Предварительная обработка измерений

Последние изменения: 28.03.2017

Предварительная обработка измерений

Состав выполняемых расчетов

Предварительная обработка данных (предобработка) является обязательным подготовительным шагом перед уравниванием. Основной функцией предобработки является проверка соответствия нормативным допускам, формирование средних (средневесовых) значений измерений, редуцирование измерений и преобразование к единому внутреннему формату данных измерений и параметров проекта, полученных из различных источников.

В процессе предобработки измерений выполняются следующие действия:

Для наземных измерений выполняется расчет направлений, горизонтальных проложений и превышений на основе средних значений отсчетов измерений, вычисление вертикальных углов и превышений,
Для импортированных векторов спутниковых геодезических измерений выполняется пересчет приращений пространственных координат в векторы горизонтных систем координат точек начала и конца вектора, вычисление прямых и обратных горизонтальных проложений, азимутов и превышений;
В зависимости от установленных флагов для учета поправок в измерения и установленной в проекте системы координат выполняется их учет за атмосферное влияние, компарирование, за кривизну Земли и рефракцию, за редуцирование линий и направлений на уровень моря, на эллипсоид и плоскость в выбранной проекции, за редуцирование на уровенную поверхность относимости, расчет аномалий высот модели геоида EGM 2008.
Формирование векторов измерений, т.е. редуцированных значений длин, направлений и превышений, подлежащих уравниванию.
Расчет предварительных координат пунктов.
Отображение в окне Схема планово-высотного обоснования, тахеометрической съемки, тематических объектов и других элементов проекта.
Распознавание избыточных измерений и формирование топологии сети обоснования. Определение статуса плановых и высотных координат пунктов.
Контроль соблюдения инструктивных допусков, установленных для соответствующих классов построений.
Контроль сходимости линейных измерений, выполненных многократно, в том числе в прямом и обратном направлениях.
Распознавание "расчетных" теодолитных ходов и ходов тригонометрического нивелирования.
Формирование необходимых промежуточных протоколов и отчетных документов.

Схема предварительной обработки измерений

Предварительная обработка выполняется по команде Расчет меню Расчеты/Предобработка либо по нажатию кнопки - Предобработка измерений.

Для всех измерений на начальном этапе предобработки из различных таблиц формируются связи плановых и высотных измерений и выполняется проверка формирования целостности геодезических построений.

Для наземных измерений

для каждой станции, на которой выполнены измерения, из списка выбирается формула для расчета вертикальных углов. Для уверенного выбора формулы необходимо, чтобы измерения хотя бы на одну цель на станции были выполнены при двух кругах. При необходимости в системе можно создать новый инструмент, за которым закрепляется выбранная формула. На основании формулы (выбранной системой или установленной пользователем) рассчитываются MO (MZ) для станций и вычисляется поправка в значения вертикальных углов, которая учитывается для всех измерений ПВО и тахеометрии на данной станции.

Значение MO (MZ) для станции рассчитывается по первым двум отсчетам по вертикальному кругу, выполненным при КЛ (круг Лево) и КП (круг Право) на одну цель. Затем выполняется расчет предварительных координат и отметок пунктов в установленной системе координат (СК). На основании предварительных координат, отметок и в зависимости от установленных опций (Свойства проекта/Поправки/Общие поправки) выполняется дальнейший расчет поправок в горизонтальные направления, горизонтальные проложения и превышения.

Для линейных измерений, выполненных два или более раз, в том числе в прямом и обратном направлениях, выполняется контроль на сходимость этих измерений. В расчете допустимой невязки принимает участие СКО измерений линий из таблицы классов точности в Свойствах проекта, значение доверительного интервала из этой же таблицы (коэффициент), значение ppm для инструмента и погрешность центрирования инструмента и визирной цели из Геодезической библиотеки. При превышении допуска в протокол предобработки выводятся сообщения. Также в таблицах Станции и Измерения ПВО соответствующие измерения помечаются значком "!".

Для векторов ГНСС

предварительные вычисления продолжаются в горизонтных СК точек начала и конца векторов – вычисляются горизонтальные проложения векторов, прямые и обратные азимуты и превышения. На данном этапе вычисления выполняются на основании импортированных навигационных координат в системе координат WGS-84. По навигационным координатам также выполняется расчет аномалий геоида для конечных точек векторов и вычисляется поправка в превышение за разницу аномалий высот (если установлена соответствующая поправка и подключена модель геоида).

Далее, в длины линий учитываются поправки за переход на средний уровень моря, на эллипсоид в рабочей СК, на плоскость в поперечно-цилиндрической проекции и выбранную поверхность относимости.

В измеренные направления вводятся поправки за кривизну изображения геодезической линии и редуцирование направления на плоскость в рабочей СК.

Для наземных измерений при установленном соответствующем флажке вычисленные первоначальные превышения исправляются за кривизну Земли и рефракцию. Независимо от того, установлен флаг или нет, превышения по векторам спутниковых измерений за кривизну Земли и рефракцию НЕ корректируются.

Вычисленные первоначальные превышения исправляются за кривизну Земли и рефракцию. В системе по умолчанию установлено значение среднего коэффициента рефракции – 0.13.

Примечание Следует особо обратить внимание на то, что изменение коэффициента рефракции в приземных слоях атмосферы может принимать значения от +4.28 до -4.40.

На заключительной стадии предобработки выполняется анализ превышения установленных в системе предельных допустимых расхождений редуцированных измерений – направлений, расстояний и превышений. Допустимые расхождения для угловых и линейных измерений настраиваются в таблице плановых классов точности (Файл/Свойства проекта/Классы точности/Плановые сети) и рассчитывается по следующей формуле:

где:

– значение СКО, которое выбирается из таблицы классов точности для направлений и для линий. Для линий в расчете значения учитывается еще и величина ppm выбранного инструмента (Сервис/Геодезическая библиотека/Инструменты);

z– доверительный коэффициент.

Для расчета допустимого расхождения превышений по стороне применятся формула

где k₂ – коэффициент, который выбирается из столбца допустимой невязки для стороны таблицы классов высотных измерений,

S – длина линии в м.,

u₂ – коэффициент, заложенный в программе и равный 500 – для сторон тригонометрического нивелирования в том случае, если допустимое расхождение вычисляется по формуле предложенной Роскартографией (письмо 6-02-3469 от 27.12.2001), и 100 - если допустимое расхождение вычисляется по формуле Госстроя России (СП 11-104-97).

q₂ – коэффициент заложенный в программе и равный 0.5 для формулы Роскартографии и 1.0 для формулы Госстроя.

При обнаружении программой недопустимых расхождений в измерениях создается подробный протокол, который можно просмотреть, выполнив команду Протокол меню Расчеты/Предобработка.

ПРИНЦИПЫ ОБРАБОТКИ СПУТНИКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

В основу обработки принят следующий принцип:

пространственные измерения в геоцентрических координатах ∆X_ki, ∆Y_ki, ∆Z_ki, полученные в результате постобработки в пакетах производителей оборудования, преобразовываются в топоцентрическую горизонтную систему координат точки k, т.е. в "измерения" наклонных дальностей, направлений и зенитных расстояний, выполненных с базовых станций k на определяемые пункты i. Далее данные обрабатываются на плоскости в рабочей системе координат в обычном порядке, на основе уже реализованного и выверенного математического аппарата системы ДАТ.

Исходными данными, включаемыми в совместную обработку, являются приближенные (навигационные) геодезические координаты базовых станций (B, L), приращения геоцентрических координат, полученные в системах постобработки из решения базовых линий в СК WGS84 (∆X_ki, ∆Y_ki, ∆Z_ki), их точностные характеристики δ_x,δ_y,δ_z .

Эти данные читаются из файлов соответствующих форматов – SNAP-файлы (PINACLE), данные по станциям и базовым линиям *.txt, *.csv (LGO), *.asc (TGO, TBC), *.tvf (Topcon Tools), отчеты по решению базовых линий (Spectrum Survey).

При уравнивании сети используются также координаты и нормальные высоты исходных пунктов на участке работ в рабочей системе координат (x, y, Hγ).

Для перехода от эллипсоидальных (геодезических) превышений к превышениям нормальных высот используются разности аномалий высот из модели геоида EGM2008.

Точностные характеристики δ_x,δ_y,δ_z. в обменных файлах пакетов производителей оборудования характеризуют оценку точности приращений координат векторов по внутренней сходимости, получаемой в процессе постобработки. В программе для установления весов наземных измерений используются точностные характеристики измерений линий, направлений и превышений, устанавливаемые для каждого класса (группы) измерений либо на основе требований нормативных документов, либо назначаемые пользователем в соответствии с методикой измерений в классе (группе).

Для обеспечения гибкости, выбора стиля уравнивания ГНСС-векторов в программе используются точностные характеристики δ_x,δ_y,δ_z., кроме того в колонке Множитель таблицы Измерения ГНСС предоставлена возможность введения некоторого множителя для RMS, а в поле Влияние RMS на расчет весов ГНСС при настройке общих параметров уравнивания в окне Свойства проекта предоставлена возможность с той или иной степенью (от 0% до 100%) учитывать для установления весов точностные характеристики класса (группы) измерений.

Анализ точности реализованного метода

Расстояния, получаемые из приращений пространственных координат – это физические длины, точность которых зависит только от точности полученных в постобработке приращений координат и не зависит от предлагаемой методики (естественно, не считая точности редуцирования).

Точность рассчитанных направлений в определенной степени зависит от точности полученных навигационных координат. Но степень влияния незначительна. Изменения для редуцированных линий длиной 25 км при изменении навигационных координат на 1” дает погрешность в 0.001”, чем вполне можно пренебречь в сетях кадастровых съемок, инженерных изысканий, городских сетях.

Точность рассчитанных превышений существенно зависит от точности значений навигационных координат, причем имеет место линейная зависимость. На рисунке приведен график зависимости точности определения превышения от точности определения навигационных координат для линий разной длины.

Отчеты и ведомости

По результатам предварительной обработки создаются следующие выходные документы:

Ведомость предобработки для каждой станции и пункта наведения планово-высотного обоснования (включая теодолитные ходы) содержит усредненные значения расстояний, направлений и класс точности измерения. Ведомость формируется и отображается командой Ведомость предобработки меню Ведомости.
Ведомость линий и превышений для каждой станции и пункта наведения планово-высотного обоснования (включая теодолитные ходы) содержит значения расстояний и превышений в прямом и обратном направлении, их средние значения и среднеквадратические ошибки для случаев, когда число измерений линии или превышения ≥ 3. Направление измерения прямо и обратно обозначаются символами "<<" и ">>". Ведомость формируется и отображается командой Ведомость линий и превышений меню Ведомости.
Ведомость редуцирования линий, в которой дается значение измеренных линий, приводятся все значения учтенных поправок и редуцированные, подлежащие уравниванию значения линий. Ведомость формируется и отображается командой Ведомость редуцирования линий меню Ведомости.
Ведомость редуцирования линий ПВО, в которой дается значение измеренных линий, приводятся все значения учтенных поправок и редуцированные, подлежащие уравниванию значения линий. Ведомость формируется и отображается командой Ведомость редуцирования линий ПВО меню Ведомости.
Ведомость редуцирования направлений, в которой дается значение измеренных направлений, приводятся все значения учтенных поправок и редуцированные, подлежащие уравниванию значения направлений. Ведомость формируется и отображается командой Ведомость редуцирования направлений меню Ведомости.
Ведомость спутниковых измерений, в которой даются векторы направлений, расстояния, а также средние квадратические ошибки направлений и расстояний. Ведомость формируется и отображается командой Ведомость спутниковых измерений меню Ведомости.

Примечание Векторы спутниковых измерений в горизонтной форме приведены в общих ведомостях вместе с наземными измерениями.

Формирование и просмотр ведомостей производится выбором соответствующей команды меню Ведомости/Предобработка.

Помогла ли вам статья?