Создание спутниковых геодезических сетей на территории Иркутской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВО «Бурятская сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова»

Институт землеустройства кадастров и мелиорации

Кафедра землеустройства

Курсовая работа

«Создание спутниковых геодезических сетей на территории Иркутской области»

Выполнила:

Бикмулин В.М.

Улан-Удэ 2018



Содержание

Введение

Раздел 1. Теоретические и методические основы для создания спутниковых геодезических сетей

1.1 Городская геодезическая сеть и ее классификации

1.2 Основной принцип построение городской геодезической сети

1.3 Наблюдение на пунктах сетей и обработка

Раздел 2. Физико-географическая характеристика Г. Иркутск

2.1 География

2.2 Климат

2.3 Рельеф

Раздел 3. Полевые и камеральные работы

3.1 Полевые работы

3.2 Камеральные работы

Заключение



Введение

Государственная геодезическая сеть - это совокупность закрепленных и обозначенных на местности пунктов, положение и высоты которых определены в иной системе координат и высот путем геодезических измерений. Спутниковые геодезические сети являются одной из популярных тем, обсуждаемых в геодезии и во многих других областях. Это связано с тем, что при помощи геодезических сетей производят много работ. В число таких работ входят:

1) составление топографических карт и планов;

2)решение геодезических задач, в том числе геодезического обеспечения строительства; произведение съёмочное обоснование; построение теодолитных ходов, опирающиеся на пункты сетей; создании высотного съёмочного обоснования; привязки трассы к одному или двум пункту геодезической сети. Для обеспечения практически всех видов инженерно - геодезических работ создаются опорные сети. Эти сети служат основой: для производства топографических съёмок при изысканиях; выполнения различных работ на территории городов; выполнения разбивочных работ при строительстве зданий и сооружений; наблюдений за осадками и деформациями оснований сооружений и самих сооружений; при строительстве исполнительной документации. Для того чтобы Спутниковые геодезические сети могли быть полезными для народного хозяйства страны в течение длительного времени, их стараются строить на научной основе, причем с наивысшей точностью, достигаемой в массовых измерениях при использовании новейших методов и высокоточной измерительной техники.

Цель курсовой является изучения создания спутниковых геодезических сетей на территории Иркутской области

Задачами курсовой работы являются:

Рассмотреть теоретические и методические основы для создания спутниковых геодезических сетей.

Изучить физико-географическую характеристику Иркутской области

Произвести полевые и камеральные работы.



Раздел 1. Теоретические и методические основы для создания спутниковых геодезических сетей

1.1 Городская геодезическая сеть и ее классификации

Новая Концепция перехода топографо-геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений вызвала необходимость пересмотра традиционных подходов к вопросам реконструкции существующих и создания новых городских геодезических сетей.

Целью реконструкции городских геодезических сетей является повышение точности координат сети, а также надежности определения параметров преобразования между общеземной геоцентрической координатной системой, государственной и городской (местной) геодезической системами координат. Главной особенностью этих работ является необходимость сохранения городской системы координат, в которой ранее были выполнены крупномасштабные (1:500--1:2000) съемки городов, и одновременно с этим обеспечения высокой однородной точности городской геодезической сети для решения других топографо-геодезических задач (выполнения топографических съемок и топографо-геодезических изысканий, землеустройства, межевания и инвентаризации земель, инженерно-геодезической подготовки объектов строительства и т.д.).

В соответствии с основными инструктивными документами прошлых лет ранее созданные городские геодезические сети по точности взаимного положения пунктов подразделялись на классы и разряды, обозначенные в табл. 1.1.



Таблица 1.1 Характеристики точности существующих городских геодезических сетей

Класс триангуляции, полиго-нометрии (ГТС)	Разряд триангуляции городов	Класс (разряд) городской полигонометрии	Относительная погрешность стороны (хода городской полигонометрии)
			базисной стороны сети	слабой стороны сети
			1:400 000	1: 150 000
	I		1: 300 000	1:250 000
	II		1: 200 000	1:120 000
	III		1: 200 000	1:70 000
		4-й класс	1: 25 000
		1-й разряд	1: 10 000
		2-й разряд	1: 5000

Работы по реконструкции городской геодезической сети, как правило, выполняют в два этапа. На первом этапе создают с максимально возможной точностью каркасную сеть (КС), в которую включают пункты городской триангуляции 1 -- 3-го классов, узловые пункты полигонометрии 4-го класса и пункты высокоточных сетей специального назначения. На втором этапе с учетом полученных координат пунктов каркасной сети и параметров местной системы координат, обеспечивающих минимальные расхождения на совмещенных пунктах, выполняют сгущение городской сети. [1]

1.2 Основной принцип построение городской геодезической сети

При создании городской геодезической сети неизбежно возникают три основных вопроса, имеющие принципиальное значение: выбор схемы построения городской геодезической сети на всей территории страны; установление плотности геодезических пунктов, а также точности определения взаимного положения смежных пунктов в сети. Каждый из этих вопросов необходимо рассматривать совместно, причем с двух точек зрения: с точки зрения решения основных научных задач геодезии, а также задач картографирования территории страны. Это связано с тем, что при решении этих задач предъявляются разные требования к опорной геодезической сети. Поэтому необходимо найти в определенном смысле оптимальный вариант построения сети, позволяющий на должном научном уровне и с требуемой точностью решать задачи обеих групп.

В высшей геодезии сложился и хорошо оформился определенный принцип или схема построения городской геодезической сети, предназначенной для решения как научных, так и инженерно-технических задач народнохозяйственного значения. Городскую геодезическую сеть создают поэтапно, постадийно, соблюдая принцип перехода от общего к частному. Сначала строят главную, т. е. астрономо-геодезическую сеть, состоящую из крупных геодезических построений в виде либо замкнутых полигонов, либо сравнительно больших треугольников. Измерения в астрономо-геодезической сети выполняют с наивысшей возможной точностью. Затем данную сеть принимают за исходную и на ее основе строят геодезическую сеть второго порядка с более детальными геометрическими построениями и с меньшей относительной точностью измерений, однако, с сохранением величины абсолютной ошибки определения взаимного положения смежных пунктов, как и в сети первого порядка. При этом имеются в виду среднестатистические значения ошибок. Далее сеть второго порядка принимают за исходную и на ее основе создают сеть третьего порядка с еще большей детализацией геометрических построений при меньшей относительной точности измерений, но, как и ранее, с той же абсолютной ошибкой определения взаимного положения смежных пунктов. Так поступают до тех пор, пока не будет построена геодезическая сеть с требуемой плотностью пунктов.

Таким образом, при соблюдении принципа перехода от общего к частному городскую геодезическую сеть неизбежно подразделяют на геодезические сети разных классов 1, 2, 3... Число классов рекомендуется свести к минимуму для уменьшения влияния ошибок исходных данных на уравненные элементы сети низшего класса.[2]

1.3 Наблюдение на пунктах сетей и обработка

Существуют следующие режимы работ спутниковых геодезических приемников:

-статический режим (Static);

-ускоренный статический режим (Rapid Static);

-режим измерений с возвращением (Reoccupation);

-режим измерений «стоп энд гоу» (Stop & go);

-кинематический режим измерений (Kinematic);

-кинематический режим измерений в полете (Kinematic 2);

-навигационный режим.

Статический режим (Static) подразумевает выполнение дифференциальных спутниковых наблюдений, по крайней мере, между двумя неподвижными приемниками. Используя программное обеспечивание фирмы-изготовителя, можно произвести обработку как псевдодальностей, так и результатов фазовых измерений несущих колебаний. Статический режим является идеальным видом измерений на больших расстояниях при наблюдениях четырех и более спутников. Для реализации этого режима требуется порядка одного часа наблюдений.

При наблюдений показателя статического режима могут быть значительно улучшены. На коротких линиях и при наблюдениях, по крайней мере, четырех или пяти спутников с хорошим геометрическим фактором можно получить результаты на сантиметровом уровне точности при продолжительности наблюдений всего в течение нескольких минут.

Скорость измерений и увеличение производительности зависят от применяемых алгоритмов обработки, реализованных в программном обеспечении SKI. Эш возможности реализуются при использовании ускоренного статического режима (Rapid Static).

Режим измерений с возвращением (Reoccupation) также является статическим, но при своей реализации требует, чтобы измерения на пункте выполнялись более, чем один сеанс. Все данные, которые собираются на таком пункте в один и тот же день или в разные дни, могут быть объединены вместе для получения одного решения при камеральной обработке. Режим измерений с возвращением является идеальным режимам работы в тех случаях, когда наблюдается небольшое количество спутников. Оператор мажет наблюдать на точке стояния в течение от 5 до 10 минут, скажем, три спутника, а затем вернуться на ту же точку позже в тот же или в другой день в другое время и наблюдать еще три спутника. Все данные, которые собираются, будут объединены и обработаны как данные, полученные в этой точке от шести спутников. Режим реокупации оказывается: полезным также в случаях, когда не удается разрешить не однозначность с данными, с ошибками при первом сеансе наблюдений на пункте. Оператору необходимо только повторить измерения на пункте, а затем объединить все данные.

Режимы измерений (Stop & go) и кинематический (Kinematic) позволяют быстро наблюдать большое количество точек, но требуют, чтобы приемник удерживал захват спутников в течение всего времени перемещения между точками. На первой точке необходимо находиться до тех пор, пока не будет собрано достаточное количество измерений, чтобы разрешить неоднозначность (это называется периодом инициализации). После инициализации приемник может перемещаться между точками до тех пор, пока поддерживается захват наблюдаемых спутников. Если захват спутников нарушен, то оператор должен снова оставаться в стационарном положении до тех пор, пока снова не будет собрано достаточного для разрешения неоднозначности количества данных.

Режим измерений (Stop & go) является идеальным для малых площадей, на которых точки наблюдений располагаются рядом друг с другом и на которых отсутствуют препятствия для прохождения радиосигналов от спутников.

Кинематический режим измерений (Kinematic) используется при определении траектории движущегося приемника относительно другого неподвижного сенсора. Местоположения точек вычисляются с заранее установленными интервалами времени. Кинематический режим является идеальным при отслеживании траектории движущихся транспортных средств (например, при профилировании дорог), движущихся судов, при определении место положений вынесенных в открытое море платформ й при позиционировании летящих самолетов.

Геодезические спутниковые приемники могут использоваться также при навигационном позиционировании. Как правило, местоположение точки в координатной системе WGS-84 определяется с точностью около 40 м. Если используются поправки, передаваемые по каналу связи с помощью RTSM, то тогда навигационная точность может быть улучшена до 2-5 м.

При создании и реконструкции геодезических сетей с использованием спутниковых приемников в большинстве публикаций рекомендованы следующие методы измерений:

лучевой метод -- определяемые пункты сети координируются с одного из опорных пунктов;

сетевой метод -- измерения производится на каждой линии или на каждом пункте сети.

К недостаткам лучевого метода построения сети следует отнести недостаточную надежность критериев оценки точности определяемых координат. В этой связи заметим, что на практике иногда применительно к таким построениям применяют оценки, базирующиеся на анализе замкнутых геометрических построений. Такие оценки не всегда оказываются корректными. Так, например, в треугольнике, образованном пунктами, на которых производились одновременные спутниковые наблюдения, невязки разностей координат между пунктами, по определению, независимо от потенциальных точностных возможностей применяемых спутниковых методов должны быть равными нулю. Если же в отдельных случаях при вычислениях и наблюдаются невязки, отличающиеся от нулевых, то эти отличия обусловлены, как правило, неблагоприятными условиями наблюдений спутников и несовершенством методов обработки результатов наблюдений. Такие критерии недостаточно объективно отражают реальную точность координат определяемых пунктов.

Реальным контролем при лучевом методе является независимый контроль измерений на определяемых пунктах, например, другими средствами измерений, от других исходных пунктов, между определяемыми пунктами и др. Примером использования такого метода является реконструкция сети полигонометрии 2 разряда в г. Нижнем Новгороде, гогда каждый определяемый пункт хода непосредственно был связан с предыдущим и последующим пунктами аналогично системе в полигонометрии.

Критерии точности и надежности проектируемой сети повышаются в случае организации сетевых измерений по первому или второму способу -- выполнения измерений на каждой линии или на каждом пункте сети. Однако использование одного независимого референтного пункта обуславливает необходимость дополнительных контролей независимыми методами, которые по точности могут оказаться недостаточными. [3]



Раздел 2. Физико-географическая характеристика Г. Иркутск

2.1 География

Иркутский область расположен в Восточной Сибири на берегах реки Ангары в непосредственной близости от водохранилища, образованного плотиной Иркутской ГЭС высотою 44 метра. Ближайший крупный город -- Улан-Удэ, находится на расстоянии 439 км; ближайший крупнейший город -- Красноярск, удалён на расстоянии 1060 км.

Централизованное водоотведение в городе появилось в 1955 году. Система канализации подразделяется на левобережный (288 тыс. м/сутки) и правобережный бассейны (223,5 тыс. м/сутки). Протяжённость канализационных сетей -- 714,8 тыс. метров, из которых 47 % в начале 2010 года были полностью изношены. Очистные сооружения принимают 472 тыс. м/сутки (при проектной мощности -- 150 тыс. м/сутки).

Система ливневой канализации децентрализована, развита в основном в центральной части города и в Октябрьском округе, принимает 73 % от общего объёма водостока. Протяжённость коллекторов в 2010 году составил 62 км, 30 % коллекторов находились в аварийном состоянии; имелось 56 организованных выпусков, в том числе 39 -- на берегу Ангары.

2.2 Климат

Климат Иркутской области умеренный резко континентальный. Зима суровая и долгая, погода зимой почти всегда ясная, лето влажное и тёплое, пасмурное.

Климат Иркутской области смягчается Иркутской ГЭС и другими электростанциями Ангарского каскада: средняя температура января составляет ?18,3 °C, средняя температура июля +17,7. Абсолютный максимум температуры зафиксирован на уровне +37,2 °C (июль 1915 года), абсолютный минимум ?49,5 °C (январь 1915 года). Среднегодовая температура составляет 0,6 °C, среднегодовая скорость ветра -- 2,1 м/с, среднегодовая влажность воздуха -- 72%.

Среднегодовое количество осадков составляет 472 мм, из которых больше половины приходится на летний период. Абсолютный максимум осадков зафиксирован на уровне 797 мм (1938 год), абсолютный минимум -- 209 мм (1884 год). спутниковый геодезический полевой камеральный

2.3 Рельеф

Геолого-тектоническая структура определяет характер рельефа. На юго-востоке Сибирской платформы выделяется Иркутский амфитеатр, который прилегает к Саяно-Байкальской складчатой области и Прибайкальская зона. Вместе они образуют рельеф Иркутского района. В результате геолого-тектонических процессов, о которых говорилось ранее, была образована Байкальская рифтовая зона. Эти воздействия в значительной степени определили разнообразие форм рельефа.Основными орографическими единицами являются: в пределах платформы - юг структуры Иркутско-Черемховской равнины и Олхинское плато (находящееся между Иркутской впадиной и берегом Байкала ниже Иркутского водохранилища); в Прибайкальской зоне - Приморский хребет (1180 м) и Онотская возвышенность (1000 м).Положение района в пределах Иркутской впадины определяет пологоволнистый рельеф. При наличии нескольких горизонтов подземных вод образуются оползни. Помимо этого появляются выходы источников по бортам долин.Иркутско-Черемховская равнина представляет собой краевой прогиб Среднесибирского плоскогорья, с характерным холмисто-увалистым рельефом. Абсолютные высоты изменяются от 300-400 м до 1300-1400 м, а глубина расчленения рельефа колеблется от десятков до 500-1000 м. Крутизна склонов от 2° до 8° и более; густота расчленения 0,5-0,7 км/км2, преобладающее превышение водоразделов над руслами рек изменяется от 100 до 300 м.Река Ангара и ее притоки - Ушаковка, Куда, Балей, Иркут расчленяют поверхность равнины на участки, мало отличающиеся между собой по высоте. Вследствие эрозионных процессов, таких как глубинная эрозия, юрские породы, которые сравнительно легко разрушаются, придают мягкие очертания рельефу, из-за чего происходит образование широких речных долин, протяженных оврагов и балок, наблюдается образование террас, в том числе цокольного строения. Переход между террасами долин и склонами водоразделов плавный. Некоторые формы рельефа созданы сезонной мерзлотой (бугры, пучения, воронки, отдельные западины). Рельеф юго-западной части Предбайкальской впадины в районе Онотской возвышенности преимущественно грядовый и холмистый. Гряды и межгрядовые впадины протягиваются с юго-запада на северо-восток параллельно Приморскому хребту. Ширина впадины достигает 100 км. Густота расчленения 0,4-0,5 км/км2, превышение водоразделов над уровнем русла 600 м, крутизна склонов от 6°-8° до 20° и более. Олхинское плато, находящееся в треугольнике, ограниченным Иркутским водохранилищем сверху, Иркутской впадиной с одной стороны и берегом Байкала с другой, тянется с запада на восток, начиная от Култука до истока Ангары, где обрывается крутым уступом. Южные склоны плато также круто обрываются к озеру, северные склоны плавно переходят в придолинную часть Иркута. По характеру рельефа территория делится на две части - равнинную и горную. Имеет высоту над уровнем моря 500-800 м, максимальная высота плато - 983 м. Общий наклон поверхности обращен на северо-запад в систему бассейна р. Иркута. Наиболее высокий скальник - Витязь.Олхинское плоскогорье изрезано глубокими падями и долинами рек на отдельные плоские междуречные пространства, которые представляют собой систему параллельно вытянутых плосковершинных водораздельных гряд - «хребтов», ориентированных в основном на северо-запад. Плосковершинные хребты отличаются отсутствием резко выраженных гребней и плавностью очертаний. Склоны водораздельных хребтов расчленены падями и распадками. Ширина водораздельных плато незначительная - от 100 до 300 м. Приморский хребет расположен на западном берегу Байкала. Простирается от истока Ангары на северо-запад. Хребет примыкает к берегу Байкала, образуя крутые скалистые обрывы и высокие резко выступающие мысы. Начиная от долины реки Бугульдейки, горы сглаживаются, но абсолютные высоты продолжают увеличиваться. Преобладающие высоты 900-1000 м.

Онотская возвышенность вытянута на 230 км параллельно Приморскому хребту от истоков Ангары до верховьев Лены. Высота до 1075 м. Сложена доломитами, песчаниками, известняками. Расчленена глубокими долинами рек. Вершины куполообразные (Беркин, 1993), (Особенности генезиса…, 2011), (Олхинское плоскогорье. 2011).



Раздел 3. Полевые и камеральные работы

3.1 Полевые работы

Полевые работы проводились в местности Плишкино схема расположения точек сети в программе Sas Planeta.

Рис.1. Схема расположения точек сети

Полевые работы по конструкции пункта государственной геодезической сети проводилась в Иркутской области. Для измерений применялось Leika GX 1230 - раздельная компоновка приемника и антенны увеличивает мобильность решения. Так данный комплект можно использовать как для установки на пункте ГГС или ОМС на штатив, так и для организации постоянно действующей станции, стоит лишь доукомплектовать приемник кабелем большей длины.



Рис. 2. Leika GX 1230

На работе применялось режим «статика». Статический метод считается классическим методом спутниковых измерений. Метод предполагает, что измерения выполняются одновременно между двумя и более неподвижными приемниками продолжительный период времени.

Наблюдение на пункте «6376» стояния на точки в режиме статика начало работы 05/07/2009 06:41:53, конец работы 05/07/2009 07:43:47, длительность работы 01:01:54 час, эпоха точки 3715, интервал точки 1, широта данной точки была 052:25:14.7663, а долгота 104:36:04.1399. Название антенны и приемника LEICA GX1220. Высота измерения и вычисления 1.4241.

Наблюдение на пункте «7336» стояния на точки в режиме статика начало работы 05/07/2009 06:12:25, конец работы 05/07/2009 07:43:45, длительность работы 01:31:20 час, эпоха точки 1097, интервал точки 5, широта данной точки 052:25:41.5158, а долгота 104:35:45.5452. Название антенны и приемника TPS EUROCARD. Высота измерения и вычисления 1.1725 Наблюдение на пункте «7522» стояния на точки в режиме статика начало работы 05/07/2009 05:57:03, конец работы 05/07/2009 07:42:48, длительность работы 01:45:45 час, эпоха точки 6346, интервал точки 1, широта данной точки была 052:25:56.6201, а долгота 104:35:20.1220. Название антенны и приемника LEICA GX1230. Высота измерения и вычисления 1.3179



3.2 Камеральные работы

1. Камеральная обработка измерений начинается с запуска программы EFT Post Processing представляет собой мощный и простой в использовании программный продукт для обработки спутниковых измерений, работы с системами координат и вывода необходимых отчетов , открываем вкладку «добавить новый проект» и название моего проекта Белчээ создание спутниковой геодезической сети.

Рисунок 3. Создание нового проекта

2.При обработке необходимо открыть вкладку свойства проекта , здесь можно указать допуск на получаемые значения, на вкладке расширенные увеличить количество символов называемой точки, установить минимум для статики и кинематики, а также установить длину вектора в километрах.



Рисунок 4. Свойства проекта (информация)

Рисунок 5. Свойства проекта (расширенные)

3. Автоматически откроется настройки система координат, здесь можно указать параметры систему в вручную, а также выбрать можно из библиотеки нажав на кнопку «добавить» и выбрать MCK TRIMBLE после выбора система координат нажимаем «открыть».



Рисунок 6. Свойства координат

Рисунок 7.Импотрирование файла

4. Параметры погрузиться и заполниться соответствующие вкладки и нажимаем кнопку «ок».

5. Далее необходимо выполнить импорт для этого переходим в окно «импорт» и «импорт файлов». Появившимся окне выбираем папку которое хранятся файлы измерений, выделить все и нажимаем «открыть» .



Рисунок 8. Редактирование информацию по точкам

Рисунок 9. Импорт файлов

6.Все файлы будут отображены среднем окне «файлы измерений».

7. После того как пройдет импорт файлов, в центральной части пргораммы будет выведено изображение необработанной сети.



Рисунок 10.выполняем постобработку

Рисунок 11. Обработка точек

Рисунок 12. Установка контроля качества



9. После того необходимо перевычислить сеанс соблюдений вектор.

Рисунок 13. Вектора точек

Вывод

В результате моей работы мы получили уравнивание сети



Заключение

В результате описание курсовой работы были проведены следующие задачи:

· Рассмотрели городскую геодезическую сеть и ее классификации, основной принцип построение городской геодезической сети, наблюдение на пунктах сетей и обработка

· Изучили физико-географическую характеристику Иркутской области

· Описали полевые и камеральные работы

Наблюдали на пункте «6376» стояния на точки в режиме статика начало работы 05/07/2009 06:41:53, конец работы 05/07/2009 07:43:47, длительность работы 01:01:54 час, эпоха точки 3715, интервал точки 1, широта данной точки была 052:25:14.7663, а долгота 104:36:04.1399. Название антенны и приемника LEICA GX1220. Высота измерения и вычисления 1.4241.

Наблюдали на пункте «7336» стояния на точки в режиме статика начало работы 05/07/2009 06:12:25, конец работы 05/07/2009 07:43:45, длительность работы 01:31:20 час, эпоха точки 1097, интервал точки 5, широта данной точки 052:25:41.5158, а долгота 104:35:45.5452. Название антенны и приемника TPS EUROCARD. Высота измерения и вычисления 1.1725

Наблюдали на пункте «7522» стояния на точки в режиме статика начало работы 05/07/2009 05:57:03, конец работы 05/07/2009 07:42:48, длительность работы 01:45:45 час, эпоха точки 6346, интервал точки 1, широта данной точки была 052:25:56.6201, а долгота 104:35:20.1220. Название антенны и приемника LEICA GX1230. Высота измерения и вычисления 1.3179

Размещено на Allbest.ru