Cтатьи и комментарии

Геопрофи, № 1 2007

Поиск пунктов ГГС с помощью навигационного приемника GPS и ГИС «Карта 2005»

С.В. Парахин («Снарк», Воронеж)
В 2004 г. окончил землеустроительный факультет Воронежского государственного аграрного университета по специальности «землеустройство». С 2002 г. работал в ЦЧФ ФГУП «Госземкадастрсъемка»–ВИСХАГИ. С 2005 г. по настоящее время — главный инженер ООО «Снарк».
О.Н. Бейчук («Снарк», Воронеж)
В 1986 г. окончила землеустроительный факультет Московского института инженеров землеустройства (в настоящее время — ГУЗ) по специальности «землеустройство». После окончания института работала преподавателем кафедры «Кадастр и мониторинг земель» в Новочеркасской государственной мелиоративной академии, с 2002 г. — в ЦЧФ ФГУП «Госземкадастрсъемка»–ВИСХАГИ. С 2006 г. по настоящее время — начальник отдела оценки, инвентаризации и мониторинга земель ООО «Снарк».
Л.С. Терентьева («Снарк», Воронеж)
В 2004 г. окончила географический факультет Воронежского государственного университета по специальности «геоэкология». С 2002 г. работала инженером - экологом в Воронежском филиале ОАО «ГИПРОДОРНИИ», с 2005 г. — в ЦЧФ ФГУП «Госземкадастрсъемка»–ВИСХАГИ. В настоящее время — инженер - картограф ООО «Снарк».

http://www.geoprofi.ru/technology/Article_2732_10.htm

Специалистам ООО «Снарк» при выполнении заказов по геодезии, картографии и землеустройству на территории практически всех областей Центрально - Черноземного региона РФ приходилось использовать данные Государственной геодезической сети (ГГС) 1–4 классов. Наиболее интенсивно работы велись в Липецкой и Белгородской областях и состояли, прежде всего, в создании и сгущении опорно - межевых сетей, геодезической привязке материалов аэрофото - и космической съемок, межевании земель. В процессе выполнения проектов было выявлено следующее:

Рис. 1 На пункте ГГС пирамида отсутствует, но центр сохранен
  • до 50% пунктов ГГС уничтожены;
  • около 40% из сохранившихся не имеют металлической пирамиды, что значительно затрудняет их поиск;
  • лишь 30% сохранились полностью и могут быть эффективно использованы в работе.

Более того, в ряде районов ГГС практически полностью отсутствует. Например, при работе в западной части Грязинского района Липецкой области из 13 пунктов сохранились и были использованы лишь 2, а в Старооскольском районе Белгородской области из 18 только 4; при этом все они не имели металлической пирамиды.

Обследование состояния 32 пунктов ГГС в Лебедянском районе Липецкой области, проведенное силами специалистов предприятия, показало, что:

  • 21 пункт не имеет металлической пирамиды и центра;
  • 6 пунктов не имеют пирамиды, но центр сохранен (рис. 1);
  • 5 пунктов находятся в хорошем состоянии (рис. 2 и 3).

Рис. 2 Пункт ГГС с металлической пирамидой и центром Рис. 3 Пункт ГГС с металлической пирамидой и центром

Столь удручающее положение неизбежно влечет за собой значительное увеличение затрат времени на поиск геодезических пунктов. В настоящее время при проведении работ по привязке космических и аэрофотоснимков до 50% времени затрачивается на обнаружение пунктов ГГС. Вследствие чего возникает необходимость разработки эффективной и недорогой системы поиска.

Существует два типа систем, каждая из которых в той или иной мере подходит для решения задач поиска: системы автомобильной спутниковой навигации и геодезические спутниковые системы. При этом и те, и другие имеют ряд существенных недостатков. Автомобильные навигационные системы в большинстве случаев работают только с заложенными в них упрощенными картами, которые не содержат информации о пунктах ГГС, а также не позволяют пользователю самостоятельно дополнять и обновлять их содержание. Спутниковые геодезические системы характеризуются довольно высокой стоимостью.

В качестве решения специалистами производственного отдела ООО «Снарк» был предложен следующий вариант системы поиска.

В качестве системы навигации используется спутниковый навигационный приемник GPS, который подсоединяется к ноутбуку через COM_порт. В целях непрерывной работы ноутбук подключается к «прикуривателю» автомобиля. В ноутбук устанавливается ГИС «Карта 2005» (КБ «Панорама») и загружается электронная карта с пунктами ГГС, при этом данные о местоположении машины считываются с приемника и отображаются на карте в режиме реального времени. Остановимся более подробно на критериях выбора каждого компонента системы.

Спутниковый навигационный приемник GPS. В настоящее время предлагается широкий выбор спутниковых навигационных приемников. В описываемой системе поиска использовался 12 - ти канальный спутниковый навигационный приемник GPS eTrex фирмы Garmin. Прибор способен принимать дифференциальные поправки, непрерывно отслеживать и использовать до 12 спутников для расчета и обновления собственного местоположения. Ведется автоматическая запись текущей траектории, а также сохраняются 10 последних траекторий, что позволяет с легкостью повторить путь в любом из направлений. Каждый двухсторонний маршрут может включать до 50 точек. Данные, получаемые со спутников, один раз в секунду непрерывно обновляются. Среднеквадратическая ошибка определения местоположения прибора составляет около 15 м. Среднеквадратическая ошибка расчета скорости в устойчивом состоянии — не более 0,05 м/с. Хранение данных не ограничено во времени и для памяти не требуется использовать специальные батареи. Малые размеры (1,2х5,1х3 см) и вес (150 г), водонепроницаемость корпуса, широкий температурный диапазон делают прибор удобным при работе в полевых условиях.

Автомобильный адаптер. Для обеспечения бесперебойного питания ноутбука от бортовой сети автомобиля использовался специализированный автомобильный адаптер. В настоящее время существуют адаптеры для ноутбуков практически всех фирм - производителей, представленных на российском рынке. Также имеются универсальные модели автомобильных адаптеров, например, 70W SDR - 70W, 120W DC120 - 003, поставляющиеся в комплекте с несколькими коннекторами для совместимости с различными моделями ноутбуков. Использование адаптера позволяет стабилизировать напряжение в создающейся цепи. Так, чем более мощный адаптер применяется, тем более мощный электроприбор можно к нему подключить.

ГИС «Карта 2005» была принята в качестве системы обработки данных. Ее выбор обуславливается, прежде всего, широкими возможностями программного комплекса, среди которых высокая скорость обработки больших объемов данных, низкие аппаратные требования, возможность быстрого пересчета координат из любой системы координат в WGS–84, отображение собственного местоположения на фоне карты, низкая стоимостью по сравнению с подобными программными комплексами и др.

Полевой компьютер. При выборе устройства для обработки данных рассматривались ноутбук и КПК. Выбор ноутбука в качестве устройства обработки информации объясняется следующими факторами:

  • более высокая по сравнению с КПК производительность, особенно при обработке больших объемов информации;
  • возможность хранения больших объемов информации;
  • наличие ноутбука в большинстве землеустроительных организаций;
  • лучшее по сравнению с КПК качество отображения информации;
  • удобство работы.

Данная система поиска была протестирована специалистами ООО «Снарк» при выполнении работ по планово-высотной привязке материалов аэрофотосъемки для изготовления ортофотопланов масштаба 1:10 000 на межселенную территорию Измалковского района Липецкой области. С ее помощью за день были обнаружены 14 знаков Государственной геодезической сети (из них 2 сохранившихся), разбросанных на территории, площадью 400 км², что является показателем высокой эффективности предложенной системы. После этого она была введена в производственный процесс геодезических групп предприятия.

Преимуществами разработанной системы поиска пунктов ГГС являются:

  • возможность использования различных картографических материалов: фотопланов, космических снимков, топографических планов, электронных карт или совокупности этих данных;
  • оперативное определение по карте оптимальных объездных и подъездных путей, мостов, населенных пунктов;
  • возможность быстрого пересчета координат из любой системы в WGS–84;
  • достаточно высокая точность определения плановых координат точек местности (СКО ±15 м);
  • возможность внесения информации на месте, например, о состоянии пункта, времени и даты работы на нем;
  • возможность дополнительных расчетов непосредственно в поле, например, зон покрытия приемников GPS, расстояния между ними, времени стояния и т. д.;
  • возможность обработки большого количества данных, например, электронной карты района с растровой подложкой в виде ортофотоплана;
  • навигация и геодезические вычисления (например, увязка геодезических ходов) осуществляются в едином программном комплексе — ГИС «Карта 2005».