Комплекс подготовительных работ при создании локальной геодезической сети на аэродроме шереметьево расчет требуемой точности геодезической сети
|
Скачать 0.72 Mb.
|
|
3.3. Преобразование координат в действующую наземную систему координат Поскольку окончательные значения координат пунктов геодезической сети должны быть известны в местной локальной системе, необходимо выполнить преобразование полученных в системе WGS-84 координат. Для преобразования координат в местную локальную систему необходимо иметь общие (идентичные) пункты. При этом требуется определить семь параметров преобразования:  - координаты начала одной системы относительно другой,  - малые углы разворота осей и масштабный фактор m » 1. Минимальное число базовых линий – 3, но чем их больше, тем лучше, так как повышается число избыточных уравнений, и они должны располагаться равномерно.Основные требования при выполнении такой процедуры сводятся к тому, чтобы обеспечить получение необходимой информации в местной локальной системе координат на том же высоком уровне точности, который характерен для спутниковых измерений. К настоящему времени разработаны различные подходы к решению такой задачи. Наиболее широкое распространение получили различные варианты интерполяционных методов, базирующихся на использовании нескольких общих точек, координаты которых независимо определены как в системе WGS-84, так и в местной координатной системе. Данные способы, базирующиеся на методе наименьших квадратов, позволяют при максимальном сохранении высокой точности спутниковой сети обеспечить ее приближение к реальной наземной сети в любой местной или государственной системе координат. В общем виде, преобразование координат из одной пространственной системы в другую выполняется по следующей формуле: [8]  . (3.1)Здесь: m – масштабный коэффициент (m+1); М – ортогональная матрица, ее элементы однозначно выражаются через три угла Кардана;  - сдвиг начала координат.На основе приведенных зависимостей составляются параметрические уравнения для общих точек двух систем, которые решаются под условием: [Vx2+Vy2+Vz2]=min, (3.2) При этом предусмотрена возможность определения трех, четырех и семи параметров. Подобный алгоритм заложен во многих программных продуктах, используемых при обработке спутниковых определений. При этом необходимо отметить что, сопоставление координат в системе WGS-84 и референцной не удается сделать полностью независимым. Причиной тому, - низкая точность определения высот квазигеоида. Рассмотрим более подробно следующие вопросы по преобразованию координат пунктов на территории аэропорта Шереметьево:
3.3.1. Способ перехода из координатной системы WGS-84 в наземные системы координат К настоящему времени разработаны различные подходы к решению такой задачи. В частности, наряду с классическим методом преобразования координат, основанном на применении формул Гельмерта, широкое распространение получили различные варианты интерполяционных методов, базирующихся на использовании нескольких общих точек с независимо определенными координатами как в системе WGS-84, так и в местной координатной системе. Во многих случаях находят применение комбинированные методы, рационально сочетающие в себе позитивные стороны этих двух методов. Оптимальным вариантом комплексного решения этой задачи может стать подход, реализуемый в следующей блок-схеме [9]: 1. Свободное пространственное уравнивание GPS-измерений: Xij, Yij, Zij, X1, Y1, Z1 Xi, Yi, Zi Уравнивание GPS – измеренных векторов с заданными исходными координатами одного пункта сети приводит к получению уравненных координат всех пунктов сети в системе XYZ. 2. Преобразование прямоугольных координат в геодезические: Xi, Yi, Zi, ae, Bi, Li, Hi Преобразование может быть выполнено относительно любого заданного отсчетного эллипсоида. Погрешности преобразования отсутствуют. 3. Преобразование в плоские прямоугольные координаты для заданной проекции: Bi, Li xi, yi Перевычисления могут быть выполнены для любой заданной проекции с заданной точностью. 4. Преобразование геодезических высот в нормальные: Hi Hi = Hi - Здесь используются заданные гравиметрические высоты квазигеоида . Точность преобразования зависит от точности относительных высот квазигеоида, а также от величины вероятного систематического смещения высотной основы. Первые четыре этапа касаются обработки результатов уравнивания GPS-измерений. На следующих двух этапах эти результаты сравниваются с известными исходными плановыми координатами xoi, yoi и исходными высотными отметками Hoi. 5. Сравнение плоских прямоугольных координат в заданной проекции, определение систематических и случайных расхождений: xi - xoi , yi - yoi xo, yo, m, A, xy 6. Сравнение нормальных высот, определение систематических и случайных расхождений: Hi - Hoi H, H На следующих трех этапах выполняется подготовка исходных плановых координат и нормальных высот к совместному уравниванию с GPS-измерениями. 7. Подготовка исходных плановых координат к совместному уравниванию с GPS-измеpениями: xoi, yoi, xo, yo, m, A x'oi, y'oi x'oi, y'oi B'oi, L'oi 8. Подготовка исходных нормальных высот к совместному уравниванию с GPS-измеpениями: Hoi, H H'oi H'oi H'oi = H'oi + 9. Заключительная подготовка координат исходных пунктов к пространственному уравниванию совместно с GPS-измеpениями: B'oi, L'oi, H'oi, ae, X'oi, Y'oi, Z'oi На заключительных четырех этапах осуществляется собственно совместное уравнивание GPS-измеpений и заданных исходных координат пунктов геодезической сети, а также оценка точности результатов уравнивания. 10. Совместное пространственное уравнивание GPS-измеpений и заданных исходных координат пунктов: Xij, Yij, Zij, X'oi, Y'oi, Z'oi X"i, Y"i, Z"i 11. Преобразование уравненных координат в систему исходных пунктов: X"i, Y"i, Z"i, ae, B"i, L"i, H"i B"i, L"i, H"i x"i, y"i, H"i x"i, y"i, H"i, xo, yo, m, A, H x"i, y"i, H"i 12. Оценка точности GPS-измеpений: Xij, Yij, Zij X"j-X"i, Y"j-Y"i, Z"j-Z"i 13. Оценка изменений исходных координат пунктов: x"i, y"i, H"i xoi, yoi, Hoi X"i,Y"i,Z"i Xi, Yi, Zi. Используя данную блок-схему можно перейти от системы координат WGS–84 в наземные системы координат. 3.3.2. Переход из координатной системы WGS-84 к местной локальной системе координат Преобразование координат из WGS – 84 в местную локальную систему координат выполнено методом One Step с помощью блока Datum/Map программного пакета Leica Geo Office версии 3.0. Основные требования при выполнении этой процедуры сводились к тому, чтобы обеспечить получение необходимой информации в местной координатной системе на том же высоком уровне точности, который характерен для спутниковых измерений. В обработку было включено 15 пунктов равномерно расположенных по всей территории работ на аэродроме Шереметьево. В результате обработки были получены параметры трансформации (рис. 3.6) с помощью которых преобразованы координаты пунктов из системы WGS – 84 в местную локальную систему координат. Рис. 3.6. Фрагмент протокола получения параметров трансформации. Сравнивая координаты одноименных пунктов новой местной локальной системы координат со старой, были получены данные (рис. 3.7), включающие разности координат Y (dE) и X (dN), а также высот (dHgt) для каждой точки. Рис. 3.7. Разности координат и высот пунктов старой и новой местной локальной системы координат. Для выполнения анализа полученных данных построим диаграмму (рис. 3.8) количества точек, разности координат (Y - Easting, X - Northing) и высот (Height) которых попали в фиксированные интервалы (Residual intervals). Рис. 3.8. Диаграмма разностей координат и высот одноименных точек в старой и новой системе. На диаграмме видно, что значения разностей координат и высот малы и не превышают 2,5 см. В программе Leica Geo Office, используя данные, представленные на рисунке 3.7, построим вектора смещений пунктов в плане и прямоугольники смещений высот пунктов (рис. 3.9). Рис. 3.9. Схема смещений пунктов в местной локальной системе координат На рисунке 3.9 видно, что вектора направлены в разные стороны. Это может быть связано с ошибками измерений. Наиболее существенные смещения в плане (2,1 см) имеют пункты 102 и 137, а по высоте (1,9 см) – пункт с идентификатором 141. Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод, что на территории аэродрома Шереметьево, для выполнения комплекса геодезических работ по созданию высокоточной основы можно применять спутниковые методы и использовать полученные параметры трансформации для перехода из WGS-84 в местную локальную систему координат. 4. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ 4.1. Организация работ по теме дипломного проекта Дипломная работа «Использование спутниковых методов создания высокоточной геодезической основы на аэродромах при реконструкции визуальных аэронавигационных средств» выполнена в НИЦ «Геодинамика» под руководством Лобазова В. Я. Целью данной работы является разработка комплексной методики создания высокоточной локальной геодезической сети на аэродроме Шереметьево. Исходными данными для работы послужили материалы GPS-измерений на геодезических пунктах, которые были созданы в рамках выполнения комплекса инженерно-геодезических работ по реконструкции визуальных аэронавигационных средств на ВПП-2, РД и МРД-2 международного аэропорта Шереметьево в июне - августе 2006 года. Измерения были выполнены двухчастотными приемниками GX1220 GPS SYSTEM 1200 (Leica, Швейцария). Пункты располагались на пескоцементном покрытии (тощем бетоне) и были совмещены как с определяемыми пунктами, так и с пунктами ФГУП ГПИиНИИ ГА «Аэропроект», равномерно покрывающими всю территорию. Также была создана сеть опорных пунктов на основном бетоне. Полученные полевые данные были обработаны с помощью программного пакета Leica Geo Office версии 3.0 («Leica», Швейцария). При этом обработка производилась в два этапа. На первом этапе выполнялось уравнивание спутниковых измерений в системе координат WGS-84 и оценка точности, затем полученные координаты преобразовывались в местную локальную систему координат (МСК). 4.2. Обоснование косвенной экономической эффективности Рассчитать прямой экономический эффект не представляется возможным, поскольку отсутствуют стоимостные данные по отдельным видам работ. Однако сама работа не носит исключительно теоретический характер, она имеет и важное прикладное значение. Необходимо отметить, что сопровождение реконструкции визуальных аэронавигационных средств на аэродромах является достаточно новым видом геодезических работ. В России такими работами занимаются всего несколько лет и считанное количество специалистов, а, следовательно, на данный момент не существует четкой устоявшейся методики их выполнения. В дипломной работе была разработана методика использования спутниковых технологий для создания высокоточной геодезической основы на аэродроме. Аэродром является специфическим протяженным объектом. При разработке программы создания геодезической сети вдоль такого объекта особого внимания заслуживает принцип ее построения. Очевидно, что по сравнению со всеми известными методами, преимуществом в данном случае обладает спутниковый метод создания сети по лучевой схеме с использованием одной референцной (опорной) станции, позволяющий осуществить непосредственную передачу координат от исходного пункта на определяемые. Учитывая, что протяженность объекта незначительна (не более 4 км от базовой точки), полевые работы могут быть выполнены двумя инженерами-геодезистами с использованием двух-трех GPS-приемников. Следовательно при использовании такой методики затраты по времени и финансам будут минимальными. В связи с необходимостью получения определяемых координат пунктов сети не только в системе WGS-84, а и в принятой для данного региона системе координат и высот (МСК), обязательным условием является привязка к пунктам плановой и высотной основы, которые характеризуются наиболее высокими точностными показателями. При камеральной обработке измерений были получены необходимые параметры перехода из системы координат WGS-84 в систему МСК. Обобщив вышесказанное, следует выделить, что в дипломной работе разработана и с успехом применена эффективная с экономической и геодезической точек зрения методика проведения работ. В будущем она может быть усовершенствована с внедрением прогрессивных технологий. А полученные параметры перехода из системы координат WGS-84 в систему МСК могут быть использованы при других видах геодезических работ на аэродроме Шереметьево. Все эти положения, несомненно, определяют косвенную экономическую эффективность дипломной работы. |
Похожие:
 |
Де карвальо антонио алвеш разработка методики модернизации плановой... Охватывает комплекс вопросов, относящихся к разработке методики модернизации плановой геодезической сети г. Луанда. В основу разработанной... |
|
Требования Полевым работам по обследованию пунктов государственной геодезической сети предшествует сбор и изучение материалов геодезической... |
|
И нструкция по настройке Локальной Сети и Интернета Подключите провод Локальной Сети в разъём на Сетевой Карте, загориться светодиод |
|
Инструкция по организации движения спецтранспорта, и средств механизации... А аэродроме Шереметьево (далее – Инструкция) определяет порядок организации движения спецтранспорта и средств механизации на закрытой... |
 |
09086865-0171300002517000002-0260482-01-игди-т Создание планово-высотной съемочной геодезической сети без закладки центров и реперов с использованием спутниковых геодезических... |
|
Инструкция по оформлению вкр и проверке на объем заимствования Система доступна только из локальной сети Университета, при этом место хранения работ закрыто от общего доступа, а результаты проверки... |
|
Техническое задание на проведение проектных и монтажных работ по... Требования к соответствию проектируемой системы нормативно-технической документации |
|
Рабочая программа учебной дисциплины Методы построения опорной геодезической... «Землеустройство и кадастры», в соответствии с учебным планом, утвержденным ученым советом университета в 2016 году для очной формы... |
|
Мбоу «Погореловская средняя общеобразовательная школа Корочанского района Белгородской области» Наличие локальной сети в школе, в кабинете информатики (указать кол-во пк в сети)- 21 |
|
Инструкция по настройке подключения к Домашней сети ОАО «Псковская гтс» Правой клавишей мыши нажмите на иконку «Подключение по локальной сети» и выберите пункт «свойства» |
|
Охрана пунктов государственной геодезической сети Уполномоченным органом государственной власти на территории Омской области является Управление Федеральной службы государственной... |
|
Инструкция по настройке подключения к sftp серверу. Для обеспечения... Интернет в Банке устанавливается «фпсу-ip» – программно-аппаратный комплекс, предназначенный для организации доступа Клиента к защищенной... |
|
Методические указания для выполнения полевых работ на учебной геодезической... Методические указания для выполнения полевых работ на учебной геодезической практике для студентов 1 курса, обучающихся по направлению... |
|
Рабочая программа дисциплины (модуля) в. Од. 5 «геоинформационные... В. од. 5 «геоинформационные технологии сбора картографо-геодезической информации» |
|
Инструкция по топографической съемке в масштабах 1: 5000, 1: 2000,... Методические указания и задания для контрольных работ по курсу “Геодезия” предназначены для студентов 2-ых курсов очных факультетов... |
|
Инструкция по составлению и изданию каталогов геодезических пунктов гкинп(гнта)-01-014-02 Инструкция предназначена для всех учреждений министерств и ведомств, выполняющих составление и издание каталогов координат геодезических... |