Точность спутниковых определений координат под пологом древостоя

УДК 528.16:681.3

ТОЧНОСТЬ СПУТНИКОВЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ КООРДИНАТ ПОД ПОЛОГОМ ДРЕВОСТОЯ

THE ACCURACY OF SATELLITE DEFINITIONS OF THE COORDINATES UNDER THE CANOPY OF THE FOREST

Кравченко О.В.

Рассмотрены вопросы применения методов спутниковых определений координат под пологом древостоя. Приведены результаты точности определения координат пунктов навигационными и геодезическими приемниками на землях лесного фонда.

The article discusses the use methods of satellite definitions of the coordinates under the canopy of the forest. The results of the accuracy of determination of coordinates of points of geodetic and navigation receivers on the lands of forest Fund.

Ключевые слова: спутниковые методы, GPS-приемники, погрешность измерений Key words: satellite methods, GPS-receivers, measurement error

Эффективное ведение лесного хозяйства, рациональное использование лесных ресурсов, мониторинг лесов, инвентаризация и учет лесного фонда все это требует точной и достоверной топографо-геодезической информации. На современно этапе топографо-геодезические работы невозможны без внедрения новых технологий, приборов, программных средств. Применение методов спутникового позиционирования (GPS-методов) позволяет оперативно решать поставленные задачи с абсолютно новым принципом сбора пространственной информации о местности.

Такие методы имеют ряд преимуществ перед традиционными геодезическими измерениями:

- исключение необходимости взаимной видимости между определяемыми пунктами;

- расстояния между определяемыми пунктами могут составлять десятки километров;

- возможны наблюдения в любую погоду, как в дневное, так и в ночное время;

- измерения и обработка результатов почти полностью автоматизированы;

- возможно получение координат геодезических пунктов в реальном масштабе времени и др.

Целью исследований является анализ точности результатов автономных и относительных методов спутниковых определений с возможностью дальнейшего использования полученных данных для создания на землях лесного фонда пунктов опорной геодезической сети, оценки границ лесных площадей, привязки аэро- и космических снимков, оперативном обновлении картографической информации в ГИС.

Для проведения полевых измерений использовались навигационные приемники GPS Etrex, GPSmap 60C фирмы Garmin и комплект одночастотной спутниковой аппаратуры Trimble R3.

Оба навигационных приемника 12-ти канальные, способны принимать дифференциальные поправки, непрерывно отслеживать и использовать до 12 спутников для расчета и обновления собственного местоположения. В приемниках ведется автоматическая запись текущей траектории, а также сохраняются 10 последних траекторий, что позволяет с легкостью повторить путь в любом из направлений. Данные, получаемые со спутников, один раз в секунду непрерывно обновляются.

Навигационными приемниками были выполнены определения геодезических координат пунктов под кронами деревьев в стандартном режиме и с подключением функции приема сигналов со спутников EGNOS.

Данные исследований свидетельствуют о том, что точность определения координат опорных пунктов навигационными приемниками, находится в пределах 10-12 м в плане, что вполне достаточно для выполнения привязки аэро-и космических снимков при создании тематических карт лесных ресурсов.

Если использовать для привязки материалов аэрокосмических съемок существующие планы или карты, то следует учитывать, что средняя погрешность положения точек и контуров на таких картах и планах обычно составляет 0,75 мм в масштабе карты.

Например, точность определения контуров на топографической карте масштаба 1:50 000 соответствует на местности расстоянию в 30-40 м, а с использованием GPS-приемника дает точность в пределах 10-12 м.

Точность определения координат пунктов навигационными приемниками с использование сигналов EGNOS колеблется в пределах 12-14 м. Исходя из этого, можно с определенной долей уверенности сказать, что использование сигналов EGNOS не только не улучшает, а даже ухудшает точность определения координат. Это объясняется отсутствием на территориях нашей республики сети базовых станций, которые бы могли правильно и точно вычислять ионосферные задержки и через геостационарные спутники ретранслировать их пользователям.

Используемый для геодезических измерений комплект одночастотной спутниковой аппаратуры Trimble R3 включает: объединенные в одном корпусе приемник GPS Trimble R3 и полевой контроллер Trimble Recon, а также антенну Trimble А3. Результаты съемки сохраняются в отдельном job-файле для передачи и постобработки на ПК.

В результате при использовании одночастотных приемников геодезического класса Trimble R3 в режиме «fast static» (быстрая статика) точность определения координат опорных пунктов под пологом древостоя составляет порядка 0,15 см в плане.

Точность определения лесных площадей в плане кинематическим режимом колеблется в пределах от 1,4 м до 2 м. Наибольшая точность в определении местоположения достигнута в сосновых древостоях (1,36 м). Примерно одинаковыми по точности получились результаты координирования в еловых

и березовых древостоях (1,55 м и 1,62 м соответственно). Наименьшая точность определения площадей получена в черноольшаниках (порядка 2 м).

Данные исследований показывают, что методы спутниковых определений координат можно использовать для плановой привязки аэро- и космических снимков, подготовки планово-картографических материалов лесоустройства, отвода участков (лесных площадей) лесокультурного фонда.

При этом для получения приемниками навигационного класса точности выше 10-12 м в плане необходимо предварительно проводить выбор соответствующих мест расположения опорных точек, а при возможности и необходимости выполнять расчистку этих мест от растительности.

При работе одночастотными GPS-приемниками для повышения точности и надежности геодезической информации необходимо на этапе планирования спутниковых измерений необходимо:

- получать альманах, включающий данные о спутниках, их положении, времени восхождения и нахождения в пределах заданной территории;

- определять лучшие «окна» для спутниковых измерений.

На этапе постобработки результатов в камеральных условиях:

- проводить анализ данных со спутников;

- исключать те промежутки времени, когда прием сигналов был слабым, что позволяет повысить точность определения координат в 4-5 раз.

Список использованных источников

1. Парахин, С. В. Поиск пунктов ГГС с помощью навигационного приемника GPS и ГИС «Карта 2005» / С. В. Парахин, О.Н. Бейчук, Л.С. Терентьева // Геопрофи. 2007. №2. С.16-18.

2. Манович, В. Н. Применение навигационных приемников GPS для построения цифровых карт и планов лесных ресурсов/ В. Н. Манович, В. В. Максимук // Геопрофи. 2003. №5. С.7-8.

3. Trimble Geomatics СГГюе. User manual / Trimble Navigation limited. U.S.A., 2001. 144 p.

4. Кравченко О.В., Исследование точности автономных и относительных методов спутниковых определений координат под пологом древостоя / Труды БГТУ. 2014. №1: Лесное хозяйство, Минск. С. 23-25.