Использование данных спутниковых навигационных систем для картопостроения

Использование данных спутниковых навигационных систем GPS или ГЛОНАСС о координатах движущихся объектов, получаемых с помощью наземных приемников (навигаторов) и данных электронных тахеометров – измерителей пройденных расстояний – позволяет накапливать пространственные данные в цифровой форме и использовать их непосредственно в среде ГИС, минуя промежуточные материалы на бумажной основе. Хранение материалов непосредственно в цифровой форме снимает проблему создания твердых копий и проблему использования уже отснятых границ смежных объектов при новых съемках. Опыт показывает, что использование навигаторов и тахеометров при достаточно больших объемах работ (тысячи объектов, тысячи погонных километров автодорог и т.п.) позволяет снизить стоимость съемок в сравнении с традиционными бумажными технологиями в 3-4 раза и более. При этом происходит значительное увеличение скорости съемок (в 3-4 раза). При традиционной съемке с помощью обычных геодезических инструментов (теодолитов, кипрегелей и т.п.) работы, например, по территории достаточно крупного города могут занять 5-10 и более лет, в результате чего степень актуальности проведенных измерений будет существенно различаться. Увеличение скорости съемок с помощью наземных приемников с завершением их в 1-2 года позволит получить значительно более однородный цифровой картографический материал.

Сегодня широко распространенные пользовательские приемники GPS могут быть разделены на кодовые с точностью позиционирования 30-100 м, кодово-фазовые – 0,5-3 м и фазовые с точностью позиционирования 5-50 мм. Кодовая аппаратура работает в автономном режиме, но может работать и в дифференциальном режиме позиционирования (DGPS). Последний режим реализуется так, что по радиоканалу от базовой станции на удалении до 100-150 км приемниками могут приниматься дифференциальные поправки двухуровневой точности – до 10 м и до 1 м.

Современные приемники имеют внутреннюю память и тогда разовые определения местоположения объекта можно усреднить в течение определенного промежутка времени, получая точность позиционирования 7-10 м даже без DGPS.

Обычно технология получения карт по данным спутниковых навигационных систем следующая. Пользователь объезжает, обходит или облетает интересующие его объекты, снимая их координаты с помощью приемника GPS. Маршрут его перемещения фиксируется в виде трека в памяти приемника. По возвращении пользователь подключает приемник к компьютеру и копирует полученные данные в ГИС. Эти данные могут быть интерпретированы в ГИС как наборы точечных данных, полилиний или полигонов.

Приемники могут быть как самодостаточными устройствами с экраном, независимым питанием, встроенной памятью, так и внешними устройствами, подключающимися к компьютеру через COM-порт или с помощью BlueTooth. В последнем случае такой приемник является только поставщиком навигационных данных в реальном времени.

В настоящее время габариты микросхем для приема сигналов GPS или ГЛОНАСС позволяют встраивать их в мобильную компьютерную технику (ноутбуки, КПК и др.). Часто навигаторами оснащаются современные средства передвижения (самолеты, автомобили, корабли и т.п.).

При наличии на мобильном средстве передвижения современной навигационной ГИС пользователь в реальном времени не только получает данные от спутниковых систем, но решает при этом ряд практически интересных для него задач, в том числе, задачу навигации.

[1] В картографии принято обозначать через x вертикальную ось координат, а через y – горизонтальную ось координат.

[2] Здесь и далее для краткости упоминается только модель Земли в виде эллипсоида, хотя аналогичные определения имеют место и для геоида.