Государственные геодезические сети на основе спутниковых технологий

ФАГС является высшим звеном координатного обеспечения. ФАГС реализует общеземную гео­центрическую систему координат ПЗ-90 при решении задач координатно-временного обеспечения территории страны.

ФАГС представляет собой систему равномерно распределенных по террито­рии страны пунктов, удаленных друг от друга на 800 — 1000 км. Число таких пунк­тов составит 50 — 70, из которых 10— 15 пунктов будут постоянно действующими, а остальные переопределяться группами через определенные промежутки време­ни в зависимости от динамической активности региона.

Пространственное положение пунктов ФАГС определяется в общеземной системе координат с максимально возможной точностью, которая может быть обеспечена использованием всего комплекса существующих методов космиче­ских измерений (радиоинтерферометрических, лазерных и др.). При этом сред­ние квадратические погрешности взаимного положения пунктов не должны пре­вышать 2 см в плане и 3 см по высоте [4].

ВГС представляет собой од­нородное по точности пространственное геодезическое построение, состоящее из системы пунктов, расположенных на расстоянии 150 — 300 км друг от друга. Ос­новными функциями ВГС являются распространение на всю территорию страны общеземной геоцентрической системы координат, обеспечение ее связи с референцной системой геодезических координат СК-95, объединение плановой и вы­сотной геодезических основ.

Положение пунктов ВГС определяется относительными методами космичес­кой геодезии со средними квадратическими погрешностями не более 10— 18 мм в плане и 15 — 25 мм по высоте.

СГС-I состоит из системы лег­ко доступных пунктов, удаленных друг от друга на 25 — 35 км; в экономически раз­витых районах плотность пунктов может быть повышена. Такая плотность пунк­тов сети должна обеспечивать оптимальные условия для использования методов спутниковой системы позиционирования.

Положение пунктов СГС-I определяется относительными методами косми­ческой геодезии со средними квадратическими погрешностями не более 10 —12 мм в плане и 15—18 мм по высоте; в динамически активных районах точность определения координат пунктов должна быть повышена до 5 — 6 мм в плане и 10 — 12 мм по высоте.

Указанные выше классы сетей строго связаны между собой: ФАГС является основой для развития ВГС, а ВГС — для СГС-I. При построении ФАГС, ВГС и СГС- I предусматривается привязка к высшему классу спутниковой сети пунктов суще­ствующей государственной геодезической сети, т. е. последняя станет играть роль сети сгущении.

Следует отметить, что при очевидных преимуществах спутниковые методы определения координат имеют и ряд недостатков. Поэтому их применение не всегда позволяет обеспечить оптимальное решение геодезических задач. Следова­тельно, наряду со спутниковыми методами необходимо использовать и традици­онные технологии геодезических работ.

Свои доводы, по проблеме наилучшего использования геодезического обеспечения в условиях перехода на спутниковые методы координатных определений, высказали О.В. Евстафьев и С.А. Ванин в статье о правовой легитимности опорных станций ГНСС и региональных спутниковых СТП на территории РФ, они также предложили некоторые методы улучшения Федеральных спутниковых сети и ГГС:

«Необходимо разделять задачи общегосударственные и региональные, внутриведомственные и частные. К общегосударственным геодезическим задачам относится, в том числе, поддержание единой сети ГГС и сетей сгущения, упорядочивания систем координат, при ведении хозяйственной деятельности федеральными, региональными, муниципальными образованиями, ведомствами, организациями различных форм собственности, а также в целях науки, международного сотрудничества и обороны страны.

Государственная геодезическая сеть (ГГС) должна развиваться, в первую очередь, в районах, где ведется активная хозяйственная деятельность, а не по принципу равномерного покрытия всей территории страны, за исключением пунктов ФАГС.

Пункты ФАГС необходимо в обязательном порядке оснащать оборудованием для приема сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Данное оборудование должно работать постоянно, максимально используя потенциал спутниковых навигационных систем для закрепления (реализации) и поддержания государственной геоцентрической системы координат (ГГСК) РФ.

В свою очередь, ГЛОНАСС нуждается в мониторинге и поддержке и это может решаться, в том числе, с помощью постоянно действующей спутниковой аппаратуры на пунктах ФАГС.

Пункты ВГС, СГС-1 и сетей сгущения могут быть оснащены постоянно действующей спутниковой аппаратурой ГНСС для ведения периодического контроля взаимного положения данных пунктов и положения относительно пунктов ФАГС, а также для обеспечения применения спутниковых методов при развитии постоянно действующих спутниковых опорных станций и сетей различного назначения. В идеале хотелось бы иметь на территории России современную и периодически актуализируемую сеть пунктов, аналогичную международной сети ITRF. Плотность пунктов сети ГГС с установленной постоянно действующей спутниковой аппаратурой должна обеспечивать привязку отдельных опорных спутниковых станций по соответствующим методикам.

Таким образом, если говорить о развитии «федеральной спутниковой дифференциальной сети», создаваемой федеральными органами исполнительной власти, то это необходимо прямо связывать с развитием ГГС» [12].

Данная система геодезического обеспечения сравнительно молода, и доказывает это статья А.П. Герасимов, написанная в 2010, в которой автор приходит к выводу о том, что необходимо выполнить по совершенствованию государственной геодезической сети и внедрению государственной системы координат СК–95:

«1. Завершить полевые работы и предварительные вычисления в высокоточной геодезической сети.

2. Разработать методики уравнивания ВГС в системе СК–95.

3. Выполнить уравнивание ВГС в системе СК–95.

4. Разработать методики и программы создания карты (модели) высот квазигеоида в системе СК–95 на территорию России с использованием результатов работ по построению ВГС и гравиметрических данных.

5. Создать карты (модели) высот квазигеоида на территорию Российской Федерации.

6. Разработать проект «Инструкции по построению спутниковых геодезических сетей 1 класса (СГС-1)».

7. Разработать полевую методику определения эксцентриситета фазовых центров антенн спутниковых приемников при построении СГС-1.

8. Разработать методику определения и учета элементов центрировки при построении СГС-1.

9. Разработать методики уравнивания спутниковых геодезических сетей 1 класса.

10. Разработать методики создания региональных карт (моделей) высот квазигеоида в системе СК–95 по материалам развития региональных и городских СГС-1, позволяющих определять нормальные высоты спутниковыми методами с точностью, близкой к точности технического нивелирования…» [13].

Делая вывод, можно сказать, что в настоящее время большое распространение получили спутниковые методы определения координат. Для построения государственных сетей используют спутниковые методы измерений. С этой целью принята концепция построения трех уровней государственной геодезической спутниковой сети. Это концепция предусматривает построение: ФАГС, ВГС, СГС-1.

ФАГС реализуется в виде системы закреплённых на всей территории России 50…70 пунктов со средними расстояниями между ними 700…800 км. Часть этих пунктов(10…15) должна стать постоянно действующими. На основе ФАГС строятся ВГС.