Инженерно-геодезические работы при строительстве автомобильной дороги Ковыктинского ГКМ "Исполнительная съёмка масштаба 1:1000 с применением GNSS"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет среднего профессионального образования

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к выпускной квалификационной работе

Инженерно-геодезические работы при строительстве автомобильной дороги Ковыктинского ГКМ «Исполнительная съёмка масштаба 1:1000 с применением GNSS»

Иркутск 2023г.



Содержание

Введение

1. Общие сведения

2. Экономика района работ

2.1 Общие данные

2.2 Жигаловское лесничество

2.3 Ковыктинское месторождение

2.4 Жигаловская ремонтно-эксплуатационная база

2.5 Население и хозяйство

2.6 Пути сообщения

3. Топографо-геодезическая изученность

4. Методика топографо-геодезических работ

4.1 Подготовительный период

4.2 Полевой период

4.2.1 Рекогносцировочное обследование

4.2.2 Создание опорного планово-высотного геодезического обоснования

4.2.3 Закрепление опорного планово-высотного геодезического обоснования

4.2.4 Организация полевых работ

4.2.5 Методика и технология выполнения работ

4.3 Камеральный период

5. Сметная стоимость геодезических работ

6. Охрана труда и техника безопасности

6.1 Безопасность жизнедеятельности и охрана труда при выполнении геодезических работ

6.2 Техника безопасности при работе за компьютером

Заключение

Список нормативных документов и литературы

Приложения



Введение

Транспортное строительство в России во многом определяет развитие страны. Строительство транспортных магистралей различного назначения позволяет осваивать новые месторождения полезных ископаемых, улучшать грузопассажирские перевозки. Дорога - это не просто часть транспортной инфраструктуры, но еще и путь сообщения для передвижения людей и транспорта, а также комплекс конструктивных элементов и инженерных сооружений, предназначенных для обеспечения безопасного движения транспортных средств с расчетными скоростями, нагрузками, и габаритами, в течении длительного времени. Само понятие «дорога» в России закреплено законодательно. Согласно ФЗ «О безопасности дорожного движения», дорога - это обустроенная или приспособленная, и используемая для движения транспортных средств, полоса земли, либо поверхность искусственного сооружения.

Строительство автомобильных дорог, ведется на основе комплекса работ, проектируемого объекта, местных строительных материалов, источников водоснабжения, с учетом рационального использования и охраны природной среды, а также получения данных для составления прогноза изменений природной среды под воздействием строительства и эксплуатации сооружений, т.е. инженерных изысканий.

Инженерные-геодезические изыскания являются одним из важнейших видов строительной деятельности, с которого начинается любой процесс строительства и эксплуатации объектов. Большую роль на стадии проектирования дорог имеют инженерно-геодезические изыскания, являющиеся основой для принятия проектных решений, и основой которых являются топографо-геодезические изыскания.

На выбор темы дипломной работы повлиял тот факт, что мне пришлось работать во время производственной практики на строительстве автомобильной дороги Ковыктинского ГКМ с 20.06.2022 по 30.08.2022.

Целью строительства автомобильной дороги является обеспечение бесперебойной доставки оборудования и строительных материалов до газового промысла Ковыктинского ГКМ

Цель дипломной работы - состоит в описании процесса инженерно-геодезических работ для строительства автомобильной дороги не только классическими геодезическими методами, но и так же с использованием спутниковых технологий и всего комплекса топографо-геодезических работ, необходимых для её строительства и ввода в эксплуатацию.



1. Общие сведения

Компанией ООО «Управление технологического транспорта» проводились топографо-геодезические работы на объекте «Ковыктинского ГКМ, строительный участок ИТС» Казачинско-Ленского района, Иркутской области. Данный курсовой проект основан на материалах производственной практики, для написания курсового проекта определена цель: провести комплекс топографо-геодезических работ и исходную геодезическую съемку на объекте «Ковыктинского ГКМ, строительный участок ИТС»

Актуальность данного проекта является то, что Ковыктинское газоконденсатное месторождение (Ковыкта, Kovyktinskoye) - одно из крупнейших газовых месторождений в мире, которое обеспечит добычу более 30 млрд м3/год газа в течение более 30 лет, для комфортного передвижения на объекте ведутся строительные работы автодороги в сопровождении с геодезическими работами.

Ковыктинское газоконденсатное месторождение расположено на юге Сибирской платформы в пределах Ангаро-Ленской ступени.

Согласно нефтегеологическому районированию данная территория относится к Ангаро-Ленской нефтегазоносной области (НГО) Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции (НГП). В настоящее время в пределах Ангаро-Ленской НГО, которая характеризуется как область преимущественного газонакопления, известно несколько месторождений УВ, и, по крайней мере, одно из них (Ковыктинское) относятся к категории уникальных по запасам газа

Обзорная схема расположения объекта представлена на рисунке 1.



Рисунок 1- Обзорная схема расположения объекта Российская Федерация, Иркутская область. Местоположение участка находится в Жигаловском районе, южнее центральной части Иркутской области. Этот район граничит на севере с Усть-Кутским районом, на востоке - Казачинско-Ленинским (северо-восток), Качугским (юго- восток) районами, на юге с Осинским, а на западе - Усть-Удинским районом. Его площадь составляет 21823,53 кмІ.

Ковыктинское газоконденсатное месторождение (Далее КГКМ) располагается в северной части района с примерной площадью в 92.3 кмІ и координатами 55°06' и 55°35' с. ш., 105°36' и 106°28' в. д. Северо-восточнее г. Иркутска на удалении от него на 350 км и 88 км от административного центра пгт. Жигалово.

Населённых пунктов мало. Ближайшая деревня Коношаново, расположена на противоположном берегу реки Лена, находится на расстоянии около 41 км. Без какого-либо пути сообщения. Населенные пункты: пос. Чикан - в 50 км и пос. Жигалово - в 90 км, находящиеся юго-западнее месторождения, имеют с КГКМ автомобильную дорогу с щебеночным покрытием.

Выделенный участок находится в горно-таежной местности Жигаловского лесничества и Тутурского участкового лесничества в верховьях правобережных притоков р. Лены -Тюкахты и Греховской. Площадка имеет координаты 55° 21' 48'' с. ш., 106° 05' 37'' в. д. (WGS-84).

В мезорельефе, территория КГКМ имеет сложную форму и располагается на Ангаро-Ленском плато. Рельеф местности крайне близкий к горному (плоскогорье). Уклон ниже 5°, в расстояние на 5,26 км он составляет 12' с перепадом высоты около 200 м. На расстояние 25 км перепад не достигает 500 м. Это не позволяет назвать местность полностью горной, но при этом, значения довольно близки к нему и периодически входят в рамки характеристики гор Но при этом, большое количество водораздельных пространств имеет глубокие врезы долин что конкретных местах определяет большую крутизну склонов, порой достигающих до 30°. Невысокие горы с высотой от 500-1500 метров. Самая высокая точка в 1502 метра находится в 40 км северо-восточнее участка КГКМ. Высота на газоконденсатном месторождении составляет 1068 м, 1049 м, 1234м. Наивысшая отметка - 1317 м, наименьшая - 425м. Абсолютные отметки поверхности площадки колеблются от 922.30 м в северной части площадки, до 906.40 м в восточной её части

Ситуация территории представляет из себя полное отсутствие строительных площадок, застроенных участков. Площадка имеет лишь лесную дорогу как подъезд. В остальном, это поляна с луговыми растениями. Только у северо-восточных границ располагается первородный лес.

Гидросеть в районе КГКМ представлена притоками относительно крупных рек: Орлинга, Ханда, Нючакан, Чикан, принадлежащих бассейну реки Лены. Заболоченность водосборов незначительна и составляет менее 1% площади. Небольшие заболоченные участки встречаются в днищах долин рек и пониженных участках. Болота моховые, со смешанным питанием, олиготрофные и мезотрофные. Влияние их на режим стока поверхностных вод невели

У района крайне мощный водоносный горизонт, разгрузка которого приходится на реки, располагающиеся преимущественно на отметках в 450-500 м. Средний годовой сток этих рек составляет 300-500 мм. Распределение стока рек по месяцам, от годового значения, показывает, что в процентном соотношении, большое колличество стока приходится на конец весны и начала лета (март, июнь, июль).

Средние уклоны склонов составляют 2 - 4є, некоторые достигают 15є. Средняя длина склонов водосборных бассейнов составляет 0.6 - 1.7 км.

Озерность территории также незначительна - менее 1%. Озера представлены, в основном, старицами в пределах пойменных участков рек. Их регулирующее влияние на режим речного стока незначительно.

Реки в районе КГКМ в не используются для хозяйственных нужд населения. Регулирования стока искусственными методами на реках не осущес В двух направлениях от площадки находятся приток Чичапта - Тюкахта, протекающая с востока на запад. А также приток Тюкахты - Греховский, берущая исток на северо-западе от участка. Тюкахта располагается в 640 м. от выделяемого участка. Длинна реки 23 км. Греховка протекает дальше, в 2.47 км. от участка, а длинна её составляет 3.6 км.

На территории распространены хвойные и мелколистные леса. Горнотаёжная растительность проявляется в Тёмнохвойных кедровых, пихтовых, еловых и зеленомошных лесах. А также Светлохвойными лиственничными (из лиственницы сибирской) с примесью кустарничково-моховыми лесами.

Территория проведения работ занята смешанной тайгой с преобладанием хвойных пород (кедра, ели, пихты) у северо-восточных границ, в подлески кустарнички (голубика, шиповник, земляника, черника, ежевика, смородина чёрная).

Почвенный покров разнообразен. На территории КГКМ есть участки с типом почв Кз+Км (Криозёмы и Криометаморфические), Пд (Дерново-подзолы), По+П (Подзолы, Подзолистые) и Бр+Брт+См (Бурозёмы, Тёмные бурозёмы, Серые метаморфические).

Дерново-подзолистые почвы сформировались преимущественно на участках с суглинистым и глинистым покровом грунта и светлохвойными лесами. Криометаморфические, в лесостепных зонах. Разновидности бурозёмов, в таёжных зонах с промёрзшим грунтом.

Геологическое строение состоит из двух систем. На КГКМ преобладает Ордовикская система отложений, имеющая в себе песчаники, гравелиты, алевролиты, известняки, красноцветные отложения, фосфоритоносные песчаники и алевролиты. Минимально территорией затрагивается Четвертичная система с галечниками, песками, щебнем, глиной и моренными образованиями. Восточный участок Ковыктинского ГКМ рассекает подземная линия тектонических нарушений.

Большая часть России находится в умеренном климатическом поясе. Климат Иркутской области резко континентальный с холодными длинными зимами и тёплым летом, с обильными осадками во второй его половине.

В зимнее время (октябрь - март) над областью устанавливается азиатский антициклон. Над территорией Прибайкалья проходит отрог повышенного атмосферного давления от центральной части азиатского антициклона. В результате, зимний период преобладает морозной и сухой, солнечной погодой со слабыми ветрами, а инверсии температуры воздуха препятствуют воздухообмену в пограничном слое атмосферы.

В теплое время, усиливается циклоническая деятельность, возрастает облачность и выпадает 65-85% осадков годовой суммы. В ходе интенсивного прогревания, формируется область пониженного приземного атмосферного давления. Порядком увеличивается мощность и частота циклонов. Из-за сложного рельефа территории, возрастают конвективные процессы формирующих массивную облачность, которая обеспечивает значительное количество осадков.

Температурный режим района Ковыктинского газоконденсатного месторождения имеет схожие с областными особенности. Самый холодный месяц - Январь (-20є - -30є), а самый тёплый - Июль (18є - 25є). Абсолютный минимум температуры изменяется в пределах минус 54 - минус 55°С, абсолютный максимум составляет 35-38°С. продолжительность безморозного периода изменяется по району в пределах от 60 до 90 дней, заморозки прекращаются в начале июня и начинаются во второй половине августа или в начале сентября. С середины декабря до начала февраля суточные температуры воздуха ниже минус 25°С.

Атмосферные осадки изменяются в широких пределах от 800 до1000 мм. Максимальное выпадение осадков приходится на март, июнь и июль.

Ветровой режим формируется под влиянием сезона года. Зимой преобладают ветра западного направления, а летом - северо-западного направления. На КГКМ Преобладающими являются направления, связанные с ориентацией долин Лены. Преобладающими ветрами здесь в течение всего года являются южные, юго-западные и западные, а в летний период несколько возрастает повторяемость северных и северо-восточных ветров.

Средние скорости по области могут достигать 8-9 м/с.

В зимний сезон за счёт азиатского антициклона наблюдается большая повторяемость штилей 30-40%, а средние скорости ветра не превышают 1-2 м/с. Наибольшие значения наступают с переходными сезонами. Средняя скорость ветра достигает до 5 м/с.

Транспортные связи с территорией Ковыктинского ГКМ состоят из небольшой сети автомобильных дорог. Главной транспортной артерией выступает трасса 25Н-152 «Жигалово - Магистральный» из скального/щебеночного покрытия, в 301 км. На 37.5 км, от начала дороги в Жигалово, располагается понтонный мост через р. Лену. Через 72.5 км. от моста начнётся территория КГКМ с вахтовыми посёлками.

Само месторождение соединено дорогами скального, щебёночного и других покрытий, протяжённостью от 500 м. до 12 км. Множество лесных дорог, пешеходных троп пригодных для передвижения.



2. Экономика района работ

2.1 Общие данные

Иркутская область обладает большим количеством промышленности и сельского хозяйства из разных областей, от добывающих и пищевых до строительных и перерабатывающих. Каждый район области занимает части определенных ниш, имея в себе центы производств. Структура по видам деятельности производств показывает, что 68,4 % всей деятельности приходится на обрабатывающие предприятия, 19,3% - Выработка и распределение электроэнергии, газа и воды, и оставшиеся 12,3% приходятся на добычу полезных ископаемы. Жигаловский район экономически ориентирован на предоставление благ как отраслями Лесной, деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, так и прочими отраслями услуг подобных Сибгеосервису и Жигаловской судоверфи.

2.2 Жигаловское лесничество

Жигаловское лесничество организовано приказом Рослесхоза. Общая площадь лесничества по данным государственного лесного реестра на 01.01.2011 г. составляет 2237746 га. или 100% из которых вырубки составляют 0,2% или 5593 га. Распределение территории происходит между девятью техническими участками (колхозы, совхозы). Ежегодно, у закреплённых участков, фактический объём заготовок древесины может составлять от 200 до 400 тыс. мі. На территории, статьёй 25 ЛК РФ, разрешено 16 видов использования лесов. На подобии:

1) заготовка древесины;

2) заготовка живицы;

3) ведение сельского хозяйства;

4) осуществление видов деятельности в сфере охотничьего хозяйства;

5) создание лесных плантаций и их эксплуатация;

6) осуществление религиозной деятельности;

7) а также иную деятельность, разрешённую статьёй.

2.3 Ковыктинское месторождение

Вторым предприятием экономической направленности считается газа на востоке России. Основано в 1987 году, находясь на территории двух районов Иркутской области, Жигаловском и Казачинско-Ленском.

Лицензиатом с 2011 года является ПАО «Газпром». Изначальным недропользователем было акционерное общество «РУСИА Петролеум» проданное на аукционе из-за банкротства. На данный момент КГКМ находится на этапе промышленно-опытной эксплуатации. Проводятся геологические исследования для контроля имеющихся и поиска новых эксплуатационных скважин, а также испытания новых технологических процессов добычи гелия. Занимается активным строительством новых инфраструктурных объектов.

Запасы месторождения составляют 1,8 трлн мі газа, 107 млн тонн газового конденсата. Проектируемая мощность КГКМ достигает 27 млрд мі за год. К добыче подготовлены 81,3 млн. газового конденсата. Передача ископаемых идёт посредством трубопроводов, соединяющих Ковыктинское ГКМ и Чаяндийское газовое месторождение. С Чаяндийского ГМ газ КГКМ поступает на восточный магистральный газопровод «Сила Сибири».

2.4 Жигаловская ремонтно-эксплуатационная база

Другим значимым предприятием в районе является Жигаловская

РЭБ. Ремонтно-эксплуатационная база, также известная как судостроительный завод или судоверфь, развивавшаяся с 1900 года, функционирует до сих пор.

До 30 июня 2015 года завод конструировал и производил яхты, теплоходы, пароходы, баржи.

На данный момент занимается дипломированием членов экипажей морских судов, внутреннего плавания. Содержанием внутренних водных путей и расположенных на них судоходных гидротехнических сооружений.

2.5 Население и хозяйство

Численность населения Жигаловского района составила 8364 чел. На 2019 г. В большинстве русской и украинской национальностей, православной конфессии. С 2002 г. Прослеживается демографическое убывание на 0,58%

За 20 лет, территорию покинуло до 2,7 тыс. человек. Уровнем населения трудоспособного возраста является количество в 3886 человек. Из них средняя занятость людей в экономике 2584 человека, в том числе городская местность 899 человек, сельская местность -685 человек. Количество безработных граждан составляет 61 чел. регистрируемая безработица - 1,6%. Уровень трудоустройства - 68%

Основным занятие местных жителей является животноводство с пушным промыслом и земледелие. Пищевая отрасль имеет направленность на молочно-мясное скотоводство, производство овощей и на охотничье-промысловые хозяйства. Сельхозами приобретено 26 т. семян. 98% картофеля выращивается на территории района, 2 % закупаются из других муниципальных округов. 100% овощей производят личные подсобные хозяйства. При этом отчётный год показал снижение производства зерна на 58%.

Количество всех населённых земель составляет 41991 га. Из них:

1) Земли под сельскохозяйственные нужды - 4089 га

а) Пашни - 869 га.

б) Сенокосы - 1899 га.

в) Пастбища - 1634 га.

2) Земли дорог и просек - 4306 га.

3) Прочие земли - 9467 га.

Сельскохозяйственные товаропроизводители в Жигаловском районе насчитывает 4 сельскохозяйственные организации: МСХП «Дальняя Закора», ООО «Еланское», ООО «Рубин», ООО «Гея» Относительно прошлого года наблюдается снижение показателей по животноводческой отрасли.

2.6 Пути сообщения

Район обладает многочисленными видами транспортных сетей: железнодорожным, автомобильным, воздушным, трубопроводным, водным. По ним местным доставляют продукты, лесные грузы, минерально-строительные материалы и многое другое. Хорошо развита водная транспортная артерия, по Шелашниковскому тракту, который вышел к реке Лене, являющаяся более эффективным маршрутом до Сибирской железной дороги, чем Качугское направление. Реестр муниципальных маршрутов насчитывает 7 веток районного транспортного сообщения.



3. Топографо-геодезическая изученность

На район работ имеются план участка с координатами угловых точек в масштабе 1:20000, обзорная карта в масштабе 1:50000. Объект проведения геодезических работ расположен на листе 1:100000 масштаба с номенклатурным номером N-49-2. Для производства геодезических работ были использованы пункты государственной геодезической сети: №2711, №2109.

По результатам обследования исходных пунктов ГГС составлены:

ведомости обследования состояния исходных пунктов ГГС использованных при производстве геодезических работ представленные в приложении А;

Данные о ранее выполненных геодезических работах отсутствуют.



4. Методика топографо-геодезических работ

Приборы Global Navigation Satellite Systems представляют собой улавливатели импульсов от спутников, включая ГЛОНАСС, GPS, Beidu, QZZ, SBASS. Размещены указанные комплексы на разных орбитах вокруг Земли (либо над отдельными участками). Наземные трекеры, принимающие сигналы от нескольких сателлитов, называются многочастотными.

Предназначение ГНСС-приемников, согласно инструкции - определение заданных координат на поверхности и в околоземном пространстве. Они показывают не только местонахождение объектов, но и определяют направление движения, скорость. Рабочая техническая схема - вычисление дистанции между спутником и принимаемой антенной трекера.

Комплекс инженерно-геодезических изысканий выполнено в три этапа:

1)подготовительный период

2)полевые работы

3)камеральная обработка материалов

Объемы выполненных геодезических работ приведены в таблице 1.

Таблица 1- Виды и объемы работ

№	Виды и объем работ
1	Исполнительная съёмка
2	Разбивочные геодезические работы

Составлена ведомость обследования состояния и абрисы исходных пунктов опорной геодезической сети.

Обследованные пункты не ремонтировались и не восстанавливались.



4.1 Подготовительный период

В подготовительный период выполнены следующие виды работ

1)сбор и систематизация картографических материалов;

2)сбор материалов изысканий прошлых лет;

3)произведена выписка исходных пунктов в Управлении Росреестра по

4.2 Полевой период

В составе комплекса инженерно-геодезических изысканий выполнены следующие основные виды работ:

1)рекогносцировочное обследования участка работ;

2)установка пунктов опорной сети с центрами представленные металлическими гвоздями в пне свежеспиленного дерева.

3)определение координат и высот пунктов опорной сети;

4)топографическая съёмка участка масштаба 1:500.

4.2.1 Рекогносцировочное обследование

Перед началом работ было выполнено рекогносцировочное обследование территории, уточнены объемы предстоящих работ по обследованию и съемке.

В процессе рекогносцировки были обследованы пункты ГГС - (№ 2711, № 2109) и установлена фактическая их пригодность для производства дальнейших работ.

По результатам обследования пункты №2711, №2109 опорной геодезической сети сохранились в удовлетворительном состоянии и приняты в качестве исходных, при создании планово-высотного обоснования.

Составлена ведомость обследования состояния и абрисы исходных пунктов опорной геодезической сети.

Обследованные пункты не ремонтировались и не восстанавливались.

4.2.2 Создание опорного планово-высотного геодезического обоснования

Опорные геодезические сети - это геодезические сети заданного класса (разряда) точности, которые создаются в процессе инженерных изысканий и служат геодезической основой для обоснования проектной подготовки строительства, выполнения топографических съемок и аналитических определений положения точек местности и сооружений, для планировки местности, разбивочной основы для строительства, обеспечения других видов изысканий, а также выполнения стационарных исследований: определение крена фундамента или геодезический мониторинг осадки фундамента зданий и сооружений.

Геодезические работы по созданию опорных геодезических сетей встречаются достаточно часто. При строительстве крупных промышленных предприятий опорные геодезические сети могут создаваться в виде сетки квадратов со сторонами в 100 и 200 метров.

При составлении проекта разбивочной сети исходят из того, чтобы при

возможно меньшем объеме измерений обеспечить требуемую точность определения координат пунктов сети, а также удобство выполнения последующих разбивочных работ. Пункты разбивочной сети стремятся максимально приблизить к объекту будущего строительства.

Точность сети определяется ее конфигурацией и точностью измерения углов и расстояний.

К наиболее распространенным методам построения разбивочной сети дорог и транспортных сооружений относятся триангуляция, линейно-угловая сеть и полигонометрия.

Триангуляция -- один из методов создания сети опорных геодезических пунктов, заключается в геодезическом построении на местности системы

пунктов, образующих треугольники, у которых измеряются все углы и длины некоторых базовых (базисных) сторон.

После рекогносцировки на местности, были заложены пункты съёмочной геодезической сети: ПОГС 2153. В качестве закрепления пунктов были использованы пни свежеспиленного дерева с центром временного закрепления.

Исходными пунктами для определения планово-высотного положения пунктов съёмочной геодезической сети использовались пункты государственной геодезической и нивелирной сетей высших по точности классов (разрядов). Перед началом работ было выполнено обследование исходных пунктов с точки зрения сохранности и пригодности для выполнения планово-высотных определений.

Государственная геодезическая сеть (ГГС) - система закрепленных на местности пунктов, положение которых определено в единой системе координат и высот. ГГС предназначена для решения следующих основных задач, имеющих хозяйственное, научное и оборонное значение: - установление и распространение единой государственной системы геодезических координат на всей территории страны и поддержание ее на уровне современных и перспективных требований; - геодезическое обеспечение картографирования территории России и акваторий окружающих ее морей; - геодезическое обеспечение изучения земельных ресурсов и землепользования, кадастра, строительства, разведки и освоения природных ресурсов; - обеспечение исходными геодезическими данными средств наземной, морской и аэрокосмической навигации, аэрокосмического мониторинга природной и техногенной сред; - изучение поверхности и гравитационного поля Земли и их изменений во времени; - изучение геодинамических явлений; - метрологическое обеспечение высокоточных технических средств определения местоположения и ориентирования.

Геодезические высоты пунктов ГГС определяют как сумму нормальной высоты и высоты квазигеоида над отсчетным эллипсоидом или непосредственно методами космической геодезии, или путем привязки к пунктам с известными геоцентрическими координатами. Нормальные высоты

пунктов ГГС определяются в Балтийской системе высот 1977 года, исходным началом которой является нуль Кронштадтского футштока. Карты высот квазигеоида над общим земным эллипсоидом и референц-эллипсоидом Красовского на территории Российской Федерации издаются Федеральной службой геодезии и карто-графии России и Топографической службой ВС РФ. Масштаб ГГС задается Единым государственным эталоном времени-частоты-длины. В работах по развитию ГГС используются шкалы атомного ТA (SU) и координированного UTC (SU) времени, задаваемые существующей эталонной базой Российской Федерации, а также параметры вращения Земли и поправки для перехода к международным шкалам времени, периодически публикуемые Госстандартом России в специальных бюллетенях

Государственной службы времени и частоты (ГСВЧ). Астрономические широты и долготы, астрономические и геодезические азимуты, определяемые по наблюдениям звезд, приводятся к системе фундаментального звездного каталога, к системе среднего полюса и к системе астрономических долгот, принятых на эпоху уравнивания ГГС. Метрологическое обеспечение геодезических работ осуществляется в соответствии с требованиями государственной системы обеспечения единства измерений. Все геодезические сети можно разделить по следующим признакам: По территориальному признаку: 1) глобальная 2) национальные (ГГС) 3) сети специального назначения (ГССН) 4) съемочные сети по геометрической сущности: 1) плановые 2) высотные 3) пространственные Глобальные сети создаются на всю поверхность Земли спутниковыми методами, являясь пространственными с началом координат в центре масс Земли и определяемые в системе координат ПЗ-90. Национальные сети делятся на: Государственную геодезическую сеть (ГГС) с определением координат в СК-95 в проекции Гаусса-Крюгера на плоскости и на Государственную нивелирную сеть (ГНС) с определением нормальных высот в Балтийской системе, т.е. от нуля Кронштадтского футштока. Геодезические сети специального назначения (ГССН) создаются в тех случаях, когда дальнейшее сгущение пунктов ГГС экономически нецелесообразно или когда требуется особо высокая точность геодезической сети.

Применяемое оборудование для кинематической съемки пунктов планово-высотного съемочного обоснования представлено в таблице 2.

Таблица 2 - Применяемое оборудование для кинематической съемки пунктов планово-высотного съемочного обоснования

№	Наименование оборудования
1	GNSS-приемник EFT M4 GNSS
2	Контроллер EFT H3

Применяемое оборудование представлено на рисунке 2,3.

Рисунок 2- Геодезический приёмник EFT M4 GNSS

Рисунок 3- контроллер EFT H3

Геодезические работы выполнялись GNSS-приемником EFT M4 GNSS.

Аппаратура геодезическая спутниковая "EFT M4 GNSS" - это новый высокоточный геодезический приемник, выпускаемый под брендом EFT (Эффективные технологии). ГНСС-приемник имеет новый дизайн, корпус из прочного и легкого магниевого сплава. Управление осуществляется операционной системой Linux 3.18. ГНСС-приемник оснащен датчиком наклона, электронным уровнем, технологией WiFi, Bluetooth и NFC. Реализация данных технологий делает ГНСС-приемник простым в использовании для GNSS измерений с развитой логикой управления.

Описание изделия Новое поколение компактного GNSS приемника для выполнения различного вида геодезических работ; Мульти-системный и мульти-частотный ГНСС-приемник с поддержкой приема сигналов спутниковых навигационных систем GPS, ГЛОНАСС, Beidou, Galileo; Приемник оснащен процессором Cortex-A5, имеет внутреннюю память 16Гб. Реализована возможность WiFi/Bluetooth/4G связи для обеспечения передачи данных на расстоянии; Имеется встроенный датчик ускорения силы тяжести (электронный уровень); Управление может осуществляться новым контроллером EFT H3 Контроллер EFT H3, работающий под управлением мобильной операционной системы Android, может управлять ГНСС-приемником при помощи полевого ПО EFT Field Survey или EFT Seismic; ГНСС-приемник имеет цветной сенсорный OLED дисплей; ГНСС-приемник имеет одну функциональную клавишу на корпусе; ГНСС-приемник имеет новый дизайн и прочный корпус из легкого магниевого сплава; Статические данные могут записываться в двух форматах (*.GNS / RINEX)

Меры предосторожности при эксплуатации ГНСС-приемник геодезический EFT M4 GNSS имеет стойкий к воздействию химических веществ, а также ударопрочный корпус. Однако, несмотря на это, ГНСС-приемник должен бережно эксплуатироваться в сложных условиях окружающей среды.

Для гарантии качества непрерывных наблюдений и отслеживания спутниковых сигналов необходимо, чтобы наземные наблюдения производились на открытой местности, без каких-либо препятствий в диапазоне угла наклона (отсечки) не более 15°. Для уменьшения помех (интерференции) электромагнитных волн спутниковых GNSS сигналов наблюдения на точке должны выполняться вдали от объектов (удаление от 200 м) с сильным электромагнитным излучением, таких как: телевизионная башня или линии электропередач высокого напряжения. Для предупреждения или уменьшения эффекта многолучевости наблюдения на точке должны производиться вдали от объектов (мест) с сильным переотражением сигналов электромагнитных волн, таких как высотные здания, водная поверхность и т.д.

Внешний вид ГНСС-приемника Приемник условно можно разделить на три части: верхняя часть, нижняя часть и панель управления.

Внешний вид ГНСС-приемника Приемник условно можно разделить на три части: верхняя часть, нижняя часть и панель управления. Рис. 2-1 Панель управления На панели управления приемником расположены 2 световых индикатора и сенсорный экран. - индикатор приема спутниковых сигналов (зеленый) - индикатор состояния/приема данных (зеленый ) Верхняя часть Нижняя часть Панель управления Руководство по эксплуатации EFT M4 GNSS 13 Верхняя часть ГНСС-приемника Рис. 2-2 На верхней части приемника расположен антенный разъем, который служит для подключения радиоантенны при работе в режиме УКВ. При слабом сигнале сотовой сети можно использовать этот разъем для подключения внешней GSM-антенны. В этом случае в полевом ПО EFT Field Survey нужно выбрать режим внешней антенны. Нижняя часть ГНСС-приемника Нижняя часть приемника включает в себя аккумуляторный отсек, пятиконтактный разъем (LEMO5), динамик, мини-USB разъем, кнопку питания

USB разъем: для подключения к компьютеру и внешним устройствам, обновления прошивки и загрузки статических данных, также может применяться как виртуальный последовательный порт, используя специальный режим работы (необходимо установить драйвер). Многофункциональная клавиша: для включения/отключения приемника, включения/отключения дисплея, принудительного отключения, проверки статуса приемника. Пятиконтактный разъем (Lemo5): для подключения к компьютеру и к внешним каналам передачи данных, а также источника внешнего питания. Динамик: для голосового оповещения выбранного режима работы и статуса при работе в режиме реального времени Резьбовое крепление (5/8?): для крепления ГНСС-приемника на штативе/кронштейне/пилоне/вехе. Аккумуляторный отсек: для размещения LiIon аккумулятора. Слот для SIM карты: для установки Nano SIM карты для передачи данных

Условия окружающей среды ГНСС-приемник рекомендуется эксплуатировать в сухих условиях окружающей среды независимо от уровня пыле-влагозащищенности оборудования. В целях повышения стабильности работы и увеличения цикла сервисного обслуживания приемника следует избегать эксплуатации оборудования в экстремальных условиях, таких как: Повышенная влажность, Температура выше 65°C, Температура ниже -45°С. Среда с агрессивными жидкостями или газами Активные радиопомехи ГНСС-приемник не следует устанавливать в местах с сильными помехами электромагнитных сигналов, таких как: Автомагистрали , Провода высокого напряжения, Генераторы, Работающая от электрических двигателей авто и мото техника, Источники питания переменного тока, Передающие радио, GSM и др. типы сигналов станции (вышки), Прочие источники электроснабжения.

RTK (Real-Time Kinematic - кинематика в реальном времени) - метод съемки, при котором делается запрос, чтобы мобильный приемник практически мгновенно определял координаты своего текущего местоположения с сантиметровой точностью.

Используются два приемника: один (база) устанавливается на выбранном пункте, в то время как другой (ровер) используется для съемки.
База будет либо:

1)пользовательская собственная база с UHF радиомодемом, или GSM модемом или другим внешним устройством для передачи поправок.

2)принадлежащая третьему лицу, управляющему базой или сетью базовых станций (соединение происходит с помощью NTRIP протокола), и предоставляющему данные роверу через GSM/GPRS модем.

Для передачи RTK поправок базового приемника (базы) к роверу должен быть установлен канал передачи данных.

Передача данных может быть осуществлена несколькими способами:

1)UHF радио

2)сотовый модем (GSM, GPRS или CDMA)

3)другие внешние устройства (такие как Wi-Fi и др.).

Успешная съемка требует инициализации системы и сохранения инициализации в течение всей съемки.

Может быть несколько одновременно работающих роверов, причем каждый получает данные RTK поправок от той же самой базы.

Определение и регистрация координат пунктов осуществляется в выбранной системе координат. Принцип работы RTK представлен на рисунке 4.

Рисунок 4- Принцип работы RTK.

Ключевые моменты

1)Перед началом работы необходимо удостовериться, что ровер получает RTK положение (инициализация должна быть достигнута и поддерживаться).

2)Антенную вешку необходимо удерживать вертикально на каждом пункте съемки (если не используется приемник с компенсацией наклона).

3)Время съемки на каждом пункте устанавливается пользователем (количество эпох).

4)В течение отсчета эпох ровер усредняет последовательные положения, которые он вычисляет.

5)При количестве эпох = 1 ровер регистрирует только первое положение, которое он вычисляет на этом пункте (нет усредненного положения).

Автоматическая съемка по времени или интервалу представлена на рисунке 5.

Рисунок 5- Автоматическая съемка по времени или интервалу.

Антенную вешку необходимо удерживать вертикально во время движения по всей траектории.

1)Пункты автоматически регистрируются с равномерным интервалом по времени или по расстоянию. Перед началом съемки необходимо установить интервал регистрации.

2)Так как съемка осуществляется вдоль траектории, то все регистрируемые пункты будут обязательно “единожды снятыми“ точками, то есть первое решение положения, доступное во время регистрации точки, будет сохранено (в этом случае никакое усреднение положения не возможно).

1)Выберите нужную точку из списка точек, предварительно загрузив список в полевой контроллер. После выбора точки экран контроллера будет вести к выносимой точке.

2)Удерживайте антенную вешку вертикально, поскольку система ведет к точке. Система сообщит, когда антенна приемника окажется над точкой.

3)Когда антенна приемника окажется над точкой, закрепите ее положение на земле. Можно сохранить координаты выносимой точки.

При съемке с постобработкой полевое оборудование используется только для записи GNSS сырых данных, которые программное обеспечение постобработки сможет обсчитать для получения положения с сантиметровой точностью. Съёмка с постобработкой представлена на рисунке 6.

Рисунок 6. Съёмка с постобработкой



1)Используются две системы: одна (база) устанавливается на выбранном пункте, в то время как другая (ровер) используется для съемки. Базой может быть либо собственная база пользователя, тогда база должна быть расположена должным образом, или база, управляемая третьим лицом.

Для требуемого для постобработки времени наблюдений данные от базы третьих лиц могут быть получены через Интернет (CORS, RGP). Данные мобильного приемника могут быть также подгружены к данным базы (OPUS), обеспечивая вычисление положения с сантиметровой точностью.

2)Данные должны быть собраны одновременно базой и ровером. Всегда используйте одну и ту же частоту записи сырых данных на обоих приемниках.

3)Успешная съемка требует надлежащей инициализации системы. Поддерживать инициализацию на всем протяжении съемки нужно всегда, особенно надо быть осторожным при кинематических съемках, чтобы не “закрыть видимость” GNSS антенне ровера.

4)Время наблюдений определяется установкой (стартом) последнего устройства и выключением (окончанием работы) первого устройства. Желательно сначала начать наблюдения на базе и выключить ее последней.

5)Требуемое время наблюдений главным образом зависит от длины базовой линии, условий приема и метода используемой инициализации.

6)Помните, ровер всегда будет собирать данные непрерывно на всем протяжении съемки, выполняется ли статическая, непрерывная кинематическая или кинематическая Stop & Go съемки. Именно поэтому необходимо непрерывно держать GNSS антенну, так чтобы она не была закрыта никакими преградами.

7)В одно и тоже время можно осуществлять сбор данных несколькими роверами. Статическая съемка представлена на рисунке 7.



Рисунок 7-. Статическая съёмка.

Ключевые моменты

1)Та же самая установка системы и для базы, и для ровера.

2)Ровер неподвижен на всем протяжении съемки.

3)Время съемки равно времени наблюдений.

4)Проблемы инициализации и “закрытия“ антенны препятствиями минимизированы, так как ровер неподвижен.

Съемка нескольких точек в пределах относительно небольшой области

1)Ровер перемещается последовательно, становясь на каждой из снимаемых точек. Антенная вешка ровера должна сохранять вертикальность на каждом пункте съемки в течение заданного времени съемки.

2)Пользователь заранее устанавливает время съемки на каждой снимаемой точке. Окончание отсчета в обратном направлении сообщит, когда надо начать двигаться на следующую точку.

3)Съемка точки в режиме Stop & Go (Стой и иди) с помощью ровера просто состоит из вставки метки начала и конца в регистрируемый сырой файл данных.

4)Точки автоматически именуются (цифровой суффикс автоматически увеличивается), если для каждой точки не присваивается специальное имя.

5)Время съемки фактически определяет период времени, для которого программное обеспечение постобработки будет усреднять последовательные положения, определяемые в течение этого периода времени.

Правильный выбор местоположение базы очень важен для успешной съемки. При выполнении постобработки или съемки в режиме реального времени одно- или двухчастотными приемниками необходимо помнить, что положение ровера будет всегда вычисляться относительно положения базы. Любая погрешность определения положения базы будет неизбежно передана положению, вычисленному ровером.

Основных критерии, которые необходимо принимать во внимание при установке базы:

1)условия GNSS приема

2) положение базы известно или неизвестно?

Когда используется радиомодем базы, имеется третий критерий, который может быть принят во внимание при выборе местоположения базы: радиоантенна должна быть установлена настолько высоко, насколько это возможно (с минимумом преград для работы, так, чтобы дальность действия могла быть столь же хорошей, как ожидалось).

Удостоверьтесь, что антенна базы расположена в свободном от препятствий месте, дающем наилучший из возможных обзоров неба. По возможности избегайте рядом стоящих деревьев, зданий или любых высоких препятствий около базы. Наличие чистой видимости неба позволит базе собирать данные от максимального числа видимых спутников, что надежно гарантирует успешное, точное и быстрое выполнение съемки.

Необходимо обратить внимание на сигналы от низко расположенных спутников, закрытых деревьями, они могут иметь более неблагоприятное влияние на работу системы, чем те сигналы, которые полностью были перекрыты. Принцип получения сигнала представлен на рисунке 8.



Рисунок 8- Принцип получения сигнала.

Помимо хороших условий приема, необходимых базе, нужно также принять во внимание, что положение базы может быть известно с большой или меньшей точностью. Пояснения ниже помогут понять, что именно необходимо знать о точности положения базы.

1)Если необходимо получить абсолютное положение с сантиметровой точностью, в специальной системе координат для всех отснятых пунктов, то положение базы должно быть известно с той же самой сантиметровой точностью. Если выбранное положение базы неизвестно, то принимая во внимание, что для этого пункта в используемой системе координат нужна сантиметровая точность, то можно определить это положение статической съемкой с постобработкой. Однако необходимо знать координаты известного пункта, чтобы определить эту точку.

2)Если необходимо выполнить только относительные измерения (то есть найти взаимное положение одних точек относительно других), то база может быть установлена на неизвестном пункте, отвечающем требованию приема сигналов. В этом случае, положение, которое будет введено в базу, должно быть известно только с точностью в пределах нескольких метров.

Предостережение! Нужно иметь в виду, что в этом случае точки невозможно привязать к известной системе координат, если позже одна из этих точек точно не будет определена в нужной системе координат. При использовании полевого программного обеспечения можно также использовать функцию Локализация, чтобы привязать съемку к местной системе координат. Имеются некоторые неудобства, о которых необходимо знать при установке базы на неизвестном пункте. Для каждых 15 метров ошибки между полученными и истинными координатами базы, одна миллионная (ppm) относительной ошибки будет учтена при вычислении вектора между базой и ровером, плюс абсолютная разность между вычисленным и реальным положениями базы. Например, координаты, принятые для пункта базы, отличаются на 30 метров от истинного положения базы.

Это 30-метровое различие от истинных координат приведет к 2 ppm (0.002 м на километр) ошибки в векторе между базой и ровером. Если ровер расположен на расстоянии 5 километров от базы, то это приведет к ошибке в векторе равной 0.010 м. В большинстве случаев, базовый приемник определяет положение лучше чем 30 метров (как правило ближе к 10-20 метрам), но возможна и ошибка в 50 метров. Если планируется использовать приблизительно подсчитанное положение для базы, то используйте короткие вектора между базой и ровером, гарантирующие, что добавляемая ошибка для выполняемой съемки будет не существенна.

Инициализация - процесс, с помощью которого приемник в реальном времени (или программное обеспечение постобработки) может решить неоднозначность целого числа, свойственную обработке фазы несущей. Решение неоднозначности целого числа - необходимое условие для приемника (или программного обеспечения) для получения положения с сантиметровой точностью. По этой причине, выполнение инициализации - это требование, которое нужно постоянно иметь в виду.

ПРИМЕЧАНИЕ: Не путайте этот инициализационный процесс с инициализацией GNSS приемника, в соответствии с последовательностью запуска которого приемник ищет видимые спутники для вычисления первого положения с 5-10-метровой точностью.

Количество данных, требуемых для инициализации процесса вычисления положения в программном обеспечении (при постобработке) или ровера (в режиме реального времени - RTK), пропорционально длине базовой линии. Другими словами, чем длиннее базовая линия, тем большее время требуется для достижения инициализации.

DOP (Dilution of Precision - снижение точности): Фактор, вычисляемый оборудованием, для описания расположения спутников в космосе. Чем более низкое значение DOP, тем лучшее расположение спутников и лучшая вероятность успешности съемки. Существуют несколько критериев DOP: GDOP, HDOP, VDOP, TDOP. Но, наиболее часто используемый - PDOP (критерий снижение точности позиционирования). Принцип работы PDOP представлен на рисунке 9.

Рисунок 9- Принцип работы PDOP.

неоднозначность целого числа: Термин “Целое число” относится к числу полных длин волны несущего сигнала, укладываемых в расстояние,

отделяющее спутник от приемника. “Неоднозначность” относится к факту, что это число является неизвестным в начале съемки. Поэтому, решение неоднозначности целого числа означает определение точного числа полных длин волны.

При съемках в реальном времени инициализация системы считается достигнутой, когда система получила фиксированное RTK решение для любого нового положения, которое она вычисляет. Нужно всегда быть уверенным, что этот статус инициализации поддерживается до конца съемки. Поэтому, это весьма естественно, что в режиме RTK необходимо быть уверенным, что процесс инициализации был успешен. Если теряется статус RTK положения, то подразумевается, что система потеряла инициализацию и ее необходимо восстановить.

В съемках с постобработкой имеется та же самая потребность в инициализации, за исключением того, что в реальном времени система не всегда способна сообщить, что это требование выполнено. Помните, что при этом методе съемки, система - только сборщик сырых данных. Только впоследствии, возвратившись назад в офис для осуществления постобработки сырых данных, анализируя полный набор результатов собранных данных можно увидеть была ли успешной инициализация.

При статических съемках риск неудачной инициализации значительно уменьшается, если GNSS антенна остается неподвижной и система используется для относительно длинных сессий записи с наилучшим возможным обзором неба. Но это не подходит для кинематических съемок, в течение которых ровер перемещается с места на место, с реальными рисками:

1)попадания GNSS антенны в «тень», приводящее к потере захвата спутников

2)остановка записи сессий прежде, чем достаточное число данных было собрано для гарантирования инициализации.

Именно по этой причине нужно знать проблему инициализации и так осуществлять все необходимые шаги, чтобы удостовериться, что инициализация не только достигнута, но также будет сохранена до конца кинематической съемки.

Одночастотные против двухчастотных приемников

Двухчастотным GNSS приемникам требуется меньшее количество данных и меньше времени для инициализации. Однако недавние достижения позволили одночастотным приемникам значительно улучшить их работу на определяемом пункте и также уменьшить различие, отделяющее их от двухчастотных.

Базовое измерение позволяет получить с сантиметровой точностью вектор между фазовыми центрами базовой и роверной антенн. Обычно всех интересует реальное положение снимаемой марки (или другого наземного пункта) над которым была установлена антенна, а не положение фазового центра антенны. Принцип работы фазового центра представлен на рисунке 10

Рисунок 10- Принцип работы фазового центра

Фазовый центр - это виртуальная точка, которая представляет начало пространственно-временных координат антенны. Она находится обычно внутри антенны и часто на вертикальной оси антенны или близко к ней. Местоположение фазового центра точно определено изготовителем антенны после длительного ряда испытаний. Его положение обычно указывается непосредственно на антенне.

Чтобы вычислить положение наземного пункта, а не антенны, необходимо задать роверу параметры для выполнения редукции антенны. Для выполнения редукции антенны при вычислении положения в расчете учитывается высота антенны ровера. Для определения правильных положений снимаемых точек на поверхности земли в систему нужно ввести высоты как базовой так и роверной антенн, не зависимо от того, выполняется ли RTK съемка, или съемка с постобработкой.

Существует два различных способа измерения высоты антенны:

1)Измерение наклонной высоты

2)Измерение вертикальной высоты

Что такое наклонная высота и как измерить?

Наклонное измерение, как правило, выполняется на базе (обычно в направлении от антенны до наземного пункта), так как выполнение классического вертикального измерения не возможно по причине наличия аксессуаров (штатива, трегера и т.п.). Вместо выполнения неточного вертикального измерения можно прибегнуть к наклонному измерению, которое выполняется гораздо точнее (в том случае, если параметры антенны также точно известны) с помощью специальной рулетки, используемой для этой цели. Измерение наклонной высоты представлен на рисунке 11.

Рисунок 11- Измерение наклонной высоты.

Установите базовую антенну точно над наземным пунктом.

1)Вставьте конец рулетки в слот для выполнения измерения наклонной высоты.

2)Разверните рулетку в направлении наземного пункта и поместите наконечник измерительной ленты в наземный пункт.

3)Заблокируйте ленту и снимите отсчет, указанный на измерительной ленте: этот отсчет является наклонной высотой.

4)ведите это значение в базовую систему как наклонное измерение.

Что такое вертикальная высота и как измерить?

Это более простой метод для измерения высоты антенны. Он в основном используется для мобильных приемников (роверов). Вертикальная высота представляет собой расстояние от низа GNSS антенны до поверхности земли. Измерение вертикальной высоты представлен на рисунке 12.