Создание и обновление высотной основы топографических карт в национальной пространственной системе координат: на примере Ферганской долины

https://doi.org/10.35595/2414-9179-2021-2-27-155-164

Посмотреть или загрузить статью (Rus)

Об авторах

Д.Ш. Фазилова

Астрономический институт имени Улугбека Академии наук Республики Узбекистан,
ул. Астрономическая, д. 33, 100052, Ташкент, Республика Узбекистан;
E-mail: dil_faz@yahoo.com

Х.Н. Магдиев

Агентство по кадастру,
ул. Чупоната, д. 5, 100097, Ташкент, Республика Узбекистан;
E-mail: hasan.magdiev@gmail.com

Аннотация

Использование высокоточной технологии глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) поставили задачу разработки основ создания и использования новой национальной открытой системы координат в Республике Узбекистан. Для геодезических работ в республике используется система координат СК42, базированная на эллипсоиде Красовского. В качестве высотной основы принята Балтийская нормальная система высот (1977), привязанная к среднему уровню моря с нулевой отметкой Кронштадтского футштока.

Учитывая, что для территории страны нет информации о точном геоиде, определенным современными методами, построение высотной отсчетной основы является актуальной задачей. Результаты GPS-измерений представляются обычно в системе координат относительно эллипсоида WGS-84, и должны быть преобразованы в национальные, местные системы координат для решения практических задач. И, если горизонтальные координаты GPS могут напрямую использоваться для вычислительных работ, то, получаемые геодезические высоты, должны быть преобразованы в ортометрические (или нормальные) высоты для заданной территории.

В данной работе проводилось исследование методов обновления высотной отсчетной основы топографических карт масштаба 1:200 000 с использованием матрицы деформаций между двумя опорными системами координат на примере территории Ферганской долины. Для преобразования между геодезическими и нормальными высотами между системами координат СК42 и WGS84 создана матрица вертикальных деформаций в формате GTX Национального управления океанических и атмосферных исследований Канады (NOAA).

Исходными данными для исследования были выбраны результаты классических нивелирных и спутниковых GPS измерений на 144 «общих» точках геодезической сети республики с известными координатами в двух системах. Разница между «реальными» значениями геодезических высот, полученными по GPS измерениями и «смоделированными» колеблется в пределах от -0,13 м до 0,67 м. Выявлено, что максимальные расхождения высот находятся в районе Ферганской впадины и, могут быть следствием как аномального гравитационного поля в данной части территории, так и недостаточной плотности станций сети GPS в северо-восточной части исследуемой области. Аномалии высот геоида по глобальной геопотенциальной модели EGM2008 выбраны для вычисления величин нормальных высот для обновленной топографической карты в WGS84. Расхождения между значениями нормальных высот в СК42 и WGS84 находится в пределах -3,93 м и 0,31 м.

Ключ. слова

СК42, WGS84, преобразование координат, GPS, матрица деформаций высот, система отсчета высот.

Список литературы

  1. Макаренко Н.Л., Демьянов Г.В., Новиков Е.В. и др. Единая государственная система геодезических координат 1995 года (СК-95). Под ред. А.А. Дражнюка. М.: Федерал. служба геодезии и картографии России, 2000. 34 с.
  2. Altamimi Z., Rebischung P., Métivier L., Collilieux X. ITRF2014: A New Release of the International Terrestrial Reference Frame Modeling Nonlinear Station Motions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2016. V. 121. No. 8. P. 6109–31. https://doi.org/10.1002/2016jb013098.
  3. Barthelmes F., Köhler W. International Centre for Global Earth Models (ICGEM), in: Drewes H., Kuglitsch F., Adám J. et.al. The Geodesists Handbook, Journal of Geodesy, 2016. V. 90. No. 10. P. 907–1205. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu2020-3511.
  4. Collier P. Development of Australia’s National GDA94 Transformation grids. Consultant’s Report, Dept. of Geomatics, The University of Melbourne, Australia, 2002, 36 p. Электронный ресурс: https://www.icsm.gov.au/sites/default/files/natgrids_0.pdf (дата обращения: 25.03.21).
  5. Dewhurst W.T. NADCON: The application of minimum-curvature-derived surfaces in the transformation of positional data from the North American Datum of 1927 to the North American Datum of 1983, 1990. NOAA Technical Memorandum NOS NGS 50. Электронный ресурс: www.geodesy.noaa.gov/PUBS_LIB/NOSNGS-50.pdf (дата обращения: 25.03.21).
  6. Fazilova D., Ehgamberdiev Sh, Kuzin S. Application of time series modeling to national reference frame realization. Geodesy and Geodynamics. Elsevier: China, 2018. V. 10, Issue 4. P. 281–287. DOI: 10.1016/j.geog.2018.04.003.
  7. Fazilova D., Magdiev H. Comparative study of interpolation methods in development of local geoid. International Journal of Geoinformatics, 2018. V. 14. No. 1. P. 29–33.
  8. Grgic M., Varga M. and T. Bašić. The empirical comparison of coordinate transformation models and distortion modeling methods based on a case study of Croatia. Survey Review, 2015. No. 49 (353). P. 15–27. DOI: 10.1080/00396265.2015.1104092.
  9. Herring T.A., King R.W., Floyd M., McClusky S.C. Introduction to GAMIT/GLOBK. Release 10.7. Technical report. Massachusetts Institute of Technology, 2018. Электронный ресурс: http://geoweb.mit.edu/gg/Intro_GG.pdf (дата обращения: 10.09.20).
  10. IERS Conventions. IERS Technical Note 36. Gérard Petit and Brian Luzum (eds.). Frankfurt am Main: Verlag des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie, 2010. 179 p.
  11. Junkins D.R. The National Transformation for Converting Between NAD27 and NAD83 in Canada. In D.C. Barnes (ed.), Moving to NAD’83: The New Address for Georeferenced Data in Canada. The Canadian Institute of Surveying and Mapping, Ottawa, 1990. P. 16–40.

Для цитирования: Фазилова Д.Ш., Магдиев Х.Н. Создание и обновление высотной основы топографических карт в национальной пространственной системе координат: на примере Ферганской долины ИнтерКарто. ИнтерГИС. Геоинформационное обеспечение устойчивого развития территорий: Материалы Междунар. конф. M: Географический факультет МГУ, 2021. Т. 27. Ч. 2. С. 155–164. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-2-27-155-164

For citation: Fazilova D.Sh., Magdiev Kh.N. Creating and updating of topographic maps height base in the new national spatial coordinate system: case Fergana valley InterCarto. InterGIS. GI support of sustainable development of territories: Proceedings of the International conference. Moscow: MSU, Faculty of Geography, 2021. V. 27. Part 2. P. 155–164. DOI: 10.35595/2414-9179-2021-2-27-155-164 (In Russian)