Прикладная геодезия. азы космических измерений

«Космос на страже геодезических изысканий» — примерно так можно начать рассказ про GPS-измерения. На самом деле это действительно удивительно: глобальная позиционирующая система, разработанная и претворенная в жизнь Соединенными Штатами Америки, на сегодняшний день доступна для «гражданских».

Навигатор или аппарат с соответствующим преемником в руках – и вот вы уже подключились к спутниковой системе навигации, позволяющей узнать точное местоположение в совершенно любой точке Земли (кроме приполярных местностей).

И это просто поражает воображение: где-то там двигаются в космическом пространстве искусственные спутники Земли, а мы здесь выполняем стандартные процедуры по GPS-измерениям, и это уже стало частью нашей повседневной жизни, еще одним методом измерения координат.

Прикладная геодезия. Азы космических измерений

Базис для понимания

После запуска искусственных спутников планеты в космос люди начали наблюдать за ними и узнали, что, оказывается, положение этого объекта в пространстве абсолютно в любую секунду можно узнать с высокой точностью.

Ученые, осознав этот факт, «перевернули» его в обратную сторону и двинулись в сторону использования спутников для определения местоположения и точного пространственного расположения объектов на планете Земля.

Причем тут геодезические измерения? При том, что, чтобы определить координаты некой неизвестной точки, нужно еще две другие точки с известными нам координатами. При этом важно, чтобы они не двигались и были, что называется, жестко закреплены на определенной местности.

Что же делать, если они расположены очень и очень далеко от непосредственного места проведения съемки? Раньше приходилось создавать теодолитные хода длительностью не в один километр.

На помощь пришли наши искусственные «друзья» из космоса. Несмотря на то, что они постоянно движутся в космическом пространстве, они могут выступить этими самыми жесткими точками – потому что их координаты, как мы выяснили выше, всегда известны с очень высокой точностью. Именно в отношении них и будет измерено расположение на земле.

Использование GPS при съемке местности

Стоит оговориться, что наряду с GPS при осуществлении геодезических работ спутниковым методом также используется российское детище ГЛОНАСС и NAVSTAR GPS (более поздняя разработка американцев, как бы дополняющая изначальную – обычно речь идет именно о нем, когда произносят заветные буквы «Джи-Пи-Эс»). Возможно, в будущем к ним присоединится также европейский Galileo.

Разработки ведутся и в других странах. Уже опробованы или пока находятся в незапущенном состоянии:

  1. IRNSS из Индии,
  2. Бэйдоу из Китая,
  3. QZSS из Японии.

Вообще спутниковые методы измерения появились сравнительно недавно, но прочно вошли в жизнь и заняли лидирующие позиции. Они любимы специалистами за счет большого количества значимых преимуществ:

  • Во-первых, они гарантируют довольно высокую скорость производства работ в сравнении с остальными методами. В некоторых случаях это действительно важный пункт.
  • Во-вторых, GPS-измерения можно назвать мобильными, и это их значимая отличительная особенность.
  • В-третьих, спутниковые методы даруют специалистам уникальную возможность проводить работы вне прямой видимости между различными приемниками.
  • В-четвертых, они же позволяют использовать приемники на довольно приличном расстоянии (вплоть до тридцати километров между ними).

Прикладная геодезия. Азы космических измерений

Современные технологии позволяют подразделить такой тип измерений еще на два подтипа – статический и кинематический.

Статический метод

Первый обладает наибольшей точностью. Зато к этому добавляется значительный минус – временные затраты. Дело в том, что минимальное время на одном пункте – полчаса. Максимальный отрезок времени может составлять несколько часов – это зависит, в конечном итоге, от существующих внешних условий и, конечно, требуемой точности измерений.

Наиболее часто так делают, когда надо создать целую геодезическую сеть какого-то класса, например:

  1. Государственную,
  2. Городскую,
  3. Областную,
  4. Опорную и так далее.

Исходя из названия понятно, что приемники находятся в статике, то есть стоят неподвижно. Размещаются они как на точках с уже заранее известными координатами, так и непосредственно на определяемых точках.

Прикладная геодезия. Азы космических измерений

Кинематический метод

Второй подход обладает чуть меньшей точностью измерений, зато он отлично подходит для осуществления топографической съемки. Скорость здесь – не в пример статическому. Один определяемый пункт требует в среднем около шестидесяти секунд.

В данном случае один GPS-приемник устанавливается на точку с уже известными координатами и считается базовым. Второй GPS-приемник также называется ровер. Он будет двигаться от одной точки к другой.

Наиболее продвинутые специалисты пользуются модемами – либо радиомодемом, либо GPS. Это позволяет проводить кинематику в режиме реального времени. Модем должен быть установлен не только на базу, но и на ровер.

Конечно, такое оборудование стоит денег, но зато данный режим помогает получать координаты и приращения координат прямо в секунду замера. Точность от этого не страдает, а только увеличивается.

Приемник будет находиться в одной точке буквально пару секунду.

Называется этот способ RTK и иногда его даже выделяют в отдельную категорию – в противоположность тем способам, где происходит постобработка данных.

Виды деятельности при GPS-измерении в геодезии

Компания ССГ входит в список самых востребованных компаний в данной области по Санкт-Петербургу и всей Ленинградской области.

Применение высокотехнологичных навигационных приборов, следование последнему слову техники, безупречная четкость при выполнении задач, высокий профессионализм сотрудников и помощь в сопутствующих процессах сделали нам славу одной из самых успешных профильных компаний региона.

С помощью GPS можно провести различные измерения, выполнить огромную массу работ:

  • Создать опорную или съемочную геодезическую сеть.
  • Провести деформационный мониторинг строений.
  • Осуществить топосъемку в требуемом масштабе (от 1 к 500 до 1 к 10.000).
  • Выполнить задачи по прикладной геодезии во время строительных работ.
  • Сформировать наземное обеспечение во время аэрофотосъемки.
  • Поспособствовать проведению воздушного лазерного сканирования.

Спутниковый метод также используется при осуществлении монтажа, наладки и полноценного последующего технического сопровождения действующих GPS-станций.

Деятельность проводится в несколько этапов:

  1. Согласование времени и места проведения изысканий.
  2. Полевые работы, специалисты измеряют точки на местности.
  3. Перенос полученной информации с приемника на компьютер.
  4. Обработка посредством специального ПО.
  5. Формирование отчета, карты, плана (того, что требовалось заказчику).
  6. Сдача заказа.

При заказе подобных услуг, безусловно, стоит обращаться только в компанию с богатым опытом, наработанным за годы успешной деятельности. Это серьезная практика, требующая специфических навыков, знаний и умений в области инженерных изысканий и различных геодезических работ.

Прикладная геодезия. Азы космических измерений

Разберемся с GNSS

Для большинства Global Navigation Satellites System либо одно и то же с Global Positioning System, либо принципиально разные вещи. На самом деле, и тот, и тот взгляд не совсем верный. Космические замеры, вероятно, можно назвать очень обширной сферой, применяемой не только в области картографии, проведения строительных работ и собственно навигации, но и, как минимум, для:

  • Мониторинга транспортных средств;
  • Обеспечения мобильной связи;
  • Выполнения спасательных работ;
  • Слежения за движением тектонических плит.

Делать все это помогает глобальная спутниковая навигационная система. Каждая технологически развитая страна старается изобрести свою ГНСС. Помните, мы говорили выше: ГЛОНАСС из России, Галилео из Европы и так далее.

Global Positioning System – это американская разработка, поэтому она как бы является частностью для GNSS как таковой. Общее для всех этих систем – взаимодействие пользователя, наземного устройства и космического объекта.

А вот устройства GNSS задействованы на более локальном, бытовом уровне. Определение точного расстояния между антенной приемника до спутника (как мы помним, его положение нам известно точно в любую секунду, для упрощения исследований оно занесено в специальный альманах) посредством несложных геодезических построений используется для вычисления положения некоего объекта в пространстве.

Описание выглядит простым. На самом деле все это действо основано на скорости движения радиоволн и передачи сигнала точнейшего времени (вплоть до миллисекунд). Сигнал в обязательном порядке синхронизируется с атомными часами в навигационном устройстве в руках инженера. Поэтому вы не сможете, условно говоря, со смартфоном, подключенным к GPS, выполнять геодезические работы.

Какие факторы могут повлиять на точность?

Погрешность составляет примерно три метра. На увеличение погрешности могут повлиять вспышки на Солнце, возмущения в ионосфере Земли, шумы приемников, внешние помехи от иных приборов и устройств, огрехи в работе спутниковых часов. Это факторы, на которые человек повлиять не в силах. Однако есть то, что зависит от него:

  1. Качество модуля в используемом приборе/устройстве.
  2. Положение специалиста в пространстве.
  3. Драйвер операционной системы устройства.

Хорошо, что была разработана и внедрена специальная система дифференциальной коррекции, которая на данный момент включает в себя огромное количество станций, центров и сотрудников. Результатом их стараний становится снижение погрешности вплоть до десяти сантиметров.

Прикладная геодезия. Азы космических измерений

Click to rate this post!

Космическая геодезия (функции, ???? методы и задачи) – Геодезия

Определение 1

Космическая геодезия является наукой, которая изучает применение итогов мониторингов искусственных, а также естественных спутников Земли для разрешения научных и технических задач геодезической науки.

Мониторинг производится как с поверхности Земли, так и собственно на спутниках. Космическая геодезия нашла большое применение с того времени, как был запущен первый искусственного спутника нашей планеты.

Космическую геодезию принято считать новой отраслью геодезии, формирование которой началось с того момента времени, как был запущен первый искусственного спутника нашей планеты.

Для правильного установления формы и размеров Земли ещё в XVIII веке применяли Луну, расположенную на значительном расстоянии от Земли, соответственно, правильность определения фигуры нашей планеты являлась очень невысокой.

В последующем учёные создали некоторое количество методик астрономического мониторинга для задач геодезии:

  • Использование затмений Солнца.
  • Укрытие космических тел Луною.
  • Производство фотографий естественного спутника Земли на фоне звёздного неба путём использования специализированных фотографических устройств, которые были разработаны российским и советским астрономом, член-корреспондентом и академиком Академии Наук Советского Союза, профессором Московского Государственного Университета Михайловым Александром Александровичем.
Читайте также:  Умная сантехника: унитазы — инновационные модели

Несмотря на то, что методики мониторинга Луны являлись в результате сведенными до безупречности, однако отклонения существовали больше трёхсот метров.

Методики космической геодезии

Замечание 1

Ключевой методикой космической геодезии считается синхронный мониторинг спутника с главных наблюдательных пунктов Земли.

В данной методике производится определение разнообразных параметров и свойств в соответствии с расположением координат и спутников.

Данными показателями являются скорость и расстояние изменения объектов, угловая ориентация точек визирования мест, а именно, спутник в конкретной системе координат, регламенты его передвижения преобразование угловых параметров. Ключевыми методиками космической геодезии являются:

  • Формирование опорной геодезической сети, а также совершенствование мировой астрономической структуры.
  • Установление координат ракетных носителей по научному мониторингу с наблюдательных пунктов Земли.
  • Определение расположения подводных и надводных судов, и летательных объектов.
  • Предоставление выверенной информации с высокой точностью для картографирования более удалённых и труднодоступных территорий.
  • Изучение гравитационного внешнего земного поля, а также его величины.

Прикладная геодезия. Азы космических измерений

В соответствии, с перечисленных выше пунктами возможно произвести вывод, что достоинства методик космической геодезии содержится в следующем: благодаря моментальному предоставлению координат на огромные расстояния, которые составляют тысячи километров, осуществляется формирование своеобразных конструкций в абсолютной системе координат. В том числе, с помощью методик геодезии в астрономии устанавливают параметры гравитационного поля, требующих относительно малого числа наблюдательных пунктов на поверхности Земли.

Цели космической геодезии

Сегодня учёные осуществляют изучение принципов и методик космической геодезии, но ключевые цели вышеуказанной научной сферы деятельности определены, и это:

  1. Формирование на основе космических методик всеобщей инерционной системы отсчета, которая основана на расположении внегалактических источников.
  2. Формирование земной системы отсчета.
  3. Своевременное координатное и временное оснащение наземных объектов информацией, с помощью всеобщих навигационных спутниковых систем.
  4. Координатное и временное оснащение космических полетов информацией.
  5. Исследование гравитационного поля различных планет, в том числе Земли и Луны, с применением спутниковых вычислений.
  6. Исследование фигуры различных планет, в том числе Земли и Луны, с применением спутниковых вычислений.
  7. Формирование важнейших фундаментальных констант в геодезической науке.

При разрешении фактически всех научно-технических задач методы космической геодезии обладают существенными достоинствами по отношению к классическим методикам. Данное напрямую связано с тем, что простые геодезические установки создаются на конкретных территориях и составляют исключительно слабые геодезические сети.

В данной ситуации положение эллипсоидов соответственно один другого, а также центра земных масс нет возможности определить благодаря полигонометрии и триангуляции. А именно, устроить беспрерывную геодезическую связь всех материков во всеобщую всемирную геодезическую систему – нет возможности.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Из большого числа выпускаемых орбитальных станций, важнейшим предназначением для геодезии обладают особые астрономические объекты, мониторинг которых предоставляет возможность учёным моментально и точно производить передачу данных на существенном расстоянии.

Данное расстояние может исчисляться в несколько десятков тысяч километров. В том числе, создавать и формировать крупномасштабную геодезическую сеть во всесторонней системе координат, которая отнесена к центру масс Земли, а также устанавливать ключевые показатели гравитационного поля Земли.

При этом извлекать окончательные данные значительно надёжнее, чем благодаря классическим методикам.

Помимо этого, методики космической геодезии позволяют использовать результаты мониторинга при изучении континентов и передвижения полюсов Земли, в том числе при определении фигуры геоида в океанских просторах, и это способствует разрешать вопросы картографирования Земли с космического пространства.

Системы координат в геодезии

Замечание 2

Под данной системой взглядов координат необходимо воспринимать земные геоцентрические системы.

Начало их передвижения – центр земных масс (геоцентр) – координата отсчёта; вектор Z – свойство земного вращения соответственно северного полюса; центральная плоскость – ось земного экватора; точка X – скрещение линии экватора с линией меридианы Гринвича OG; ось Y – обогащает систему.

Прикладная геодезия. Азы космических измерений

Проблематичными является несколько вопросов: какую точку рассматривать, как полюс Земли, какую точку рассматривать, как экватор, а также каким образом определить первоначальный ориентир меридиана Гринвича.

Вращение Земли вокруг своей оси предполагает эффект сложной, двойственной природы. Ранние опыты присутствие перемещения естественного полюса Земли по отношению некоторой точки, именуемой Условным Земным Полюсом.

С конца XIX столетия эксперты Международной службы широты производят мониторинг, и пытаются объяснить перемещение полюса.

В перемещении вектора земного вращения в космической геодезии подчёркивают вынужденные и свободные пульсации. Временной промежуток сдвигов составляет около 430 суток, а амплитуда находится в пределах 10 метров. В частности, данные погрешности не постоянны и определяются исключительно при мониторинге.

Квантовые генераторы в космической геодезии

Огромные перспективы в нынешней технике для измерения космической геодезии возлагаются на квантовые оптические генераторы либо лазеры.

Данные устройства предоставляют возможность правильно определить отдалённость и радиальный параметр скорости с наиболее высокой достоверностью, чем с помощью радиотехнических методик.

Следовательно, изучаемая научная сфера деятельности предоставляет возможность определить форму Земли, без ошибок определить координаты всех земных точек, а также сформировать карты по топографии на каждый участок Земли.

Данные исследования помогают кораблям верно определять контуры материков и моментально узнавать местонахождения рифов, островов, маяков, а также иных важнейших объектов в море и океане. Данная информация позволяет производить выбор наиболее надёжные и не опасные пути передвижения, которые обеспечивают защищённость и устойчивость деятельности воздушного, морского и наземного транспорта.

Не так давно, быструю популяризацию получили радионавигационные направления развития, посреди которых более известными оказываются комплексы, использующие искусственные спутники Земли. Данные комплексы оснащают радионавигационному комплексу значительный охват и обширность.

Нынешняя навигация обладает уникальным качеством – она является всепогодною. Это достигается благодаря применению радиотехнических устройств со сверхвысокочастотным диапазоном. Радионавигационные устройства с использованием искусственных спутников Земли основываются на исследовании параметров сравнительного перемещения и расположения исследуемого объекта.

Данные системы основательно начинают использоваться в управлении самолётами и морскими судами. Они предоставляют возможность с высокой точностью установить месторасположение объектов, невзирая на погоду, время года и время суток.

Геодезист

ПрофГид

Обновлено 26 августа 2021

Прикладная геодезия. Азы космических измерений

От греческого ge – Земля + daio – разделяю. Кстати, в 2021 году центр профориентации ПрофГид разработал точный тест на профориентацию. Он сам расскажет вам, какие профессии вам подходят, даст заключение о вашем типе личности и интеллекте.

Вы даже не подозреваете, какая мощь скрывается внутри вас. Всё, что вам нужно сделать — это узнать, в чём ваша сила и как её применить. Тест «Талантум» основан на практиках, применяемых успешными людьми.

Геодезист – специалист по составлению карт местности, проведению расчётов, необходимых для описания рельефа местности.

Особенности профессии

Геодезия связана с астрономией, геофизикой, космонавтикой, картографией и др., широко используется при проектировании и строительстве сооружений, судоходных каналов, дорог.

Основная задача геодезии – создание системы координат и построение опорных геодезических сетей, позволяющих определить положение точек на земной поверхности.

Геодезия делится на высшую геодезию, топографию и прикладные отрасли геодезии. Геодезические работы обычно выполняются государственными службами. Международные геодезические исследования организуются и направляются Международной ассоциацией геодезии, действующей по инициативе и в рамках Международного геодезического и геофизического союза.

С помощью геодезии проекты зданий и сооружений переносятся с бумаги в натуру с миллиметровой точностью, рассчитываются объемы материалов, ведется контроль за соблюдением геометрических параметров конструкций. Положение точки на земной поверхности определяется с помощью трех координат: широты, долготы  и высоты (например, средним уровнем моря).

Геодезические данные используются в картографии, навигации и т.д. Геодезические измерения используются в сейсмологии и при изучении тектоники плит, а гравиметрическая съемка традиционно применяется геологами при поисках нефти и других полезных ископаемых.

Три уровня геодезических работ:

Первый уровень – плановая съемка на местности, т.е. определение положения точек на земной поверхности относительно местных опорных пунктов для составления топографических карт, необходимых при строительстве и составлении земельного кадастра.

Второй уровень – проведение съемок в масштабах страны. При этом площадь и форма поверхности определяются по отношению к глобальной опорной сети с учетом кривизны земной поверхности.

Третий уровень – глобальный. Это высшая геодезия, которая изучает фигуру планеты Земля, её гравитационное поле, определяет точки земной поверхности, используемые как ориентиры для построения геодезической сети, опорной для всех остальных видов геодезических работ.

Основные направления геодезии:

  • Высшая геодезия – изучает размеры Земли, ее гравитационное поле, осуществляет работы по переносу принятых в мире систем координат на территорию конкретного государства. Эта область также включает работы по исследованию движений земной коры – современных и произошедших много миллионов лет назад.
  • Инженерная геодезия – прикладное геодезическое направление. Инженерно-геодезические работы связаны с разработкой способов проведения геодезических измерений, проводимых в процессе эксплуатации различных инженерных сооружений, их проектирования и строительства. Именно инженерная геодезия как инструмент в руках грамотных специалистов позволяет выверять степень деформации сооружений, обеспечивать строительство конструкций в точном соответствии с проектом.
  • Топография – это научная дисциплина, в которой пересекаются геодезия и картография. К топографии относят геодезические работы, связанные с измерением геометрических характеристик объектов на поверхности Земли.
  • Космическая геодезия – получила свое развитие с того момента, как с Земли был запущен первый искусственный спутник. Эта область науки является прерогативой государства, измерения в космической геодезии производятся не только с территории нашей планеты, но и со спутников.
  • Маркшейдерское направление геодезии – отвечает за геодезические работы и измерения в недрах земли. Специалисты этой отрасли необходимы при любых подземных изысканий: сооружении тоннелей, прокладке метро, проведении геологоразведочных экспедиций.

Очень широкое применение получила инженерная геодезия. Геодезические работы в строительстве – обязательная и важнейшая часть процесса проектирования и возведения сооружений.

Читайте также:  Как рассчитать количество обоев на комнату

Также востребованы геодезические работы при землеустройстве. Они проводятся при подготовке любых проектов землеустройства, изменении и уточнении границ земельных участков, планировке земельных угодий в сельском хозяйстве и многих других случаях.

Геодезия применяется в горном деле для расчета взрывных работ и объемов породы и пр.

Работа геодезиста состоит из двух этапов:

  1. Специальные измерения при помощи геодезических приборов.
  2. Обработка результатов с помощью математических и графических методов и составление карт (планов).

Для съёмки местности геодезист применяет нивелиры, теодолиты, дальномеры, компасы и пр.

В последнее время стали применяться специальные лазерные сканеры для сканирования местности.

Эти приборы позволяют зафиксировать абсолютно все особенности рельефа, быстро получить трехмерную визуализацию даже труднодоступных объектов (мостов, эстакад, элементов надземных коммуникаций).

Рабочее место

Топографы, геодезисты-землемеры могут работать в Бюро технической инвентаризации (БТИ), сельскохозяйственных, сельских администрациях и пр. организациях, нуждающихся в съемках и замерах на конкретной местности.

Инженеры-геодезисты и топографы работают компаниях,  занятых строительством и проведением коммуникаций, трасс нефте- и газопроводов, водоканалов, линий метрополитена.

Оплата труда

Важные качества

Технический склад ума, математические способности, внимательность. Кроме того, очень важны закалка и хорошая физическая подготовка, т.к. много времени геодезист проводит в полевых условиях.

Знания и навыки

Необходимо знать основы картографии и геодезии, разные методы съемок местности, математику, черчение, методы пользования инженерно-геодезическими и фотограмметрическими приборами.

Обучение геодезистов

Примеры компаний с вакансиями геодезиста

Общие сведения о геодезии и ее научных дисциплинах

Геодезия — наука, изучающая форму и размеры Земли, а также отдельных участков ее поверхности.

В геодезии разрабатывают различные методы и средства измерений для решения различных научных и практических задач, связанных с определением формы и размеров Земли, изображения всей или отдельных частей ее на планах и картах, выполнения работ, необходимых для решения различных производственно-технических и оборонных задач. В геодезии применяются преимущественно линейные и угловые измерения.

В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд научных и научно-технических дисциплин: высшую геодезию, топографию, фотограмметрию, картографию и инженерную (прикладную) геодезию.

Высшая геодезия — наука, предметом исследования которой является форма, размер и внешнее гравитационное поле Земли (значения и направления силы тяжести в окружающем Землю пространстве и на ее поверхности).

Высшая геодезия занимается также методами точных измерений и способами их обработки с целью определения взаимного положения точек на земной поверхности в единой системе координат.

Запуск искусственных спутников Земли положил начало развитию нового направления высшей геодезии — космической геодезии.

Топография — научная дисциплина, занимающаяся съемкой земной поверхности и разработкой способов изображения этой поверхности на плоскости в виде топографических планов.

Топографическими съемками называются практические работы по созданию оригинала топографического плана.

В зависимости от применяемых при этом технических средств виды съемок подразделяют на тахеометрическую, мензульную, аэрофототопографическую и фототеодолитную.

Картография — наука, изучающая вопросы картографического изображения и разрабатывающая методы создания карт и их использования. Картография тесно связана с геодезией, топографией и географией.

Результаты геодезических определений размеров и формы Земли и координат пунктов геодезических сетей, а также результаты топографических съемок используются в картографии в качестве исходной основы для составления карт.

География дает необходимые данные о сущности изображаемых на картах предметов, явлений природы и общественной жизни.

Фотограмметрия (измерительная фотография) — научно-техническая дисциплина, изучающая способы определения формы, размеров и положения объектов в пространстве по их фотографическим изображениям.

Фотограмметрия применяется в различных областях науки и техники: в геодезии, архитектуре и строительстве, астрономии, военно-инженерном деле и артиллерии, географии и океанологии, в медицине, в космических исследованиях и др.

Наибольшее применение фотограмметрия получила в топографии, где объектом изучения и измерения является земная поверхность.

Здесь задача фотограмметрии состоит в том, чтобы полевые измерения на местности, необходимые для создания топографической карты или плана, заменить измерениями в производственных помещениях на аэрофотоснимках при помощи специальных фотограмметрических приборов.

Часть фотограмметрии, в которой изучают не только способы определения планового положения объектов, по и способы измерения рельефа, называется стереофотограмметрией.

Фотограмметрия является теоретической основой фототопографии, изучающей и разрабатывающей методы и средства создания топографических карт и планов по фотоснимкам местности.

Инженерная (прикладная) геодезия — наука, которая изучает вопросы приложения геодезии к инженерному делу.

Предметом инженерной геодезии является исследование и разработка методов и средств геодезического обеспечения всех видов строительства на различных его этапах, при реконструкции, расширении и эксплуатации сооружений, в землеустройстве, при лесотехнических работах, при поисках, разведке, разработке и охране природных ресурсов, монтаже и наладке сложных машин и т. п. В настоящее время трудно назвать область народного хозяйства, где бы инженерная геодезия не имела применения.

Прикладная геодезия: азы космических измерений

Из прошлых статей нашего цикла «Прикладная геодезия» мы узнали, что для определения координат неизвестной точки нам потребуется две точки с известными координатами, которые жестко закреплены на местности (пункты Государственной геодезической сети).

Иногда они находились далеко от объекта съемки, что вынуждало исполнителей прокладывать теодолитные хода, зачастую на несколько километров.

Теперь же постоянно перемещающиеся в пространстве спутники стали этакими «жесткими» точками, относительно которых и определяются координаты объектов на местности.

GPS

GPS (Global Positioning System — система глобального позиционирования) — это совокупность радиоэлектронных средств, позволяющих вычислить местоположение и скорость движения объекта на поверхности Земли или в атмосфере.

Данные параметры определяются благодаря GPS-геодезическому приемнику, который принимает и обрабатывает сигналы со спутников.

Для повышения точности измерений система позиционирования включает в себя еще и наземные центры управления и обработки данных.

Когда речь идет о GPS, чаще всего имеется ввиду система NAVSTAR, разработанная по заказу Министерства обороны США. Вообще, много чего инновационного было сперва «обкатано» военными, а потом было «спущено в массы».

На долгие годы термин «GPS» стал синонимом спутниковой навигации, также как неологизм «ксерокс» обозначает в принципе любой копировальный аппарат, а не только производства фирмы XEROX.

В данный момент кроме NAVSTAR GPS разрабатываются или запущены китайская Бэйдоу, европейская Galileo, индийская IRNSS, японская QZSS и наш родной ГЛОНАСС.

Методы космических измерений применяются для:

  • геодезии и картографии
  • строительства
  • навигации
  • мониторинга транспорта
  • мобильной связи
  • спасательных работ
  • мониторинга за тектоническим движением плит земной коры

и во многих других сферах деятельности человека. Рассмотрим некоторые основные сферы применения систем космических измерений более подробно.

GNSS

С устройствами этой системы навигации мы сталкиваемся на бытовом уровне, под аббревиатурой GNSS скрывается термин «Глобальная навигационная спутниковая система» (англ. — Global Navigation Satellites System).

Принцип работы спутниковой системы навигации состоит в измерении расстояния от антенны приемника до спутников, положения которых известны с достаточно высокой точностью. Таблица положения спутника называется альманахом и передается в момент начала измерений с ИСЗ на приемник.

Таким образом, зная расстояния между спутниками, и руководствуясь альманахом, можно с помощью простейших геодезических построений, которые мы рассмотрели в предыдущих статьях нашего цикла, вычислить пространственное положение объекта.

Метод измерений расстояния от спутника к приемнику основан на определении скорости прохождения радиоволн. Для возможности измерений спутники передают сигналы точного времени, синхронизированные в свою очередь с высокоточными атомными часами.

В начале работы системное время приемника синхронизируется со спутниковым, и дальнейшие измерения базируются на разнице между временем излучения сигнала и временем его приемки.

На основании этих данных навигационное устройство вычисляет пространственное положение наземной антенны, ну а скорость объекта, курс и другие параметры — производные от первоначального положения приемника.

Как вы наверняка помните из школьного курса физики, скорость прохождения радиоволн равна скорости света, так что можете представить, какая общая точность системы, определяющей расстояние по миллисекундам.

Орбитальные методы космической геодезии | Урмаев Михаил Сергеевич | скачать книгу

Урмаев М.С. Орбитальные методы космической геодезии. — М.: Недра, 1981. — 256 с.В монографии изложены вопросы применения орбитальных методов при определении координат пунктов наблюдения ИСЗ, а также для координатно-временной привязки результатов космических съёмок поверхности Земли.

Приводятся используемые в космической геодезии системы отсчета, необходимые сведения из теории движения ИСЗ, методы вычисления матрицы изохронных производных, вопросы численного интегрирования дифференциальных уравнений движения ИСЗ.

Книга предназначена для научных сотрудников и инженеров в области геодезии, геофизики, практической астрономии, геологии, которым в своей деятельности приходится использовать орбитальные измерения для определения орбит и координат пунктов.

Она написана с расчетом на использование в качестве учебного пособия для студентов старших курсов геодезических вузов и университетов, изучающих космическую геодезию.Табл. 11, ил. 19, список лит. — 74 назв. Содержание (текст)

О Г Л А В Л Е Н И ЕПредисловиеВведениеГЛАВА 1. Основные принципы использования орбитальных методов в космической геодезии§ 1. Системы отсчета, постоянные и единицы

§ 2. Фундаментальное уравнение орбитальных методов
§ 3. Линеаризация фундаментального уравнения
§ 4. Уравнения поправок
§ 5. Ньютоновский итерационный процесс и минимизация суммы квадратов поправок результатов измерений
§ 6. Соображения об установлении весов измерений
§ 7. О сходимости итераций в методе Ньютона

§ 8. Порядок обработки измерений при определении координат пунктов орбитальными методамиГЛАВА 2. Элементы теории задачи двух тел§ 9. Ускорение в обобщенных криволинейных координатах

§ 10. Интегрирование дифференциальных уравнений невозмущенного движения
§ 11. Определение координат и составляющих скорости ИСЗ для произвольного момента t по заданным элементам орбиты и начальной эпохе t0 (прямая задача невозмущенного движения)
§ 12. Определение элементов орбиты по координатам и составляющим скорости (обратная задача невозмущенного движения)
§ 13. Интегрирование дифференциальных уравнений невозмущенного движения в виде разложений координат по степеням времени
§ 14. Дифференциальные формулы задачи двух тел
§ 15. Векторные элементы орбиты
§ 16. Метод вычисления элементов матрицы производных от координат и составляющих скорости по элементам орбиты, основанный на использовании векторных элементов

Читайте также:  Нестандартные материалы для отделки стен: фотоподборка

§ 17. Преобразование координат и составляющих скорости при переходе от инерциальной системы координат к гринвичской системе и наоборотГЛАВА 3. Модели возмущенного движения ИСЗ§ 18. Модель возмущенного движения в инерциальных прямоугольных координатах

§ 19. Модели возмущенного движения в оскулирующих элементах
§ 20. Вековые возмущения первого порядка в элементах орбиты, обусловленные сжатием Земли
§ 21. Линеаризированные модели возмущенного движения. Метод Энке

§ 22. Промежуточная орбита, основанная на решении задачи двух неподвижных центров. Метод Е.П. АксеноваГЛАВА 4. Матрицант и методы его расчета§ 23. Матрицант и общее решение для однородных линеаризированных моделей

§ 24. Решение в случае неоднородной линеаризированной модели
§ 25. Основные свойства матрицанта
§ 26. Представление матрицанта в виде мультипликативного интеграла
§ 27. Точные аналитические методы расчета матрицанта. Алгоритм Де Беллиса и Эскобала
§ 28. Вычисление матрицанта в случае неоднородной линеаризированной модели. Метод В.М. Каулы
§ 29. О вычислении матрицы коэффициентов вектора поправок начальных условий движения ИСЗ
§ 30. Приближенные аналитические методы расчета матрицанта

§ 31. Численные методы расчета матрицантаГЛАВА 5. Численные методы интегрирования дифференциальных уравнений движения ИСЗ§ 32. Метод Рунге – Кутта

§ 33. Алгоритм численного интегрирования уравнений движения ИСЗ методом Рунге – Кутта
§ 34. Метод Адамса
§ 35. Метод последовательных приближений
§ 36. Применение методов численного интегрирования для линеаризированных моделей движения
§ 37. Интерполирование координат и составляющих скорости ИСЗ на моменты tv орбитальных измерений
§ 38. Выводы и рекомендации по численному интегрированию дифференциальных уравнений движения ИСЗ

§ 39. Новые методы численного интегрирования дифференциальных уравнений движения ИСЗГЛАВА б. Орбитальный метод координатно-временной привязки результатов космических съемок Земли и Луны§ 40. Основное уравнение космической фотограмметрии

§ 41. Модель движения системы координат космического снимка относительно центра масс космического аппарата
§ 42. Параметры ориентации системы координат снимка в инерциальной системе координат. Кинематические уравнения
§ 43. Определение ориентации «звездного» снимка в инерциальной системе координат
§ 44. Определение оператора П0 взаимной ориентации систем координат топографической и звездной камер
§ 45. Предварительное определение орбиты ИСП по снимкам из Космоса при наличии на снимках исходных пунктов
§ 46. Дифференциальное уточнение орбиты ИСП по снимкам из Космоса
§ 47. О точности определения орбит по ориентирующим углам базисов космической съемки

§ 48. Особенности применения орбитального метода при координатно-временной привязке космических съемок ЛуныГЛАВА 7. Состав измерений в орбитальных методах и проблема наблюдаемости§ 49. Измеряемые функции положения и скорости

§ 50. Линеаризация функций положения и скорости
§ 51. Наблюдаемость

  • § 52. Некоторые соображения о планировании работ по определению координат точек планеты орбитальным методомСписок литературыПредметный указатель


  • Доп. информация: —
  • Геодезия и Системы спутникового позиционирования

Примеры страниц (скриншоты)
Мои раздачи литературы по ГЕО-наукам (Геодезия, Картография, Землеустройство, ГИС, ДЗЗ и др.)

  • Инженерная геодезия: учебное пособие. В 2-х частях. / Е. С. Богомолова, М. Я. Брынь, В. А. Коугия и др.; под ред. В. А. Коугия. — СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения, 2006-2008. — 179 с.
  • Поклад Г.Г. Геодезия: учебное пособие для вузов / Г.Г. Поклад, С.П. Гриднев. — М.: Академический Проект, 2007. — 592 с.
  • Селиханович В.Г., Козлов В.П., Логинова Г.П. Практикум по геодезии: Учебное пособие / Под ред. Селиханович В.Г. 2–е изд., стереотипное. — М.: ООО ИД «Альянс», 2006. — 382 с.
  • Генике А.А., Побединский Г.Г. Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Картгеоцентр, 2004. — 355 с.: ил.
  • Руководство пользователя по выполнению работ в системе координат 1995 года (СК-95). ГКИНП (ГНТА)-06-278-04. — М: ЦНИИГАиК, 2004. — 89 с.
  • Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов. ГКИНП (ГНТА)-03-010-02. — М.: ЦНИИГАиК, 2003. — 135 с.
  • Хаметов Т.И. Геодезическое обеспечение проектирования, строительства и эксплуатации зданий, сооружений: Учеб. пособие. — М.: Изд-во АСВ, 2002. — 200 с.
  • Серапинас Б.Б. Глобальные системы позиционирования: Учебное издание. — М.: ИКФ «Каталог», 2002. — 106 с.
  • Геодезия: учебное пособие для техникумов / Глинский С.П., Гречанинова Г.И., Данилевич В.М., Гвоздева В.А., Кощеев А.И., Морозов Б.Н. — М.: Картгеоцентр – Геодезиздат, 1995. — 483 с: ил.
  • Лукьянов В.Ф., Новак В.Е. и др. Лабораторный практикум по инженерной геодезии: Учебное пособие для ВУЗов. — М.: «Недра», 1990. — 336 с.
  • Новак В.Е., Лукьянов В.Ф. и др. Курс инженерной геодезии: Учебник для вузов под ред. проф. Новака В.Е. — М.: «Недра», 1989. — 432 с.
  • Лукьянов В.Ф., Новак В.Е., Ладонников В.Г. и др. Учебное пособие по геодезической практике. — М.: «Недра», 1986 — 236 с, с ил.
  • Справочник геодезиста: В 2-х книгах. / Под ред. Большакова В.Д. и Левчука Г.П. — Изд. 3-е, перераб. и доп. — М.: Недра, 1985. — 895 с.
  • Урмаев М.С. Орбитальные методы космической геодезии. — М.: Недра, 1981. — 256 с.
  • Закатов П.С. Курс высшей геодезии. — Изд. 4, перераб. и доп. — М.: «Недра», 1976. — 511 с.
  • Большаков В.Д., Васютинский И.Ю., Клюшин Е.Б. и др. Методы и приборы высокоточных геодезических измерений в строительстве. / Под ред. Большакова В.Д. — М.: «Недра», 1976, — 335 с.
  • Справочник геодезиста (в двух книгах) / Большаков В.Д., Левчук Г.П., Багратуни Г.В. и др.; под ред. Большакова В.Д., Левчука Г.П. Изд. 2, перераб. и доп. — М: «Недра», 1975. — 1056 с.
  • Голубева 3.С., Калошина О.В, Соколова И.И. Практикум по геодезии. Изд. 3-е, перераб. — М.: «Колос», 1969. — 240 с. с илл. (Учебники и учеб. пособия для высш. с.-х. учеб. заведений).
  • Красовский Ф.Н. Избранные сочинения: в 4-х томах. — М.: Геодезиздат, 1953-1956. — 2001 с.
  • Красовский Ф.Н. Руководство по высшей геодезии: Курс Геодезического факультета Московского Межевого Института. Часть I. — М.: Издание Геодезического Управления В.С.Н.Х. С.С.С.Р. и Московского Межевого Института, 1926. — 479 с.

Фотограмметрия, Топография и Картография

  • Серапинас Б.Б. Математическая картография: Учебник для вузов / Балис Балио Серапинас. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 336 с.
  • Математическая основа карт. Глава III из книги: Берлянт А.М. Картография: Учебник для вузов. — М.: Аспект Пресс, 2002. — 336 с.
  • Берлянт А.М. Картография: Учебник для вузов. — М.: Аспект Пресс, 2002. — 336 с.
  • Верещака Т.В. Топографические карты: научные основы содержания. — М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2002. — 319 с.
  • Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов. ГКИНП (ГНТА)–02-036-02. — М.: ЦНИИГАиК, 2002. — 49 с.
  • Южанинов В.С. Картография с основами топографии: Учебное пособие для вузов. — М.: Высшая школа, 2001. — 302 с.
  • Тикунов В.С. Моделирование в картографии: Учебник. — М.: Изд-во МГУ, 1997. — 405 с.
  • Урмаев М.С. Космическая фотограмметрия: Учебник для вузов. — М.: Недра, 1989. — 279 с: ил.
  • Составление и использование почвенных карт (Под редакцией кандидата сельскохозяйственных наук Кашанского А.Д.). — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1987. — 273 с.: ил. — (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).
  • Лосяков Н.Н., Скворцов П.А., Каменецкий А.В. и др. Топографическое черчение: Учебник для вузов / Под редакцией кандидата технических наук Лосякова Н.Н. — М.: Недра, 1986. — 325 с., ил.
  • Билич Ю. С., Васмут А. С. Проектирование и составление карт: Учебник для вузов. — М.: Недра, 1984. — 364 с.

Землеустройство и Земельный кадастр

  • Варламов А.А., Гальченко С.А. Земельный кадастр (в 6-ти томах). Том 6. Географические и земельные информационные системы. — М.: КолосС, 2006. — 400 с. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).
  • Единая система технологической документации Государственного земельного кадастра Российской Федерации. Система классификаторов для целей ведения государственного земельного кадастра. Государственный комитет Российской Федерации по земельной политике. — М.: Госкомзем России, 2000 г. — 182 с.
  • Комплексная система управления качеством проектных и изыскательских работ. Стандарты предприятия по оформлению графических материалов. — М.: Росземпроект, 1983 г. — 86 с. (СТП 71.x-82)
  • Инструкция по дешифрированию аэрофотоснимков и фотопланов в масштабах 1:10000 и 1:25000 для целей землеустройства, государственного учета земель и земельного кадастра. — М.: Минсельхоз СССР, ГУ Землепользования и Землеустройства, ВИСХАГИ, 1978. — 143 с.

Географические информационные системы (ГИС)

  • Попов И.В., Чикинев М.А. Эффективное использование ArcObjects. Методическое руководство. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003 г. — 160 c.
  • Геоинформатика / Иванников А.Д., Кулагин В.П., Тихонов А.Н., Цветков В.Я. — М.: МАКС Пресс, 2001. — 349 с.
  • Берлянт А.М., Кошкарев А.В. и др. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов. — М.: ГИС-Ассоциация, 1999. — 204 с.
  • ДеМерс Майкл Н. Географические Информационные Системы. Основы.: Пер. с англ. — М: Дата+, 1999. — 507 с.
  • Замай С.С., Якубайлик О.Э. Программное обеспечение и технологии геоинформационных систем: Учебное. пособие. — Красноярск: Краснояр. гос. ун-т, 1998. — 110 с.
  • Королев Ю.К. Общая геоинформатика. Часть I. Теоретическая геоинформатика. Выпуск 1. — М.: СП ООО Дата+, 1998. — 118 с.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector