ЛР-3 по E_mail / Задание на ЛР-3 / Методические указания ЛР-3

Методические указания по выполнению лабораторной работы №3

по дисциплине «Методы создания и развития ГГС» для магистров 1 курса направления подготовки 120100.68 «Геодезия и дистанционное зондирование»

«Преобразование пунктов локальной спутниковой геодезической сети из геоцентрической системы координат (СК) ITRF/(WGS-84) в референцную систему координат» СК-95.

Целью настоящих методических указаний (МУ) является оказание студентам, методической помощи в выполнении лабораторной работы №3. В МУ описывается процесс выполнения лабораторной работы №3 (ЛР-3) в соответствии с последовательностью технологических циклов обработки ГНСС-измерений в ПО LGO.

Переход от мировой геодезической сети WGS-84 к локальным системам координат необходим в связи с тем, что большинство геодезических работ, а также создание топографической и картографической продукции выполняется именно в локальных системах координат: СК-95, СК-42, СК-63, местные системы координат. И именно в этих системах координат требуется вычисление координат определяемых точек по результатам измерений и обработки ГНСС-измерений.

В ЛР-3 отрабатываются навыки преобразования координат пунктов, полученных средствами спутниковой геодезии, из ITRF/(WGS-84) в СК-95. Преобразования между ITRF/(WGS-84) и другими референцными СК (СК-42, МСК) осуществляются аналогичным образом. Поэтому, отработав методику данного преобразования, студент сможет самостоятельно, используя приобретенные при выполнении ЛР-3 навыки, преобразовывать координаты пунктов локальных спутниковых геодезических сетей (ЛСГС) из геоцентрических СК (ITRF, WGS-84, ПЗ-90) в референцные СК (СК-42, МСК).

1. ЛР-3 выполняется с использованием опций ПО LGO, описанных детально в руководстве пользователя ПО Leica GeoOffice (LGO) (раздел X «Вычисление параметров трансформации координат из WGS84 в локальные системы координат (СК-42 или СК-95, СК-63, местные системы координат)», раздел XI «Формирование и выдача каталога координат в нужной СК»). Поэтому во время выполнения ЛР-3 рекомендуется изучить эти разделы.

2. Создание проекций и системы координат проекта для каталога координат исходных пунктов в СК-95.

Каждый проект в ПО LGO – это набор точек в некоторой системе координат. Система координат проекта создается в момент его создания и может быть в последующем изменена. Точки в проект вводятся тремя способами:

а) созданием вручную (вся информация о них при этом, включая название и координаты, вводится с клавиатуры); б) импортом сырых наблюдений на точках, при этом точки приходят в проект с

названиями и навигационными координатами, содержащимися в файлах сырых наблюдений. В процессе обработки и уравнивания ГНСС-сети статус и точность каждой точки изменяется (повышается) по иерархии: навигационные → вычисленные → осредненные → уравненные. При этом координаты всех иерархических (точностных) уровней для данной точки сохраняется в БД ПО; в) импортом списка (каталога) координат точек, составленного в некоторой СК из

внешнего файла в проект LGO, система координат которого соответствует СК каталога этих точек.

При выполнении ЛР-3 рекомендуется ввод каталога координат пунктов с координатами, известными в локальной системе координат (государственная система координат СК-95) осуществлять путем их импорта в проект.

Большинство локальных или местных систем координат (СК) имеют характер проекционных СК, то есть СК, построенных по методу проецирования с поверхности

1

относимости (в большинстве случаев это эллипсоид вращения) на некоторую поверхность проекции (во многих, но не во всех, случаях это плоскость) по некоторому математическому закону (математический закон картографической проекции или ПРОЕКЦИЯ). В системе координат та поверхность относимости, с которой проецируются, с ее характеристиками и ориентировкой в теле Земли, называются системой исходных дат (в английском варианте Datum), поверхность проекции и математический закон проекции описываются в ПРОЕКЦИИ (Projection). В Российской Федерации государственная система координат (ГСК) ГСК-95 и ГСК-42, СК-63, а также большинство местных систем координат являются проекционными (многозональными) СК. Поэтому до начала процесса трансформации координат, определенных в результате камеральной обработки ГНСС-измерений в эти локальные СК из WGS-84 в ПО LGO требуется создать эти проекции и системы координат. При этом нужно действовать в последовательности:

А) задать используемый в проекциях локальных СК эллипсоид (в РФ это референцэллипсод Красовского);

Б) создать проекцию для каждой зоны СК, в которую попадают выполненные наблюдения;

Г) создать систему координат (СК) с использованием уже созданного описания локального эллипсоида и проекций.

А) Эллипсоид задается в базе данных (БД) ПО LGO лишь однажды по алгоритму описанному в руководство пользователя ПО Leica GeoOffice (LGO) (далее – руководство пользователя, РП), стр. 28. Данные референц-эллипсоида Красовского занести в Таблицу 1

ЛР-3.

Б) Проекции задаются в соответствии с указаниями на стр. 28-29 РП. Следует иметь ввиду, что на территории Новосибирской области располагается 3 координатные 6- градусные зоны СК-42 (СК-95): 13, 14 и 15 зоны. Однако, для выполнения ЛР-3 координаты исходных пунктов в СК-95 даны в 2-х координатных зонах 13 и 14 (3 пункта АБС НСО, расположенные в 15-й зоне даны в 14-й координатной зоне. Данные проекции занести в Таблицу 2 ЛР-3.

В) Систему координат задать для своего варианта ЛР-3 в соответствии с указаниями, приведенными на стр. 28-29 РП. Данные СК занести в Таблицу 3 ЛР-3.

ВАЖНО!!!

При выполнении ЛР-3 на компьютере, где выполняют работы другие студенты, референц-эллипсоид Красовского, проекции и системы координат в БД ПО LGO могут быть введены Вашими предшественниками, выполнявшими аналогичную работу в этом ПО. Поэтому следует использовать введенные другими студентами параметры эллипсоида Красовского, проекций и СК только после тщательной проверки, убедившись, что все данные введены верно. Даже если эллипсоид, проекция и СК созданы не Вами, а другими студентами, после проверки их корректности параметры этих элементов СК вносятся в Таблицы 1, 2 и 3 Лр-3.

3. Создание проекта в СК-95, импорт данных и определение параметров

трансформации между СК WGS-84 и СК-95.

Создание проекта с нужной СК (в ЛР-3 это СК-95) осуществляется уже известным студентам образом, по аналогии с созданием проекта для ЛР-1 и ЛР-2, детально эта процедура описана в РП стр. 3-4. При этом, для создания проекта в СК-95, на закладке Coordinates нужно указать (выбрать из списка) нужную СК, которые создана ранее Вами для этой СК.

Импорт каталога координат исходных пунктов в СК-95 в проект с предустановленной СК (СК-95) осуществить в соответствии с указаниями РП на стр. 31. Импортируемым файлом при этом является файл каталога координат исходных пунктов в СК-95, прилагаемый к настоящей ЛР-3 в качестве исходных данных.

2

Определение параметров трансформации между СК WGS-84 (ITRF) и СК-95

осуществляется в соответствии с РП, стр. 32.

При этом автоматическое сопоставление пунктов в обеих системах координат (функция Auto Match) при определении параметров трансформации сработает лишь в том случае, если названия пунктов в обеих сопоставляемых СК абсолютно идентичны. Если это не так, для пунктов, названия которых не совпадают, выбор придется делать вручную.

Поэтому, если Вы планируете работать с использованием функции Auto Match, (особенно ее нужно использовать, если приходится осуществлять перевычисление параметров трансформации многократно и выбирать из многих вариантов оптимальный по точности), рекомендуется до процедуры определения параметров трансформации названия пунктов привести к единообразию. Сделать это можно скопировав названия пунктов из одного проекта (например проекта, где эти пункты имеются в СК WGS-84) и вставив в проект, где пункты находятся в СК-95.

Полученные параметры трансформации с оценкой точности (в плане, по высоте и суммарно в плане и по высоте) следует сохранить как текстовый файл, из которого данные ввести в соответствующие колонки Таблицы 4 ЛР-3. Недостающие данные по точности определения параметров трансформации по осям X и Y следует взять из отчета о вычислении параметров трансформации (см. закладку Report окна вычисления параметров трансформации).

Крое того, следует обязательно выполнить указание, приведенной в РП в части создания на базе вновь определенных параметров трансформации новой системы координат и присоединения этой СК к проекту, в котором содержались пункты в СК

WGS-84

При сохранении вычисленных параметров трансформации между СК WGS-84 (ITRF) и СК-95 как новой системы координат следует присваивать им интуитивно понятное название, например: WGS84--СК-95_ЛР3_Вар_5.

4.Составление каталога координат в СК-95 выполняется в соответствии с РП стр.

33.В ЛР-3 рекомендуется использовать описанный в РП второй вариант формирования каталога координат точек в СК-95, а именно через закладку Points ПО LGO. При этом путем манипуляций с колонками (описано в РП) в каталоге данной закладки сохраняются только те, которые соответствуют колонкам Таблицы 5 ЛР-3, см Рис. 1.

Рисунок 1 Вид каталога координат в локальной СК в ПО LGO

Обратите внимание на положение кнопок систем координат на данном рисунке, которые установлены правильно. Тип координат – локальные (LOCAL) , вид

координат плоские прямоугольные (Grid) .

5. Составление Отчета о выполнении ЛР-3 является заключительным этапом выполнения ЛР-3. В нем излагаются все этапы работы, полученные результаты описываются в тексте и вносятся в соответствующие таблицы ЛР-3, делаются выводы.

© В.И. Обиденко, 2014

3