геодезія острозький

Розділ I

Першим завідувачем кафедри був професор, д.т.н. Г.О. Мещеряков (1969— )91). Протягом 1991-2001 pp. кафедру очолював доцент, к.ф.-м.н. [.Д. Йосипчук. З 2001 до 2009 р. завідувачем кафедри був професор, д.ф.-м.н.

.М. Зазуляк. З 2009 р. - професор, д. т. н. П.Г. Черняга.

Основний навчальний напрям кафедри - розроблення комплексу навчаль- з-методичного забезпечення підготовки фахівців зі спеціальності "Картографія".

Основні наукові напрями кафедри:

•прогнозування розвитку територій та їх картографування з захуванням функціональних властивостей і впливу геодинамічних процесів;

•математичне моделювання в геодезії, астрономії та геофізиці. Останнім напрямом керував проф. Г.О. Мещеряков. Коло наукових ін-

;ресів Г.О. Мещерякова охоплювало космічну геодезію, астрономію, атематичну картографію, прикладну математику тощо. Результати досліджень зубліковані більш ніж у 160 працях, серед яких три монографії. Визначним ауковим досягненням Г.О. Мещерякова є монографія "Теоретичні основи атематичної картографії-" (1968) - єдина з праць українських вчених, яка в 372 р. увійшла до американського списку вибраної світової літератури з атематичної картографії; наближене розв'язання основних обернених задач ;орії потенціалу, важливе для космічної геодезії і геофізики; постановка та озв'язання змішаної задачі теорії наближення функцій тощо. Проте головною іслугою професора Г.О. Мещерякова є створення у Львові відомої в світі аукової школи з дослідження гравітаційного поля Землі та планет.

В інституті працює Вчена рада із захисту докторських та кандидатських исертацій. Першу у Львівській політехніці спеціалізовану Вчену раду очолив роф. М.К. Мигаль (1971-1974). Згодом, після деякої перерви, раду очолив роф. І.Ф. Монін, з 1986 р. радою керував проф. А.Л. Островський, з 2001 р. - роф. П.М. Зазуляк, а з 2008 р. - проф. К.Р. Третяк. Захист докторських исертацій на спеціалізованій Вченій раді почався з 1986 p., усього захищено онад 100 дисертацій, з них понад 20 докторських.

Другим важливим науковим центром України, що працює в галузі геодезії а топографії, є колектив геодезистів Київського національного університету удівництва і архітектури (КНУБА), де, починаючи з 1958 p., ведеться ідготовка спеціалістів з напряму "Інженерна геодезія". Протягом 1950-1970 pp. афедру інженерної геодезії очолював проф. М.Г. Відуєв. Цю кафедру згодом оділили на дві: інженерної геодезії та автоматизації геодезичних вимірів. Сьогодні цими кафедрами керують проф. С.П. Войтенко та доц. B.C. Стаовєров. Туг в різні періоди працювали професори М.Г. Відуєв, Ю.В. Поліщук, >.І. Кобилін, О.С. Лисичаиський, В.М. Сердюков, ГІ.І. Баран, Т.Ч. Чмчяп, (\ ('убогім, Н.О. Ііоровиіі та понад 25 доцентів.

Загальні відомості з топографії

Загальний науковий напрям, започаткований проф. М.Г. Відуєвим, - інженерна (динамічна) геодезія. Іншим науковим напрямом, який очолив проф. В.М. Сердюков, стали дослідження в галузі інженерної фотограмметрії. О.І. КоГіилін - один з найвидатніших спеціалістів в Україні з питань зрівноваження геодезичних мереж. Тема докторської дисертації Ю.В. Поліщука: "Наукові основи і принципи інформаційно-ерготичних систем в інженерній геодезії". В ній розв'язується питання поєднання систем "людина-прилад-середовище", що

дослідження оптимальних методів контролю геометричних параметрів споруд". Докторська дисертація І.Є. Субогіна охоплює питання методів, засобів, частоти і 11імпості геодезичних вимірів під час геолого-геофізичних робіт. Т.Т. Чмчян у докторській дисертації розробив способи застосування теорії розмірних нанцюгів для розрахунку будівельних допусків. Тема докторської дисертації ('II. Войтенка: "Проблеми точності геодезичних вимірів в будівельно-мон- іажному виробництві та шляхи їх вирішення" - важлива для будівництва. Докторська дисертація В.О. Борового стосується теорії і методів підвищення і оч ності вимірювань геодезичними приладами спеціального призначення.

Досягнення київської наукової школи інженерної геодезії відомі в Україні, і за кордоном. До успіхів київської інженерної геодезії можна зарахувати також дослідження колишнього завідувача кафедри геодезії та картографії Київського університету проф. А.Г. Григоренка, який розробив сучасні методи та засоби вимірювань зсувів.

Ще одним осередком у Києві, що веде як топографо-геодезичні, так і картографічні наукові дослідження та готує інженерів-картографів, є кафедра ігодезії і картографії Національного університету ім. Т. Шевченка, якою

імі ують у Кривому Розі, Донецьку. У Рівному та Івано-Франківську випускають

рнка, І'.М. Рудого (м. Івано-Франківськ), доцента Д.В. Брєжнєва (м. Донецьк).

Загальні відомості з топографії

"Геознім", а у 1937 р. - на республіканський трест "Геотопозйомка". З 1930 р. н Україні міські знімання виконувала одна спеціалізована організація. У 1966 р. трест об'єднали з проектним інститутом "Діпроміст", а у 1973 р. на основі колишнього тресту створено Український державний інститут інженері ю- геодезичних вишукувань і знімань (УкрДІГВІ), який з вересня 1993 р. називається Українським державним науково-виробничим інститутом знімання міст та геоінформатики. Пізніше з нього виділилось підприємство Київгеоінформатики. УкрАГП, Державний інститут геоінформатики і були тими організаціями, на які лягав основний тягар топографо-геодезичних робіт в Україні. Сучасну структуру ГУГКК України розглянемо в окремому параграфі.

Територія України характеризується достатньо високим рівнем геодезичної та картографічної забезпеченості. До початку 90-х років на всій території країни практично завершено побудову Державної геодезичної мережі (ДГМ) на основі традиційних методів тріангуляції, трилатерації і полігонометрії. До її складу входить астрономо-геодезична мережа (ATM), яка є основою для визначення координат в єдиній системі і налічує 5933 пункти 1-го та 2-го класів і очі і ості, 108 базисів, 256 астрономічних пунктів.

Точність визначення взаємного розташування сусідніх пунктів цих АГМ сіаповить близько 10 см. Пунктів тріангуляції, трилатерації, полігонометрії 3 4 класів нараховується близько 19800. Середня густина пунктів Державної іеодезичної мережі 4-х класів становить один пункт на 30,5 км2. Проте в різних районах країни густина пунктів неоднакова. Так, на території Донецької, Луганської і Закарпатської областей густина досягає одного пункту на 5-10 км2. Гака густина та точність планових мереж свого часу забезпечувала знімання великих масштабів та розв'язання деяких інженерних задач.

1.1.5. Організація топографо-геодезичної служби в Україні

Відправною точкою становлення самостійної геодезично-картографічної служби України стала постанова Кабінету Міністрів України № 306 від І пистопада 1991 р. "Про створення Головного управління геодезії, картографії та кадастру при Кабінеті Міністрів України". У відання нового виконавчого органу (іуно передано усі підприємства й організації колишнього Комітету геодезії та картографії СРСР, розташовані на той час на території України (загалом 12 підрозділів). Першим начальником управління призначили випускника 'її.пінської політехніки J1.A. Бондара.

У листопаді 1992 р. Кабінет Міністрів України прийняв постанову № 622, «кию заіверднн "Положення про Головне управління геодезії, картографії та міцно і ру".

Розділ I

У грудні 1998 p. Верховна Рада України ухвалила закон "Про топографоздезичну та картографічну діяльність". Але тільки 3 червня 1999 р. указом >езидента України за № 606/99 затверджено "Положення про Головне упвління геодезії, картографії та кадастру". Відповідно до цього положення Говне управління геодезії, картографії та кадастру (Укргеодезкартографія) є центльним органом виконавчої влади, підпорядкованим Кабінету Міністрів України.

Станом на 2010 р. Головне управління підпорядковувалось Міністерству ологїї та природних ресурсів України.

У своїй діяльності Укргеодезкартографія керується Конституцією України, коном України "Про топографо-геодезичну та картографічну діяльність", Поло- :нням про Головне управління, затвердженим Президентом України, іншими конами та актами Президента, Верховної Ради, Кабінету Міністрів України.

Основне завдання Укргеодезкартографії - забезпечити реалізацію ржавної політики в галузі топографо-геодезичної і картографічної діяльності, ійснення контролю у цій сфері, керівництво, організацію і координацію астро- мо-геодезичних, геодезичних, топографічних, маркшейдерських, гравіметчних, картографічних робіт, проведення наземних та аерокосмічних знімань, кенерних вишукувань і кадастрових знімань, створення цифрових, електрон- [х карт, планів і географічних інформаційних систем. Усе перелічене є іедметом топографо-геодезичних і картографічних робіт.

Укргеодезкартографія відповідно до покладених на неї завдань:

1)розробляє проекти державних програм щодо забезпечення потреб ;раїни в топографо-геодезичній та картографічній продукції;

2)координує топографо-геодезичну і картографічну діяльність в Україні, ійснює методичне керівництво роботами в цій сфері;

3)аналізує стан Державної геодезичної мережі, охорони геодезичних нктів, розробляє пропозиції щодо єдиної державної системи координат та рядок введення місцевих координат;

4)виступає державним замовником науково-дослідних та інших робіт в лузі, розробляє напрями і програми діяльності в межах своєї компетенції;

5)здійснює державний контроль за додержанням встановлених вимог до конання робіт, заданих інструктивними документами;

6)здійснює державний облік робіт, забезпечує зберігання матеріалів, ержаних за результатами їх виконання, формує Державний картографоздезичний фонд, банки цифрових та електронних карт, геодезичних даних;

7)розглядає та затверджує проектно-кошторисну документацію на конання робіт, організовує і бере участь у їх проведенні;

8)здійснює матеріальне забезпечення робіт;

9)задовольняє погреби органів державної влади, економіки, оборони, укн, освіт і населення у топографо-геодезичних матеріалах;

Загальні відомості з топографії

6.Топографічне картографування території та розвиток технологій виконання топографічних знімань на основі застосування аерокосмічних даних, цифрових методів, супутникових радіонавігаційних систем.

7.Тематичне і спеціальне картографування, розроблення та видання серії тематичних атласів карт для навчального процесу.

8.Топографо-геодезичне і картографічне забезпечення демаркації державного кордону.

9.Створення нормативно-правової і нормативно-технічної бази іопографо-геодезичної та картографічної діяльності, створення національного

сі алону України.

10. Створення інформаційних банків і баз геопросторових даних. Відповідно до цієї програми створюють сучасні державні мережі за

вирішують інші перелічені вище проблеми.

Історичний досвід людства показує, що економічна міць цивілізованої країни, її міжнародний авторитет, рівень життя народу, обороноздатності, інформаційної безпеки залежить сьогодні передусім від рівня національної геодезичної супутникової технології та космічної науки. "Хто володіг інформацією - володіє світом".

Карти, як і книги, дають надзвичайно багато інформації про нашу планету, а для покращення карт треба підвищувати та розширювати їх інформативність. Підвищення інформативності планів та карт безпосередньо залежить від точності планів та карт, від їхніх масштабів. У зв'язку із збільшенням масштабів знімання потрібно підвищувати точність математичної основи карт та планів, модернізувати методи їх побудови на основі новітніх досягнень науки і техніки.

Назвемо основні відмінності між сучасними державними геодезичними мережами (ДГМ) та мережами минулого:

1. Сучасні мережі створюють методами космічної та наземної геодезії, тоді як раніше ДГМ будували тільки наземними методами.

2. Завдяки космічним методам сучасні мережі будують переважно як просторові мережі, тобто одночасно визначають планові координати точок А'(, Yt та висоти //,. В минулому планові та висотні мережі створювали окремо.

3.Частина пунктів ДГМ є перманентними, в яких безперервно ведуть космічні та наземні геодезичні вимірювання, астрономічні та гравіметричні спостереження, інші вимірювання. Необхідність в постійних вимірюваннях викликана покладеним на геодезію завданням вивчати зміни розмірів та форми Землі з часом.

4.Сучасні мережі точніші.

Назвемо дві головні причини, що вимагають підвищення точності ДГМ. По-ііерше, це перехід до великомасштабних топографічних знімань. В

\'країпі на всю територію с карги масштабу 1: 10000. Ллє потрібні карти більших масштабів 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 (масштаб білі.ший, якщо його зна-

Розділ I

енник менший). Раніше точність ДГМ розраховували на максимальний асшгаб 1:10000, сьогодні треба визначати точність ДГМ на масштаб 1:500 і ІВІТЬ на масштаби 1:200, 1:100.

По-друге, і це не менш важливо, в наш час користуються не тільки іперовими топографічними картами, але й електронними.

Точність вимірювань на паперових картах становить 0,1 мм у масштабі іану чи карти. Горизонтальна віддаль на місцевості, яка на карті масштабу 10000 дорівнює 0,1 мм, становить 1 м. Це означає, що для такого масштабу іперових карт достатньо знати координати Хта Уточок з похибками 1 м.

Якщо масштаб 1:500, то величині 0,1 мм відповідатиме на поверхні Землі ризонтальний відрізок 5 см. Як бачимо, з переходом до масштабу 1:500 треба цвищити точність ДГМ у двадцять разів. Але цього недостатньо. На елекгнних картах координати визначають не графічно, а аналітично, ототожнюючи ординати точки з координатами пікселів. Якщо розмір піксела 20 мікрон, бто 0,02 мм, то координати точки для електронних карт потрібно знати в 4-5 зів точніше. Справді, поділивши 0,1 мм на 0,02 мм, отримаємо 5. Тобто цільна точність координат ДГМ для електронних карт становить 1-2 см. іникає запитання: чи може сучасна геодезія забезпечити таку точність?

Перевага сучасної геодезії - це висока точність лінійних вимірів. Справді, шість вимірювання ліній мірною стрічкою 1:2000, а електронним геометром - 1:200000 і це ще не межа. Зрозуміло, що відповідь на поставлене іитання позитивна.

5. Зменшення розрядності мереж.

Раніше мережі поділялися на чотири класи. Сучасні ДГМ відповідно до станови Кабінету Міністрів України від 8 червня 1999 р. № 844 поділено на л класи.

Фундаментальна державна геодезична мережа - це мережа пунктів, >рдинати яких визначено за допомогою сучасних космічних технологій з ІВИЩОЮ точністю. Її основою є 15 пунктів, рівномірно розташованих на іиторії України.

Просторове положення пунктів астрономо-геодезичної мережі 1-го класу "М-1) визначаються методами супутникової геодезії в загальноземній системі

нції показано на рис. 1.1.7.

Постійнодіюча базова станція повинна мати приймач глобальної іігаційної супутникової системи (ГНУС), супутникову антену, комп'ютер, іедавач, програмне забезпечення, безперебійне джерело сіруму. Приймач діє ТІҐІІІО. Роботою приймача керує комп'ютер, який опрацьовує дані

Загальні відомості з топографії

супутникових вимірювань. Програмне забезпечення базової станції повинно забезпечувати опрацювання даних приймача ГНУС, а також видавиш диференційні поправки. Користувачі рухомих приймачів ГНУС під час виконання польових робіт отримують необхідні дані, а також диференціині поправки через радіоканали, інші безперебійні швидкісні мережі зв'язку або через Інтернет і можуть визначати координати із сантиметровою точністю.

І

Рис. 1.1.7. Постійнодіюча перманентна станція (Шацьк)

Решта пунктів АГМ-1 - це фундаментально закріплені на місцевості пункти. Положення цих пунктів періодично визначають згідно з довго u-рміновою програмою їх існування.

Сучасна АГМ України налічує 5933 пункти 1-го і 2-го класів точності, І ОХ Оазисів, 256 астрономічних пунктів. Пункти АГМ-1 віддалені один від одного на 150 км. Взаємне положення сусідніх пунктів ATM визначають з точністю

(шизько 10 см.

Пункти ATM повинні бути зв'язані з мережами високоточного нівелювання, що дає змогу визначати перевищення нормальних висот між сусідніми пунктами із середньоквадратичними похибками не більшими, ніж 0,05 м. Па кожному пункті АГМ-1 періодично повторно визначають відхилення прямовисних ліній із середньоквадратичною похибкою 0,5".

Взаємне розташування пунктів АГМ-1 на території України зображено на рис. І.1.8. Основні вимоги до мереж 2 та 3 класів подано в табл. 1.1.1.

Як видно з табл. 1.1.1, пункти ДГМ другого та третього класів можна і інорювати як наземними, так і космічними методами. За вихідні дані приймають Європейську референцну систему (EUREF) 1980 р. Параметри

і іііпсоїда EUREF-80 такі:

велика піввісь а = 6378137 м; геометричне стиснення a 1/298,2572.