За последнее время неузнаваемо изменились технические средства измерений — спутниковые геодезические и навигационные приемники. В связи с этим появились публикации по вопросам устройства и эксплуатации спутниковых приемников, выпущены отдельные нормативно-технические акты, регламентирующие их использование. Но можно по-прежнему отметить, что нормативно-технической и учебно-методической литературы по вопросам применения спутниковых технологий выпущено недостаточно, и это представляет серьезную проблему для современной геодезии.
Практическое применение приемников GPS различными Предприятиями при отсутствии нормативно-технических документов привело, с одной стороны, к неоправданному использованию высокочастотных двух частотных приемников для создания съемочного обоснования и других низко точных работ, а с другой стороны, к созданию ответственных геодезических построений, например, городских геодезических сетей по упрощенной технологии. Отсутствие учебно-методической литературы и крайне ограниченные тиражи научных монографий по вопросам геодезического использования современных спутниковых систем затрудняют подготовку специалистов по данному направлению в Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК) и в других вузах, занимающихся подготовкой специалистов в области геодезии, землеустройства, изысканий для проектирования и строительства сооружений.
Спутниковая геодезия, ориентированная на выполнение точных геодезических измерений на земной поверхности с помощью искусственных спутников Земли (ИСЗ), возникла в конце 50-х годов, непосредственно после запуска первых ИСЗ.
Период до 1970 г. характеризовался развитием основополагающих методов спутниковых наблюдений, в основном фотографирования спутников с помощью специально разработанных камер, а также методов вычисления и анализа спутниковых орбит. Тогда же были предприняты первые попытки построения глобальных геодезических сетей с использованием пассивных ИСЗ. Значительное внимание было уделено при этом изучению глобального гравитационного поля Земли.
Период времени с 1970 по 1980 год отличался разработкой таких новых средств и методов наблюдений, как лазерные методы измерения расстояний до спутников и спутниковая альтиметрия. Большим научным и практическим достижением являются разработанные в то время доплеровские спутниковые системы Цикада (Советский Союз) и* Транзит (США). Повышение точности спутниковых измерений открыло возможность более детального изучения скорости вращения Земли, закономерностей движении ее полюсов, деформаций земной коры и других параметров.
С 1950 года идет широкомасштабное практическое использование спутниковых технологий в геодезии, геодинамике, топографии, землеустройстве и других смежных областях. Это связано прежде всего с дальнейшим усовершенствованием радионавигационных систем, выразившимся в использовании более совершенных методов измерения, более удачных параметров орбит, целого ряда других технических решений, а также с общим развитием компьютерных технологий. Позволившим создать высокоавтоматизированные полевые геодезические приборы. Созданные да данном этапе многофункциональные радионавигационные системы ГЛОНАСС (Советский Союз) и Навстар (СИТА) позволили реализовать миллиметровый уровень точности При Измерении до тысячи и более километров.
Московский государстиенный университет геодезии и картографии и Верхневолжское аэрогеодезическос предприятие сотрудничают в области использования спутниковых технологий с начала 90-х годов. За последнее время были выполнены большие объемы производственных работ, а также приобретен опыт спутниковых геодезических измерений для различных целей: от создании опорных геодезических сетей до топографических съемок в кинематическом режиме. Более чем десятилетний опыт в создании и реконструкции городских геодезических сетей выявил все преимущества использования спутниковых систем по сравнению с традиционными методами.
В соответствии с «Программой разработки новых и переработки ранее утвержденных нормативно-технических актов и нормативных документов по производству на период 1999-2000 годы» утвержденной руководителем Роскартографии> в 2000—2001 годах ведущими специалистами и учеными МИ ИГАиКа, Верхневолжского и Московского АГП был разработан проект «Инструкции по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS». Проект подготовлен на основе научного и практического опыта построения и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем в городах Москве, Владимире, Нижнем Новгороде, Туле, Костроме, Саранске, Рузаевке, Вязниках, Павлове, Саратове, Тольятти, Сызрани.
В настоящей книге рассмотрены; общие принципы функционирования современных радиоэлектронных спутниковых систем определения местоположения. Рассмотрены методы измерений и вычислений для получения координате высокой точностью (от 10 мм до 1,0м). Приведено описание используемых в спутниковых технлогиях систем координат и времени, их преобразование.
На основе практических работ по метрологической аттестации различных спутниковых приемников проанализированы основные источники ошибок и методы ослабления их влияния. На примере использования спутниковых приемников на производственных объектах рассмотрены процессы проектирования и организации измерений, предварительной и окончательной обработки, включая редуцирование и уравнивание геодезических сетей.
Рассмотрены особенности решения различных геодезических задач на основе использования спутниковых технологий, а также перспективы дальнейшего их развития в геодезии и навигации. При изложении материала учтен опыт прочтения курса лекций «Глобальные спутниковые системы определения местоположения» для студентов МИИГАиКа.
Книга может быть полезна специалистам, занимающимся вопросами использования спутниковых систем в геодезии и землеустройстве., а также студентам и аспирантам геодезических и землеустроительных специальностей.