Практическая работа №1

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

Тема. Спутниковая аппаратура потребителей для выполнения топографо-геодезических работ и ее комплектность.

Цель. Изучить типы и потенциальные возможности спутниковой аппаратуры, освоить методику выбора спутниковой аппаратуры для выполнения конкретных топографо-геодезических работ и определения минимальной комплектности.

Содержание работы.

1.  Изучить типы и потенциальные возможности спутниковых приемников и антенн (кодовые, кодово-фазовые, фазовые: G, G+G, L1, L1+ L2).

2.  Выбрать тип и модель спутниковой аппаратуры для выполнения конкретных работ (согласно вариантов) и определить ее комплектность. Выбор спутниковой аппаратуры обосновать (там, где это необходимо, выполнить расчет точности и плотности геодезической основы).

3.  Показать на рисунке основные элементы выбранной спутниковой аппаратуры.

Бюджет времени: 3 часа аудиторных занятий и 3 часа самостоятельных занятий.

Требование к оформлению работы.

Работа должна быть оформлена на одной стороне не более 4 сшитых стандартных листов белой бумаги формата А4 размером 210х297 и содержать: титульный лист и текстовую часть. На титульном листе обязательно указывается наименование учебного заведения, института, специальность, номер практической работы и ее тема, номер варианта, фамилия студента и подгруппа, фамилия преподавателя. В текстовой части обязательно указывается цель и содержание работы, обоснование выбора типа и модели спутниковой аппаратуры, минимальная комплектность спутниковой аппаратуры для выполнения работ (согласно варианта).

Варианты:

1.  Определение на местности местоположения пунктов при выполнении Работ по обследованию и рекогносцировке.

2.  Определение координат пунктов в болотисто-таежной местности с погрешностью взаимного положения не более 1м в условиях разряженной геоосновы (базовые линии 100-150 км).

3.  Определение координат пунктов спутниковой геодезической сети с погрешностью взаимного положения не более 2 см (базовые линии не более 10 км).

4.  Выполнение работ по созданию съемочного обоснования на застроенной территории для крупномасштабной съемки 1:2000.

5.  Определение координат планово-высотных опознаков для съемки масштаба 1:5000.

6.  Выполнение постоянных спутниковых наблюдений на пунктах ФАГС.

7.  Определение координат пунктов спутниковой геодезической сети с погрешностью взаимного положения не более 1-2 см (базовые линии 20-30 км).

8.  Выполнение работ по созданию съемочного обоснования и крупномасштабной съемки 1:1000.

9.  Определение своего местоположения в процессе движения на автотранспорте.

10.  Определение координат межевых знаков относительно ближайших пунктов городской геодезической сети со средней квадратической погрешностью 5 см.

11.  Создание высокоточной геодезической сети (ВГС) со средней квадратической погрешностью взаимного положения пунктов 1-2 см.

12.  Создание спутниковой геодезической сети 1 класса (СГС-1) со средней квадратической погрешностью взаимного положения пунктов 1-2 см.

13.  Создание спутниковой городской геодезической сети 1 класса (СГГС-1) со средней квадратической погрешностью взаимного положения пунктов 1-2 см.

Литература.

1.  Антонович спутниковых радионавигационных систем в геодезии. В 2 т. Т.1. Монография / ; ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». - М.: », 2005. – 334 с.

2.  Навигационно-топографическая GPS-система PATHFINDER. Руководство пользователя.

3.  GPSМАР 76 навигационный прибор. Руководство пользователя.

4.  GARMIN 12 Руководство пользователя.

5.  Trimble 5700. Руководство пользователя.

6.  Trimble 4600. Руководство пользователя.

7.  TOPCON. Руководство пользователя.

8.  Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с ис­пользованием спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. ГКИНП (ОНТА) – . М., ЦНИИГАиК, 2003 г.

Преподаватель

Практическая работа №2

Определение координат начального пункта

спутниковой геодезической сети

Бюджет времени: 4 часа

Исходные данные:

- координаты пунктов IGS в СК ITRF**;

- файлы измерений на пунктах IGS;

- файл измерений на начальном пункте спутниковой геодезической сети;

- файл точных эфемерид на даты наблюдений.

- GPS-календарь с указанием номера GPS-недели и днем от начала года;

- руководство пользователя ПО TGO.

Работа выполняется в ПО Trimble Geomatic Office.

Содержание

1. Создание проекта, импортирование файлов в проект. В результате следует заполнить таблицу 1.

Таблица 1 – Файлы измерений спутниковой геодезической сети

№ пп	Иденти-фикатор пункта	Типы и номера приемников	Имя файла	Дата измерений	Сеанс измерений	Внесенные изменения при импортировании файла
начало	конец

2. Формирование геодезической сети для привязки начального пункта. Привести схему сети с указанием масштаба.

3. Выписать координаты начального пункта (X, Y,Z), (B, L,H) спутниковой геодезической сети из навигационного решения.

4. Обработка базовых линий и контроль.

4.1 Стандартная обработка с бортовыми эфемеридами.

4.2 Импорт точных эфемерид. Обработка с точными эфемеридами. Начальные положения векторов базовых линий – из навигационного решения. Несколько вариантов – с изменением маски по высоте. Выбор наилучшего варианта решения базовой линии.

4.3 Контроль решения базовых линий.

·  вычисление невязок в замкнутой фигуре (указать длину полигона, привести значения невязок в плане и по высоте, относительную погрешность)

·  сравнение измеренных длин линий между пунктами IGS с вычисленными по точным координатам, данным в каталоге. Заполнить таблицу

№ пп	Начало и конец вектора базовой линии	Длина базовой линии	Разность Выч.-изм.	СКО единичного измерения (RMS)
Вычисленная	Измеренная

4.4 Задание начальных положений пунктов IGS. Обработка с точными эфемеридами, с начальными позициями, с наиболее подходящей маской по высоте.

По всем пунктам обработки базовой линии заполнить таблицу 2.

Таблица 2 – Характеристики базовых линий

№ пп	Начало и конец вектора базовой линии	Длина базовой линии	Тип решения	Отношение дисперсий (Ratio)	Относительная дисперсия (Reference Variance)	СКО единичного измерения (RMS)

5. Уравнивание спутниковой геодезической сети.

Фиксирование пунктов сети IGS, уравнивание, получение координат начального пункта. Анализ критериев качества уравнивания.

Привести отчет по уравниванию, заполнить таблицу 3.

В таблице привести результаты, полученные другими бригадами.

Таблица 3 – Результаты получения геоцентрических координат начального пункта спутниковой геодезической сети

·  Пункт	·  X, м ·  Y, м ·  Z, м	·  mX, м ·  mY, м ·  mZ, м	·  B, 0 ' ″ ·  L, 0 ' ″ ·  Н, м	·  mB, 0 ' ″ ·  mL, 0 ' ″ ·  mН, м
·	·	·	·	·

Привести координаты пункта, полученные из навигационного решения.

6. Составление пояснительной записки. Привести следующую информацию для своего варианта:

§  цель работы;

§  исходные данные (какие пункты, наблюдения, эфемериды, даты, продолжительность сеансов и т. д.);

§  решенные задачи (что было сделано);

§  контроли решения;

§  итог и выводы.

Преподаватель

Практическая работа №3

Уравнивание локальных спутниковых геодезических сетей,

построенных относительным геометрическим методом

Бюджет времени: 6 часов

Исходные данные:

- координаты начального пункта спутниковой геодезической сети в СК ITRF**;

- файлы измерений на пунктах локальной спутниковой геодезической сети;

- схема локальной спутниковой геодезической сети;

- таблица идентификаторов пунктов;

- файлы точных эфемерид на даты наблюдений.

Содержание

1.  Обработка базовых линий

1.1 Получение файлов измерений. Создание проекта, импортирование файлов в проект. Внесение необходимых исправлений (названия точек, методов измерения высоты антенны и пр.). В результате следует заполнить таблицу 1.!!!Обратить внимание на идентификаторы пунктов!!!

Таблица 1 – Файлы измерений спутниковой геодезической сети

№ пп	Иденти-фикатор пункта	Типы и номера приемников	Имя файла	Дата измерений	Сеанс измерений	Внесенные изменения при импортировании файла
начало	конец

1.2  Формирование спутниковой геодезической сети. В отчете привести схему сети с указанием масштаба.

1.3  Обработка базовых линий, анализ критериев качества решения. Привести отчет по обработке базовых линий. Заполнить таблицу 2.

Таблица 2 – Характеристики базовых линий

№ пп	Начало и конец вектора базовой линии	Длина базовой линии	Тип решения	Отношение дисперсий (Ratio)	Относительная дисперсия (Reference Variance)	СКО единичного измерения (RMS)

2.  Свободное и минимально ограниченное уравнивание локальной спутниковой геодезической сети.

2.1 Свободное уравнивание без фиксации какого-либо пункта.

2.2 Минимально ограниченное уравнивание с фиксацией 3х координат начального пункта.

Для пп. 2.1 и 2.2 привести отчеты по уравниванию.

2.3 Вычисление длин базовых линий и углов после минимально ограниченного уравнивания. Заполнение таблиц 3,4.

Для исследования угловых деформаций сети вычисляются 2 угла между направлениями самых длинных базовых линий..

Таблица 3 – Длины линий

№ пп	Начало и конец вектора базовой линии	Длина линии
Из обработки БЛ	Свободное уравнивание без фиксации какого-либо пункта	Мин. огр. ур-е в WGS-84 с фиксацией 3-х координат нач. пункта в СК ITRF	Ограниченное ур-е в СК-42

Таблица 4 – Углы

№ пп	Направление Начальное- Конечное	Углы
Из обработки БЛ	Мин. огр. ур-е в WGS-84 с фиксацией 3-х координат нач. пункта в СК ITRF	Ограниченное ур-е в СК-42

3.  Окончательный итог – получение массива уравненных координат спутниковой геодезической сети в СК WGS-84. Заполнение таблицы 4.

Таблица 4 – каталог уравненных координат в СК WGS-84

Идентифи- катор	B 0 ' ″	mB, м	L 0 ' ″	mL, м	H, м	mH, м	X, м	Y, м	Z, м

Преподаватель

Практическая работа №4

Исследование точностных характеристик современных глобальных моделей геоида и получение уклонений отвесной линии

Бюджет времени: 4 часа

Исходные данные:

·  результаты геометрического нивелирования, астрономических и гравиметрических определений в нескольких пунктах геодезической сети (нормальные высоты, астрономические широта, долгота и азимут, аномалии силы тяжести);

·  результаты минимально ограниченного уравнивания спутниковой геодезической сети (геодезические координаты и высоты в системе ITRF*)

·  глобальные модели геоида EGM-96, EGM-2008

ВНИМАНИЕ: все исследования выполняются в КОПИИ ПРОЕКТА!!!

Перед началом работы скопировать проект.

Изменить систему координат в копии проекта: проекты/свойства/система координат/изменить: - выбрать координатную систему и зону (CS-42, 14 зона), подключить модель геоида.

Содержание

1 Сравнение глобальных моделей геоида EGM-96 и EGM-08

Подключить модель геоида, выписать нормальные (ортометрические) высоты тех пунктов спутниковой геодезической сети, для которых известны исходные нормальные высоты из геометрического нивелирования. Заполнить таблицу 1.

Таблица 1 – Использование глобальных моделей геоида для вычисления нормальных высот пунктов.

Идентифи- Катор	Нg, м исходн.	Нg, м EGM-96	Нg, м EGM-08	Разности, м
1	2	3	(2-1)	(3-1)	(3-2)

Определить постоянный систематический сдвиг по высоте dh для обеих моделей:

dh = арифм. среднее из разностей

Заполнить таблицу 2.

Таблица 2 – Использование глобальных моделей геоида для вычисления нормальных высот пунктов. Снятие постоянного сдвига по высоте dh.

Идентифи- катор	Нg, м исходн.	Нg-dh, м EGM-96	Нg-dh, м EGM-08	Разности, м
1	2	3	(2-1)	(3-1)

2 Вычисление астрономических координат (f, l) и азимутов a* направлений с использованием глобальной модели геоида.

f = B + x, l = L + h/cos B, a* = a + (l-L)sinB – (hcos a – xsin a )ctg z,

где B, L, a – геодезические координаты и азимут направления, полученные из уравнивания спутниковой сети;

x, h - уклонения отвесной линии в плоскости меридиана и первого вертикала, вычисляемые по глобальной модели геоида.

Заполнить таблицу 3.

Таблица 3 – Результаты вычисления астрономических координат и азимутов с использованием глобальной модели геоида

Идентифи- катор	f l исходн.	f l вычисл.	разности	a* исходн. На пункт	a* вычисл. На пункт	разности

Преподаватель: