Развитие сети референцных станций в Казахстане

№4(9), 2010 г.

Г. Д. Сыздыкова

Современные технологии спутникового обеспечения, наряду с информационными и коммуникационными технологиями, являются важными факторами, определяющими степень экономического развития государства. Определение координат пунктов с помощью спутниковых геодезических технологий позволяет отказаться от традиционных трудоемких процессов — триангуляции и полигонометрии.

В настоящее время наиболее прогрессивной технологией геодезического обеспечения на больших территориях является внедрение и развитие сетей референцных станций. Референцные станции размещают в различных местах по всему миру. Во многих европейских странах, Южной Корее, Японии подобными сетями покрыта вся их территория и количество станций растет. Для Казахстана построение сети референцных станций является новой технологией, базирующейся на применении спутниковых приемников, с целью повышения точности и экономической эффективности решения задач геодезического обеспечения.

Референцные станции могут быть установлены в любом месте, где необходимо, так как, в отличие от геодезических пунктов, между ними не требуется наличия прямой видимости. Геометрия сети не является столь критичной, как в случае традиционных геодезических сетей. Сеть, состоящая из большего числа постоянно действующих базовых станций, будет обеспечивать единую временную геодезическую основу точных измерений, определение координат отдельных пунктов в заданной системе координат на всей территории Казахстана.

С марта 2008 г. РГКП «Астанатопография» осуществляет реализацию проекта по созданию сети референцных станций в городе Астане и пригородной территории. На начальном этапе был разработан пилотный проект по созданию сети из 4 станций, расположенных в 50-70 км друг от друга и охватывающих площадь в 25 000 км (рис. 1). Станции были установлены в городе Астане, поселениях Аршалы, Шортанды и Новоишимка.

После монтажа и установки референцных станций было выявлено множество технических проблем и ошибок. Одна из них — отсутствие опыта при выборе мест и учета всех факторов при установке станции. Первое требование — необходимость обеспечения беспрепятственного обзора неба. Кроме этого, надежность бесперебойного энергопитания и сохранность станции от хищения и вандализма.

В поселке Шортанды изначально GPS-антенну установили вблизи металлической радиорелейной мачты, высота которой была 55 м, однако оказалось, что установка станции вблизи сильного источника электромагнитных помех является недопустимой технической ошибкой.

Референцные станции должны быть установлены так, чтобы была обеспечена возможность отслежива-ния спутников в местах, не затененных другими объектами, с видимостью горизонта не менее 170°. Для решения более сложных задач потребуется отслеживание спутников на горизонте. Препятствия могут привести к потере спутниковых сигналов и могут быть причиной многолучевости (приема отраженных сигналов). Многолучевость оказывает негативное влияние на качество и точность данных. Это особенно важно для референцных станций, которые формируют высокоточную геодезическую сеть. Наилучшее решение — полное отсутствие препятствий. Чтобы убедиться, что место размещения станции выбрано правильно, необходимо установить приемник и антенну, выполнить сбор данных в течение нескольких дней и затем проанализировать данные.

Местом размещения очередной станции был выбран частный дом в селе Новоишимка. В целом станция функционировала успешно (GPS-антенна принимала сигналы всех спутников), однако отсутствие связи и невозможность подключения услуги передачи данных IPVPN по техническим причинам привели к замене месторасположения станции.

В итоге работы в связи с негативным влиянием непосредственной близости объектов, являющихся источниками многолучевости, отсутствие налаженной повсеместной связи вызвало вынужденный перенос станции с ранее выбранных мест установки. Был выбран и согласован следующий вариант (рис. 2). Станции решили установить в районных центрах Акмолинской области (Акколь, Ерейментау, Егиндыколь, Астраханка, Аршалы, Коргалжын).

Принята во внимание необходимость доступности электрической и телефонной сети при проектировании мест размещения приемников, источников питания, устройств связи. Для размещения центра антенны выбирали открытую местность с минимальным количеством экранирующих объектов и малой вероятностью изменений ситуации местности вокруг антенны. При установке антенны учитывались: рост зеленых насаждений вблизи района территории антенны и отсутствие по генеральному плану застройки зданий и сооружений.

В настоящее время построено 5 станций, которые непрерывно работают в сети в режиме реального времени. По остальным ведется согласование мест установки с местными исполнительными органами. Централизованное управление, сбор и архивация данных сети и выдача пользовательскому сектору координатно-временной информации осуществляются в Вычислительном центре, находящемся в городе Астана.

В результате внедрения в производство сети референцных станций значительно повысилась эффективность работ топографо-геодезической, землеустроительной и архитектурной служб.

Создание сети референцных станций в Казахстане является своевременной задачей и требует дальнейшего расширения вплоть до охвата всей территории страны. В перспективе планируется объединение в единую сеть одиночных базовых станций, находящихся в областных центрах Казахстана. Это послужит созданию единой геодезической основы.

В 2010 г. были утверждены планы мероприятий с АО «Национальный центр космических исследований и технологий» и РГКП «Астанатопография» в рамках реализации проекта «Создание наземной инфраструктуры системы высокоточной спутниковой навигации Республики Казахстан» (СВСН РК). В данных планах предусмотрены мероприятия по интеграции существующих референцных станций, а также совместное участие в международных проектах IGS, EUPOS и APREF по включению казахстанских станций в международные сети.

На сегодняшний день направлено письмо об участии РГКП «Астанатопография» в проекте «Азиатско-Тихоокеанская система отсчета» APREF (Asia-Pacific Reference Frame) путем включения одной референцной станции в эту сеть. Для правового обеспечения проекта разрабатываются нормативные правовые акты, которые будут координировать деятельность всех субъектов в этой области и регламентировать нормативно-правовые отношения в сфере разработки, внедрения и использования спутниковых навигационных систем и технологий в Республике Казахстан.

Реализация проекта повысит инвестиционную привлекательность экономики Республики Казахстан, расширит международное сотрудничество, а также позволит подготовить специалистов в области спутниковой навигации и повысит научно-технический потенциал в этой области.