9.5 Современная технология производства топографической съемки

Топографическая карта представляет собой цифровую модель местности (ЦММ), которая в последнее время получила наиболее широкое распространение. ЦММ является информационной основой автоматизированных систем проектирования и управления, а также географических информационных систем. ЦММ создают применяя, главным образом, спутниковую аппаратуру и электронные тахеометры. Информацию о местности и ее элементах получают и обрабатывают в цифровом виде.

Топографическая съемка выполненная с использованием спутниковой аппаратуры и электронных тахеометров называется цифровой топографической съемкой. Современная технология производства цифровой топографической съемки состоит в сочетании использования спутниковых приемников, реализующих статистический и кинематический режим измерений в реальном времени и электронного оборудования (тахеометров). Используя спутниковые приемники, определяют плановые координаты и высоты объектов. Электронные тахеометры (см. п. 9.3) применяют для досъемки тех участков местности, где использование спутниковой аппаратуры невозможно («закрытая местность», т. е. территория плотно застроена высотными зданиями) или нецелесообразно.

Оборудование и производство цифровой топографической съемки. Спутниковая аппаратура состоит из комплекта спутниковых приемников, реализующих (поддерживающих) режим наблюдений в реальном времени, включающих базовую (опорную, референцную) станцию и, как минимум, одну подвижную (роверную) станцию.

Базовая станция включает геодезический фазовый спутниковый приемник со спутниковой антенной и передающий радиомодем с радиоантенной. Спутниковые приемники бывают двух типов: одночастотные и двухчастотные. В комплект базовой станции также входят: аккумуляторы, штатив, штанга для измерения высоты спутниковой антенны, соединительные кабели и другое вспомогательное оборудование.

Аппаратура подвижной (роверной) станции включает: спутниковый приемник со спутниковой антенной, приемный радиомодем с радиоантенной и многофункциональный контроллер, предназначенный для управления работой всего подвижного комплекта, а также дополнительные аккумуляторы и соединительные кабели. Спутниковый приемник закрепляют на специальной вехе и при помощи круглого уровня устанавливают на определяемой (снимаемой) точке.

В комплект электронного тахеометра входят вехи с призменными отражателями и рация для связи между исполнителем (наблюдателем) и речниками – вешечниками. В процессе съемки тахеометр регистрирует и накапливает данные в виде: названия (номера), координат и кода точки (пикета).

Перед производством цифровой топографической съемки с применением спутниковых технологий составляют абрис и подготавливают классификатор (библиотеку) кодов объектов, подлежащих съемке, которые в дальнейшем будут необходимы для рисовки рельефа и последующего распределения объектов съемки по слоям векторной электронной карты. Такими слоями являются: подземные коммуникации, наземные сооружения, дорожная сеть и т. п. Выбирают систему координат и проекцию, в которой будут определяться координаты. Возможные системы координат встроены в контроллер.

Съемка спутниковым приемником в реальном времени в режиме кинематики начинается с инициализации, т. е. с изначального разрешения многозначности результатов фазовых измерений. С применением двухчастотного спутникового приемника для инициализации достаточно 8 – 14 минут, причем антенна может находиться как неподвижно, так и в движении. При использовании одночастотного приемника на инициализацию затрачивается 20-25 минут и антенна должна быть установлена неподвижно. Спутниковый приемник центрируют над пунктом с известными координатами. Таким пунктом может быть, как пункт геодезической сети созданной ранее наземными методами, так и пункт вновь созданной геодезической сети спутниковым методом в режиме статики. Спутниковый приемник обрабатывает принятый антенной сигнал, а передающий радиомодем с помощью радиоантенны транслирует эту информацию на подвижную станцию. При благоприятных условиях этот сигнал может быть принят подвижной станцией на расстоянии до 10 км для одночастотного и 25 км – для двухчастотных приемников.

После завершения инициализации веху со спутниковой антенной устанавливают на определяемую точку и с клавиатуры контроллера- накопителя вводится название (номер) точки, а из классификатора кодов выбирается код определяемого объекта. После чего вводят значение высоты вехи. Спутниковый приемник после обработки сигналов спутников и информации, принятой по радиоканалу с базовой станции, вычисляет координаты точки, на которой установлена спутниковая антенна. В течение 2-5 секунд на дисплей контроллера выводятся координаты точки с оценкой их точности определения. Встроенные в контроллер функции позволяют вычислять координаты недоступной точки, например, оси столба. Контроллер фиксирует в памяти окончательные значения координат и атрибуты объекта.

Досъемку участков местности выполняют электронными тахеометрами в следующем порядке. Тахеометр устанавливается на точку с которой будет производиться съемка и приводится в рабочее положение. Сориентировав прибор по начальному направлению, вводят значение его высоты, высоту отражателя (вехи), номер определяемой точки (пикета) и код объекта. После этого включают режим измерений. При этом определяются вертикальный и горизонтальный углы на веху и расстояние до нее. По данным измерений автоматически вычисляются координаты точки (пикета) и фиксируются во внутренней памяти или в накопителе (регистраторе) прибора. Наличие в тахеометрах электронных регистраторов позволяет автоматизировать процесс съемки: в регистраторе фиксируются не только данные измерений, но и характеристики точек. Таким образом, ведется «электронный абрис» съемки. Кроме того, в электронных тахеометрах имеются встроенные функции определения недоступных высоты и расстояния, вычисление площади и пространственных координат, вынос в натуру расстояния, координат и высоты недоступных объектов. Предусмотренные стандартные программы измерений позволяют выполнять фасадную съемку. Перечисленные функции и программы позволяют контролировать и управлять измерительной информацией по конкретному объекту.

При выполнении цифровой съемки спутниковыми приемниками и электронными тахеометрами одновременно с определением и фиксацией координат точек и объектов, фиксируются их атрибуты: код объекта, его характеристики, комментарии. Эта информация заносится в цифровом виде в накопители и далее используется для автоматического составления плана, и связанной с ним базы данных. В последующем вся информация переносится в компьютер, который и используется для составления цифрового плана местности. После корректировки в полевых условиях получают окончательный вариант цифровой модели местности. ЦММ, созданная с применением спутниковой аппаратуры и/или электронных тахеометров предоставляет его пользователю большие возможности. Например, можно определить эллипсы ошибок каждого пикета, дату, время съемки и другие дополнительные сведения.