети референцных станций к системе координат ITRF2000, является также мониторинг созданной координатной основы, что подразумевает и наличие методов его реализации.

Вместе с тем, Спутниковая система может быть использована не только для координатного обеспечения кадастра. Она может быть применена в геодезии, строительстве, в других сферах научной и хозяйственной деятельности, где требуется определение координат объектов на уровне средних квадратических ошибок первых единиц сантиметров или даже миллиметров. Это открывает, в частности, возможности применения Спутниковой системы для мониторинга геологической среды, в том числе определения смещений грунтов, сооружений, крупных природных образований, например, участков земной коры и разломов в ней, территорий, подверженных сильным техногенным воздействиям, таких, как территория Московского мегаполиса, или его локальных областей (типа Нагатинской поймы) и т.д.

Применение Спутниковой системы при решении этих задач требует разработки методов создания и мониторинга координатной основы Спутниковой системы, метода мониторинга смещений грунтов и сооружений с её использованием, обеспечивающих необходимую точность получения координат объектов.

С учетом вышеизложенного автор полагает, что тема диссертации является актуальной и имеет важное научное и практическое значение.

Цель и задачи диссертации. Целью диссертации является разработка методов создания и мониторинга координатной основы Спутниковой системы (проект «Москва»), практическая реализация координатной основы Спутниковой системы, разработка, испытание и внедрение метода мониторинга смещений грунтов и соружений. В соответствии с этой целью в диссертации решались следующие задачи:

  1. Обоснование требований к точности координатного обеспечения кадастра недвижимости и на основе этого обоснование требований к точности создания координатной основы Спутниковой системы.
  2. Разработка методов создания и мониторинга координатной основы Спутниковой системы.
  3. Практическая реализация координатной основы Спутниковой системы в виде координат референцных станций в системе координат ITRF2000.
  4. Разработка, испытание и внедрение метода мониторинга смещений грунтов и сооружений c применением Спутниковой системы.

Научная новизна и результаты, выносимые на защиту. Предлагаемая диссертация является первой в России работой по созданию и мониторингу координатной основы сети референцных станций, создающих поле дифференциальных поправок.

Новыми и выносимыми на защиту являются следующие результаты:

1. Обоснование требований к координатному обеспечению кадастра недвижимости и на этой основе обоснование требований к координатной основе Спутниковой системы.

2. Методы создания и мониторинга координатной основы Спутниковой системы.

3. Метод мониторинга смещений грунтов и сооружений с использованием Спутниковой системы.

4. Условия оптимизации определения и применения параметров перехода между плоскими системами координат.

Практическая значимость результатов, выносимых на защиту, заключается в том, что созданная автором координатная основа в виде координат референцных станций обеспечивает эффективное применение Спутниковой системы при решении координатных задач широким кругом пользователей. В первую очередь это относится к координатному обеспечению кадастра недвижимости на территории Москвы и Московской области. Спутниковая система используется более чем 50 землеустроительными частными и государственными предприятиями для определения границ землепользований, планово-высотной подготовки аэрофотоснимков, определения координат центров фотографирования при аэрофотосъёмке, разрешения земельных споров. С её применением в качестве высокоточного измерительного средства спроектирована и создана геодезическая инфраструктура аэропорта Домодедово (НФП «Талка-TDB») и аэродрома ЛИИ им. Громова (г.Жуковский). Активно используется ГУП «Мосгоргеотрест» при геодезическом обеспечении строительства на территории г.Москвы, предприятием ПК «Румб» при реконструкции Ленинградского проспекта, проектировании и строительстве 4-го транспортного кольца в г.Москве, Институтом физики Земли РАН при изучении смещений грунтов и сооружений в пойме Москва-реки, Московским областным БТИ при координировании объектов недвижимости, ФГУП «НИиПИградостроительства» Московской области при планировании территорий и т.д. Основные результаты, полученные в диссертации, внедрены в Спутниковой системе.

Апробация диссертационных исследований проведена на научно–технических конференциях студентов, аспирантов и молодых учёных МИИГАиК 2006 и 2007 гг., на конференции ФГУП «Госземкадастрсъёмка–ВИСХАГИ» в 2007г.

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертационной работы опубликованы в трёх печатных работах в журналах, включенных в перечень ВАК, из них две подготовлены самим автором, одна в соавторстве, а также в шести научно–технических и технических отчётах, разработанных в Центре спутниковых технологий (ЦСТ) ФГУП «Госземкадастрсъёмка» – ВИСХАГИ с участием автора.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка использованной литературы (всего 88 наименований, в том числе 36 на английском языке). Работа изложена на 182 страницах машинописного текста, содержит 59 рисунков и 43 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы диссертации, формулировки цели работы и её научной новизны, основные научные результаты, полученные автором при разработке диссертации.

1. Анализ требований к координатной основе создания и ведения государственного кадастра недвижимости.

В первой главе проведён анализ требований к точности определения границ земельных участков и объектов недвижимости, разработаны предложения по изменению этих требований с учётом применения новой технологии на основе сети референцных станций, разработаны требования к координатной основе Спутниковой системы (проект «Москва»).

Эти результаты получены лично автором. Кроме того, в ней рассмотрены современные методы определения координат объектов, методы математической обработки кодовых и фазовых измерений ГНСС с учётом возмущающих факторов, системы координат и времени, применяемые в спутниковых технологиях, описаны возможности Спутниковой системы по определению координат объектов. Спутниковые технологии, особенно дифференциальные спутниковые системы, обладая высокой точностью и высокой производительностью, обеспечивают решение большинства координатных задач во всех сферах хозяйственной деятельности, в том числе геодезических задач по координатному обеспечению кадастра недвижимости. Учитывая высокую точность, они также могут использоваться и для решения геодинамических задач с определением координат объектов со средними квадратическими ошибками на уровне первых единиц миллиметров. Предложения по изменению требований к координатному обеспечению кадастра сводятся к изменению точности определения и плотности пунктов опорной межевой сети. С внедрением новой технологии опорная межевая сеть может быть представлена более редкой, чем в настоящее время, сетью, например ГГС или сетью референцных станций, со средними квадратическими ошибками взаимного положения на уровне 1 см, что обеспечит определение координат поворотных точек границ земельных участков со средними квадратическими ошибками 3 см. Взаимное положение референцных станций, участвующих в геодинамических исследованиях, мониторинге смещений грунтов и сооружений должно быть определено со средними квадратическими ошибками на уровне первых единиц миллиметров. Вся сеть референцных станций должна быть привязана к координатной системе ITRF2000 со средними квадратическими ошибками на уровне первых единиц сантиметров.

Координатная основа Спутниковой дифференциальной системы в виде координат референцных станций должна обеспечивать определение с необходимой точностью координат объектов в государственной системе координат (СК–95) или в иных системах координат, имеющих связь с государственной системой и связанных с системой координат ITRF2000.

2. Методы создания и мониторинга координатной основы Спутниковой системы (проект «Москва»).

Во второй главе проведён анализ современных средств и методов создания и мониторинга координатной основы спутниковых систем точного позиционирования. Разработаны методы создания и мониторинга координатной основы Спутниковой системы (проект «Москва»), а также условия оптимизации решения в задаче определения параметров связи двух плоских систем координат, что используется при создании координатной основы государственного кадастра недвижимости.

В качестве опорных станций для привязки сети референцных станций к системе координат ITRF2000 были выбраны ближайшие к Московскому региону станции сети IGS, координаты и собственные движения которых определены в системе ITRF2000. Математическая обработка спутниковой информации выполнена по программе Бернского университета. Определяемыми параметрами явились координаты референцных станций в системе координат ITRF2000. Вычислительный процесс осуществлялся с применением метода наименьших квадратов.

С учётом расположения референцных станций Спутниковой системы на территории Московской области автором предложено несколько вариантов определения координат референцных станций в системе ITRF2000:

    1. Привязка в едином решении всех референцных станций к опорной сети в системе координат ITRF2000 с применением программы Бернского университета.
    2. Привязка в едином решении к опорной сети 6 центральных референцных станций, а затем привязка к ним остальных 16 референцных станций с использованием программ Бернского университета или Ski–pro фирмы Leica Geosystems.
    3. Привязка к опорной сети одной референцной станции, затем привязка к ней остальных станций с использованием программ Бернского университета или Ski–pro.

С теоретической точки зрения наиболее строгим (за счёт использования программы Бернского университета), но и более трудоёмким, является первый вариант. С практической же точки зрения предпочтительны второй и третий варианты, как менее трудоёмкие. На экспериментальном материале показана приемлемость (с точки зрения точности определения координат) всех выше перечисленных вариантов. Как менее затратные, в Спутниковой системе использованы второй и третий варианты. В качестве начального пункта в третьем варианте может была принята одна из центральных, наиболее устойчивых в плане изменения координат, станция, выбранная по результатам мониторинга.

При создании координатной основы для мониторинга смещений грунтов и сооружений со средними квадратическими ошибками референцных станций на уровне первых единиц миллиметров изменения координат референцных станций описываются тригонометрическими рядами Фурье.

Для равноотстоящих узлов при точечной квадратичной аппроксимации уклонения , , от среднего описываются полиномом –го порядка

где – число равноотстоящих узлов,

Гармоника с номером , амплитудой и фазой описывается выражениями

Основные требования к координатной основе Спутниковой системы сводятся к необходимости привязки сети референцных станций, как единого построения, к системе ITRF2000 со средними квадратическими ошибками на уровне первых единиц сантиметров. Взаимное положение референцных станций, участвующих в определении координат объектов, должно определяться со средними квадратическими ошибками на уровне 1 см и менее, а взаимное положение референцных станций, участвующих в мониторинге смещений грунтов и сооружений - со средними квадратическими ошибками на уровне первых единиц миллиметров. Спутниковая система в ее современном составе отвечает этим требованиям. Но работа с точностью на уровне миллиметров требует тщательного поддержания координатной основы Спутниковой системы. Необходимо знать координаты референцных станций в произвольный момент времени и скорости изменения координат, то есть собственные движения референцных станций, которые являются следствием природных и техногенных воздействий. Эти воздействия приводят к смещениям практически любых центров на уровне миллиметров и более. В связи с изложенным можно констатировать, что задача мониторинга координатной основы Спутниковой системы заключается в периодическом определении координат сети референцных станций (как единого построения) в системе ITRF2000 со средними квадратическими ошибками менее 5 см, во взаимном положении станций, участвующих в определении координат объектов, менее 1 см, во взаимном положении референцных станций, участвующих в мониторинге смещений грунтов и сооружений, на уровне 1–2 мм, в поддержании этой точности в течение всего срока функционирования Спутниковой системы.

Для мониторинга созданной координатной основы Спутниковой системы с учётом её специфики разработана следующая схема.

  1. Определение координат начального пункта (референцной станции) или 6 центральных референцных станций в системе ITRF2000. Смещение начального пункта или общее смещение сети из 6 станций относительно предыдущего положения не должно превышать 1 см. Смещение начального пункта или сети из 6 центральных станций приведёт к смещению всей сети референцных станций и, как следствие, к изменению на эту же величину параметров перехода от системы ITRF2000 к государственной и местным системам координат, что в свою очередь приведёт к изменению координат объектов. При установленной точности координат поворотных точек границ земельных участков на уровне средних квадратических ошибок 3 см смещение начального пункта или общее смещение всей сети по любой из координат на величину 1 см является допустимым. При расхождениях больше 1 см требуется выяснение причин и принятие решения о целесообразности переопределения координат референцных станций.
  2. Определение взаимного положения всех референцных станций в едином решении с принятием в качестве исходных начального пункта или 6 центральных станций. При расхождениях полученных координат с ранее определёнными более 2–3 см также требуется выяснение причин и принятие решения о целесообразности изменения координат станций. Основным критерием здесь также является величина смещения всей сети референцных станций относительно предыдущего положения. Оно не должно превышать 1 см по каждой координате. Отклонение координат конкретной станции на 2-3 см от предыдущего положения является допустимым, поскольку определение координат объектов по технологии Спутниковой системы осуществляется не менее чем от 3-х референцных станций, что ослабляет воздействие на результат ошибок координат одной станции.
  3. При вводе в строй новых референцных станций или уточнении координат отдельных станций их положение определяется, принимая в качестве исходных начальный пункт или несколько соседних станций. Положение всей сети станций с уточненными координатами отдельных станций также проверяется на общее смещение cети, которое не должно превышать 1 см. В противном случае требуется изучение явления и принятие решения о дальнейших шагах.

Состоятельность этой схемы мониторинга координатной основы проверена в исследованиях третьей главы.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.