Применение метода позиционирования высокой точности для геодезического обеспечения аэрофотосъемочных работ при инженерных изысканиях

DOI: 10.35595/2414-9179-2024-1-30-632-649

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

А.К. Коваленко

ГУП «Леноблинвентаризация»,
Невский пр-т, д. 113/4, Санкт-Петербург, Россия, 191024,
E-mail: alex_kov@mail.ru

С.А. Тесленок

Югорский государственный университет, Высшая экологическая школа,
ул. Чехова, д. 16, Ханты-Мансийск, Россия, 628012,
E-mail: teslserg@mail.ru

Л.Г. Калашникова

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, Институт геоинформационных технологий и географии,
ул. Большевистская, д. 68, Саранск, Россия, 430005,
E-mail: lar_ka73@mail.ru

О.Ф. Богдашкина

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, Институт геоинформационных технологий и географии,
ул. Большевистская, д. 68, Саранск, Россия, 430005,
E-mail: olga.fara@mail.ru

П.С. Дмитриев

Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева, факультет математики и естественных наук,
ул. Пушкина, д. 86, Петропавловск, Казахстан, 150000,
E-mail: dmitriev_pavel@mail.ru

А.А. Скурихин

Югорский государственный университет, Высшая экологическая школа, лаборатория изучения пространственно-временной изменчивости углеродного баланса лесных и болотных экосистем средней тайги Западной Сибири,
ул. Чехова, д. 16, Ханты-Мансийск, Россия, 628012,
E-mail: a.skurikhin98@mail.ru

И.А. Фомин

Северо-Казахстанский университет имени Манаша Козыбаева, факультет математики и естественных наук,
ул. Пушкина, д. 86, Петропавловск, Казахстан, 150000,
E-mail: iafomin@mail.ru

Аннотация

В представленной работе приводится опыт совместного применения методов позиционирования высокой точности и стандартных программ постобработки для обеспечения геодезического сопровождения аэрофотогеодезических работ в процессе осуществления инженерных изысканий в нефтегазовом секторе для определения координат и высот контрольных точек на примере протяженного линейного сооружения, расположенного в сложных физико-географических условиях в районе Байкало-Амурской магистрали. Для решения задачи уточнения стандартной модели геоида на основе значений нормальных высот исходных пунктов с использованием геоинформационных технологий в ГИС с открытым объектным кодом QGIS была создана локальная пространственная геоинформационная модель поправок — модель поверхности разности нормальных и эллипсоидальных высот исходных пунктов, полученная в системах координат объекта работ для всего участка. Анализ результатов работ показал, что современные ГИС с их математическим аппаратом и развитые геоинформационные технологии позволяют создавать локальные модели геоидов, полностью отвечающие особенностям территории производства работ. Они необходимы, поскольку в используемых программах постобработки заложена стандартная модель геоида, не учитывающая локальные факторы изменения геоида для конкретных территорий. Применение предлагаемого в статье метода позволяет значительно упростить процессы логистики при выполнении геодезических работ, одновременно не снижая их точности. На всех этапах произведенных работ были задействованы возможности и применен инструментарий современных геоинформационных систем и технологий, позволяющие эффективно сопоставлять данные инженерных изысканий и оценивать точность выполнения топографо-геодезических работ.

Ключ. слова

позиционирование высокой точности, аэрофотосъемочные работы, беспилотные летательные аппараты, инженерные изыскания, QGIS

Список литературы

  1. Авакян В.В. Теория и практика инженерно-геодезических работ. Вологда: Инфра-Инженерия, 2021. 696 с.
  2. Алексеенко Н.А., Курамагомедов В.М., Медведев А.А. Тепловая съемка с беспилотных летательных аппаратов в географических исследованиях. Огарев-online, 2015. № 24. Электронный ресурс: https://journal.mrsu.ru/arts/teplovaya-semka-s-bespilotnyx-letatelnyx-apparatov-v-geograficheskix-issledovaniyax (дата обращения 04.01.2024).
  3. Алексеенко Н.А., Медведев А.А., Карпенко И.А. Опыт использования беспилотных летательных аппаратов в биогеографических исследованиях на территории заповедника Белогорье. Материалы Международной конференции «ИнтерКарто. ИнтерГИС», 2014. Т. 20. С. 70–81.
  4. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. Т. 2. М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2006. 360 с.
  5. Базлов Ю.А., Герасимов А.П., Ефимов Г.Н., Насретдинов К.К. Параметры связи систем координат. Геодезия и картография, 1996. № 8. С. 6–7.
  6. Бойко Е.Г. Высшая геодезия. Ч. II. Сфероидическая геодезия. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 2003. 144 с.
  7. Варфоломеев А.Ф., Коваленко А.К., Коваленко Е.А., Тесленок С.А., Тесленок К.С. ГИС-технологии в проведении проектных работ с использованием режима кинематики реального времени (RTK). Картография и геодезия в современном мире: Материалы II Всероссийской научно-практической конференции. Саранск: Издательство Мордовского университета, 2014. С. 216–222.
  8. Варфоломеев А.Ф., Коваленко А.К., Коваленко Е.А., Тесленок К.С., Тесленок С.А. Геоинформационные технологии в определении зон покрытия территории поправками от постоянно действующих станций ГЛОНАСС/GPS. Материалы Международной конференции «ИнтерКарто. ИнтерГИС», 2015. Т. 21. С. 522–528. DOI: 10.24057/2414-9179-2015-1-21-522-528.
  9. Варфоломеев А.Ф., Чудайкина О.Ю. Использование RTK-режима систем глобального позиционирования GPS и ГЛОНАСС при проведении топографических работ. Огарев-online, 2015. № 4. Электронный ресурс: http://journal.mrsu.ru/arts/ispolzovanie-rtk-rezhima-sistem-globalnogopozicionirovaniya-gps-i-glonass-pri-provedenii-topograficheskikh-rabot (дата обращения 04.01.2024).
  10. Веремеенко К.К., Желтов С.Ю., Ким Н.В., Козорез Д.А., Красильщиков М.Н., Себряков Г.Г., Сыпало К.И., Черноморский А.И. Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов. М.: Физматлит, 2009. 557 с.
  11. Дементьев В.Е. Современная геодезическая техника и ее применение. М.: Академический проект, 2008. 591 с.
  12. Дударев В.И. Преобразование основных систем координат, применяемых в космической геодезии. Гео-Сибирь, 2010. Т. 1. № 1. С. 135–144.
  13. Залуцкий В.Т. О преобразовании координат в спутниковой технологии. Геодезия и картография, 2000. № 7. С. 17–24.
  14. Кочетова Э.Ф., Акрицкая И.И., Тюльникова Л.Р., Гордеев А.Б. Инженерная геодезия. Нижний Новгород: ННГАСУ, 2017. 158 с.
  15. Курошев Г.Д. Геодезия и география. СПб.: Издательство Санкт-Петербургского университета, 1999. 372 с.
  16. Курошев Г.Д., Харунжий А.А. Методы трансформации геодезических и пространственных прямоугольных координат, их алгоритмы, параметры, точность. Вестник СПбГУ. Науки о Земле, 2012. № 3. С. 79–90.
  17. Кустов М.В., Тесленок С.А., Батин Д.А. Применение материалов аэрофотосъемки для изучения рельефа агроландшафтов (на примере территории городского округа Саранск Республики Мордовия). Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки, 2022. Т. 16. № 1. С. 76–85. DOI: 10.31161/1995-0675-2022-16-1-76-85.
  18. Манухов В.Ф., Разумов О.С., Спиридонов А.И., Тюряхин А.С. Спутниковые методы определения координат пунктов геодезических сетей. Саранск: Издательство Мордовского университета, 2011. 128 с.
  19. Маркузе Ю.Й., Антипов А.В. Возможности улучшения алгоритма объединения спутниковых и наземных сетей. Геодезия и картография, 2004. № 4. С. 16–21.
  20. Маркузе Ю.Й., Welsch W.M. Два алгоритма объединения наземных и спутниковых сетей. Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 1995. № 2. С. 45–64.
  21. Мусихин В.В., Зубкова Ю.Д. Оценка точности создания модели местности на основе аэрофотосъемки с беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Master’s journal, 2018. № 1. С. 44–49.
  22. Овчинникова Н.Г., Медведков Д.А. Применение беспилотных летательных аппаратов для ведения землеустройства, кадастра и градостроительства. Экономика и экология территориальных образований, 2019. Т. 3. № 1. С. 98–108. DOI: 10.23947/2413-1474-2019-3-1-98-108.
  23. Опритова О.А. Исследование возможностей применения беспилотных авиационных систем для моделирования объектов недвижимости. Вестник СГУГиТ, 2018. Т. 23. № 3. С. 248–258.
  24. Пашков С.В., Мажитова Г.З., Тесленок С.А. Картографирование агроландшафтов колочной лесостепи на основе геоинформационных технологий и дистанционного зондирования Земли. Географический вестник, 2021. № 1 (56). С. 162–172. DOI: 10.17072/2079-7877-2021-1-162-172.
  25. Соловьев А.Н. Применение глобальных навигационных спутниковых систем в инженерной геодезии. СПб.: СПбГЛТУ, 2014. 88 с.
  26. Стешин И.С. Перспективы развития прикладной дронокартографии. Academy, 2016. № 2 (5). Электронный ресурс: https://scienceproblems.ru/images/PDF/2016/2/perspektivy-razvitija-prikladnoj-dronokartografii.pdf (дата обращения 04.01.2024).
  27. Стешин И.С. Технология создания трехмерной модели местности на основе данных дистанционного зондирования земли с беспилотного летательного аппарата в сервисе Maps Made Easy. Научное обозрение, 2017. № 1. Электронный ресурс: https://srjournal.ru/2017/id31/ (дата обращения 04.01.2024).
  28. Тесленок С.А., Романов А.В. Новые технологии в производстве топографо-геодезических работ. Общество, 2014. № 2 (2). С. 78–81.
  29. Урмаев М.С., Родин С.П. Определение параметров преобразования геодезических прямоугольных пространственных координат при произвольных значениях параметров. Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 1998. № 4–5. С. 314.
  30. Федотов Г.А. Инженерная геодезия. М.: ИНФРА-М, 2023. 479 с.
  31. Чинаев С.С., Тесленок К.С., Тесленок С.А. Создание топографического плана рекреационного комплекса. Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. Серия «Науки о Земле», 2020. № 2 (18). С. 5–15. DOI: 10.25587/SVFU.2020.18.2.007.
  32. Шовенгердт Р.А. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений. М.: Техносфера, 2013. 589 с.
  33. Ямбаев Х.К. Инженерно-геодезические инструменты и системы. М.: Издательство МИИГАиК, 2012. 462 с.
  34. Ямбаев Х.К. Геодезическое инструментоведение. М.: Академический Проект, 2020. 583 с.
  35. Яндров И.А. К вопросу о преобразовании координат для применения спутниковых технологий в строительстве зданий. Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 2004. № 5. С. 47–58.
  36. Barnes D., Factor J.K., Holmes S.A., Ingalls S., Presicci M.R., Beale J., Fecher T. Earth Gravitational Model 2020. AGU Fall Meeting, San Francisco, USA 2015. P. G34A–03.
  37. Cefola P., Broucke R. On the formulation of the gravitational potential in terms of equinoctial variables. AIAA Pap, 1975. No. 9. P. 1–25.
  38. Pail R., Fecher T., Barnes D., Facto J.F., Holmes S.A., Gruber T., Zingerle P. Short note: the experimental geopotential model XGM2016. Journal of Geodesy, 2018. No. 92 (4). P. 443–451. DOI: 10.1007/s00190-017-1070-6. S2CID 126360228.
  39. Pavlis N.K., Holmes S.A., Kenyon S.C., Factor J.K. The development and evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008). Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2012. V. 117 (B04406). P. 1–38. DOI: 10.1029/2011JB008916.
  40. Polo-Blanco I., González-Vega L. A symbolic analysis of Vermeille and Borkowski polynomials for transforming 3D Cartesian to geodetic coordinates. Journal of Geodesy, 2009. V. 83. P. 1071–1081. DOI: 10.1007/s00190-009-0325-2.
  41. Reit B.-G. On geodetic transformations. Gävle, 2009. 57 p.
  42. Ries C., Kager H., Stadler P. GPS/IMU-unterstützte Georeferenzierung der Daten flugzeuggetragener multispektraler Scanner. Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie und Fernerkundung, 2002. Bd. 11. S. 59–66.
  43. Tudor T. Drone mapping. MapsMadeEasy, 2015. Web resource: https://www.mapsmadeeasy.com/drone_mapping (accessed 04.01.2024).
  44. Vermeille H.H. Direct Transformation from Geocentric to Geodetic Coordinates. Journal of Geodesy, 2002. V. 76. P. 451–454. DOI: 10.1007/s00190-002-0273-6.

Для цитирования: Коваленко А.К., Тесленок С.А., Калашникова Л.Г., Богдашкина О.Ф., Дмитриев П.С., Скурихин А.А., Фомин И.А. Применение метода позиционирования высокой точности для геодезического обеспечения аэрофотосъемочных работ при инженерных изысканиях. ИнтерКарто. ИнтерГИС. M.: Географический факультет МГУ, 2024. Т. 30. Ч. 1. С. 632–649. DOI: 10.35595/2414-9179-2024-1-30-632-649

For citation: Kovalenko A.K., Teslenok S.A., Kalashnikova L.G., Bogdashkina O.F., Dmitriev P.S., Skurikhin A.A., Fomin I.A. Application of the precise point positioning method for geodetic support of aerial photography during engineering surveys. InterCarto. InterGIS. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2024. V. 30. Part 1. P. 632–649. DOI: 10.35595/2414-9179-2024-1-30-632-649 (in Russian)