Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоинформационное обеспечение исследований русел крупных рек

ВАК РФ 25.00.35, Геоинформатика

Автореферат диссертации по теме "Геоинформационное обеспечение исследований русел крупных рек"

На правах рукописи

ИЛЬЯСОВ Аскар Кургамысович

ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ РУСЕЛ КРУПНЫХ РЕК

25.00.35 - геоинформатика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре картографии и геоинформатики географического факультета Московского государственного университета им М В Ломоносова

Научный руководитель:

доктор географических наук, профессор

Б Б Серапинас

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор

А Н Чумаченко

кандидах i еографических наук, доцент

А В Панин

Ведущая организация:

ЗАО «Проектно-изыскательский институт Ленгипроречтранс»

Защита сосгошся 8 декабря в 1500 часов на заседании Диссертационного совета по геоморфологии и эволюционной географии, гляциологии и криологии Земли, картографии, геоинформатике (Д-501 001 61) в Московском государственном университете по адресу 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, аудитория 2109

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ на 21 этаже

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим отправлять по адресу 119992, Москва, ГСП-2, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, ученому секретарю Диссертационного совета Д-501 001 61 Факс (095) 932-88-36 E-mail river@nver geogr msu su

Ученый секретарь Диссерхационно! о совех

Автореферат разослан « / » ноября 2005 г

профессор

Ю Ф Книжников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационной работы Реки как природный компонент давно используются человеком в своих транспортных и хозяйственных нуждах По мере возрастания на них антропогенной нагрузки возникает потребность контроля и прогнозирования русловых процессов Основой при проведении исследований, проектирования, строительства и эксплуатации объектов на реках всегда служат планы и карты русла Рельеф русла быстро меняется во времени, поэтому для создания карт необходимо периодически проводить комплекс полевых измерений с целью получения соответствующей батиметрической информации

В последнее десятилетие при полевых съемках все более активно используются системы спутникового позиционирования ГЛОНАСС и GPS Преимущество применения современных спутниковых методов при съемках русел состоит в том, что они позволяют с требуемой точностью решать задачи, которые выполнить традиционными способами трудоемко, а порой и невозможно Это особенно актуально для участков крупных рек со сложной морфологией и быстро текущими процессами русловых переформирований Во многих регионах России существуют также проблемы планово-высотного обоснования, i к геодезическая основа вдоль крупных рек развита слабо или находится в запущенном состоянии

Несмотря на широкое применение методов спутникового позиционирования при русловых съемках, их потенциал используется не в полной мере Большей частью применяются лишь те спутниковые методы, которые способны обеспечить пространственную привязку с точностью до 20-30 м и реже - с точностью 3-5 м При крупномасштабных исследованиях динамики русловых процессов и картографировании рек, например в целях гидротехнического проектирования и судоходства, требуется более высокая точность определения Несмотря на большую потребность, совсем не используются точные

относительные способы спутникового высотного обеспечения натурных исследований Поэтому разработка методики применения относительных способов спутникового позиционирования при исследовании русел является актуальной задачей

В настоящее время при проведении съемок и при создании планов и карт русел рек успешно внедряются геоинформационные технологии Спутниковые методы пространственной привязки и возможности геоинформационного картографирования позволяют также реализовать другие способы создания русловых карт, отличные от сложившихся традиционных Между тем еще нет разработанных методик, раскрывающих возможности геоинформационного картографирования и спутникового позиционирования при составлении русловых карт Реки являются динамичным объектом В силу этого невозможен перепое имеющихся способов гидрографии, используемых при составлении морских карг, на речные навигационные карты Современные технологии позволяют по-новому подойти к построению русловых и навигационных карт

Целью диссертационной работы является разработка методики комплексного применения способов спутникового позиционирования и современных геоинформационных технологий при проведении русловых исследований и создании русловых и навигационных карт

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи

1 Изучить и обобщить существующий опыт русловых съемок и картографирования рельефа русел рек

2 Разработать методику применения способов спутникового позиционирования при планово-высотном обосновании русловых съемок

3 Разработать методику приведения глубин к проектному уровню водной поверхности с помощью относительных способов спутникового позиционирования

4 Разработать структуру и содержание модели пространственных данных для геоинформационного обеспечения русловых исследований крупных рек

5 Разработать методику создания электронных карт русел рек на основе модели пространственных данных

6 Разработать методику создания электронных навигационных карт крупных рек на основе модели пространственных данных

Методика и объекты исследований. Исследования опирались на научно-методологические принципы и идеи тематического картографирования, заложенные К А Салищевым и другими учеными университетской школы, на достижения в области геоинформационного картографирования А М Берлянта, В С Тикунова, И К Лурье, Б А Новаковского и др, на теоретические и практические разработки в области исследования русловых процессов Научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов Н И Маккавеева и на современные достижения в области спутниковых технолиий и применения глобальных сис1ем ГЛОПАСС и GPS

Исследования проводились автором в период 1999 2005 гг в составе Ленской русловой партии географического факультета МГУ Был выполнен комплекс натурных измерений с применением методов статического и кинематического позиционирования В зависимости от поставленных задач использовались различные способы спутникового позиционирования При разработке методики картографирования рассмотрены возможности совместного использования данных дистанционного зондирования и других источников.

Объектом исследований являлись участки крупных рек Якутии и р Волги Точность построения пространственных векторных ходов, создаваемых методом статики в целях планово-высотного обоснования, исследовалась на участке р Алдан от г Томмота до пос Угино Методика высотного обоснования разрабатывалась применительно к рекам с разными гидроморфологическими условиями Для слабодеформируемых рек рассмотрен

участок верхнего Алдана, для свободнодеформируемых русел - участок средней Лены при впадении в нее р Алдан, а для устьевых участков - устье р Яны Методика электронного картографирования русел рек и создания электронных навигационных карг разрабашвалась на примере рек Лены, Алдан и Волги

Научная новизна работы заключается в следующем

■ Впервые в практике русловых исследований разработана и апробирована на реках Сибири методика применения высокоточных относительных способов спутникового позиционирования

- Изучена точность построения векторных геодезических сетей, вытянутых вдоль рек При разных начальных условиях для съемочных ходов получены количественные точностные характеристики

- Разработана методика высотного обоснования полевых съемок русел рек применением моделей квазигеоида и способов статического позиционирования На район центральной Якутии выявлена систематическая погрешность в высотах квазигеоида РГК-2002 Работами, проводившимися на реке Алдан, экспериментально доказана возможность получения нормальных высот с точностью до 5 см

- Предложен новый высокоэффективный метод определения высот рабочих и проектных уровней водных поверхностей при помощи способов кинематического позиционирования Метод существенно повышает точность батиметрических карт, особенно в районах с неразвитой сетью реперов и гидрологических постов и на реках со сложными гидроморфологическими условиями

■ При помощи разработанных методик получены натурные количественные характеристики высотного положения водной поверхности при различных гидроморфологических условиях на реках Алдан, Лена, Яна

■ Предложена и апробирована на реках Алдан, Лена, Волга методика создания электронных русловых и навигационных карт, учитывающая специфику русел при построении цифровых моделей рельефа, современные требования и возможности геоинформационных технологий

Практическая значимость рабо1ы. Значительная часть результатов исследований внедрена и используется в Ленском и Амурском государственных бассейновых управлениях водных путей и судоходства, в Управлении канала им Москвы Разработанные методики применяются при проведении полевых съемок, картографировании рельефа русел крупных рек, а также создании электронных навигационных карт

Полученные количественные гидроморфологические характеристики при разных условиях могут использоваться в гидрологических или специальных русловых исследованиях

Опыт применения спутникового позиционирования использован при разработке практических заданий в практикуме по спутниковому позиционированию и в сборнике задач и упражнений по геоинформатике, а также внедрен в учебный процесс

Апробация. Основные результаты исследований докладывались на региональных, всероссийских и международных конференциях, в том числе на международных конференциях ИНТЕРКАРТО (Апатиты, 2000; Хельсинки, Санкт-Петербург, 2002; Ставрополь, 2005), на международной конференции «Ломоносов - 2000» (Москва, 2000), на II всероссийской научной конференции «Картография XXI века теория, методы, практика» (Москва, 2001), на пленарных совещаниях Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Санкт-Петербург, 2001, Белгород, 2004, Ульяновск, 2005), на научных семинарах молодых ученых под эгидой Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Вологда, 2000; Пермь, 2002;

Брянск, 2004), на IX Всероссийском форуме «Гсоинформационные технологии Управление Природопользование Бизнес Образование» (Москва, 2002), на 8-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблема ввода и обновления пространственных данных» (Москва, 2003), на Международной VI конференции «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей» (Москва, 2004)

По теме диссертации опубликованы 23 научные рабош Объем и структура. Работа состоит из 4 глав, введения, заключения (117 страниц текста) и списка литературы (148 наименований), содержит 29 рисунков и 4 таблицы

Диссерхационная работа выполнена на кафедре картографии и геоинформатики географического факультета Московского государс1 венного университета им М В Ломоносова

Автор искренне благодарен своему научному руководителю Б Б Серапинасу за поддержку и постоянное внимание при написании работы, заведующему кафедрой картографии и геоинформатики А М Берляпту, заведующему лабораторией аэрокосмических методов Ю Ф Книжникову, а также Т Г Сватковой, В С Тикунову, С В Чистову и остальному коллективу кафедры за ценные замечания по работе Автор признателен старшим научным сотрудникам НИЛ эрозии почв и русловых процессов А А Зайцеву и О М Кирику за предоставленную возможность участия в полевых работах Ленской партии географического факультета МГУ, в ходе которых была поставлена задача научных исследований, собраны полевые материалы и накоплен необходимый опыт изучения русловых процессов, а также сотрудникам, аспирантам, студентам, выпускникам географического факультета и сотрудникам Ленского государственного бассейнового управления водных путей, принимавшим участие в совместных полевых работах

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава I. Картографирование русел рек в России

Речные системы с давних времен используются человеком в транспортных, водно-потребительских, рекреационных и других целях История интенсивного изучения рек насчитывает несколько столетий Российский опыт картографирования и последовательность развития методов съемки при исследовании русел рек можно условно разделить на три основных этапа работы, проводившиеся в царское время, в совехские годы и на современном этапе

На раннем этапе реки в процессе освоения территории использовались как естественные пути, и в первых картографических работах служили географической основой Съемки носили глазомерный, а позднее - полуинструментальный характер В Петровскую эпоху развитие флота заставило производить масштабные исследования внутренних водных путей. В этот период выполняются первые серьезные гидротехнические работы по устройству водного пути В 1699 г при Петре I адмиралом Крюйсом был издан первый Атлас Дона Дальнейший процесс развития геодезических методов, особенно при военном топографическом ведомстве, существенно повысил уровень качества съемочных работ Появились первые методики проведения съемок при русловых изысканиях Основные работы по картографированию рек производились по поручению Сената или Академии наук Результатами этих работ зачастую были карты, дающие представление лишь о гидрографической сети Карт с подробным изображением русел рек было мало.

В советские годы происходит интенсивная разведка ресурсов и освоение территории страны Для удаленных районов водные пути используются для снабжения и транспорта сырья В период активного экономического развития на реках проводятся гидротехнические работы, связанные с электрификацией и решением задач по водоснабжению крупных промышленных центров В связи с

развитием научных школ расширилось внимание к русловым исследованиям Все эти аспекты требовали картографического обеспечения Советский период характеризовался массовыми крупномасштабными картографическими работами Качество карт повысилось за счет развития в стране государственной геодезической сети и применения ма1ериалов дисшнционного зондирования Использование аэрофоюснимков существенно упростило задачу карю1рафирования русел крупных рек, где съемки традиционными геодезическими методами были затруднительны На этом этапе создаются навигационные карты практически на все судоходные реки Масштабы изданных карт от 1 1 ООО до 1 50 ООО

В самом конце XX века в практику исследований внедряются процессы автоматизации. Развитие геоинформатики позволяет реализовать новые подходы получения и представления пространственных данных Внедрение систем спутникового позиционирования в географические исследования повлияло на качество, доступность и эффективность проведения планово-высотного обоснования Однако в настоящее время отсутствуют методическая и нормативная базы комплексного использования спутникового позиционирования и геоинформационных технологий при крупномасштабном исследовании русел рек.

Глава II. Характеристика и применение спутниковых способов определения координат в русловых съемках

Геоинформационные технологии основаны на использовании цифровых пространственных данных, которые можно получшь путем цифрования существующих бумажных карт или в процессе проведения полевых работ Реки - динамичные объекты, рельеф и морфология которых подвержена изменениям Поэтому в русловых исследованиях предпочтение отдается второму способу получения пространственных данных Для этою в работах при планово-высотном обосновании используется приемная аппаратура систем

спутникового позиционирования, а при съемках - программно-аппаратные комплексы, содержащие помимо спутниковых приемников устройства для измерений глубин и обследования дна русла

Преимущества спутникового позиционирования при проведении полевых работ - это цифровая форма данных и относительно высокая, по сравнению с традиционными геодезическими съемками, производительность Основным недостатком, препятствующим внедрению спутниковых методов, является отсутствие специальных нормативных документов (требований, инструкций) по развитию планово-высотного обоснования при съемках русел рек Поэтому одной из задач диссертации было рассмотрение способов спутникового позиционирования и разработка методики их применения при планово-высотном обосновании и русловых съемках на судоходных реках

Разработаны и применяются несколько способов спутникового позиционирования Выделяют две основные группы способов абсолютные и относительные При определении местоположения автономным абсолютным способом погрешности в среднем составляют 5-7 м Этот способ может применяться при русловых съемках масштаба 125 ООО и мельче Автором он использовался при съемках на реках центральной Якутии в масштабе 1 25 ООО При работе дифференциальным абсолютным способом погрешности определения плановых координат по кодовым измерениям составляют около 2 м, а высот - около 5 м, по фазовым измерениям - 1 -5 см С учетом точности дифференциального способа в масштабе 1:5 000 погрешность в плане будет 0 4 мм, что допустимо для проведения съемок в этом масштабе При фазовых измерениях допустимый масштаб картографирования будет 1 500 и мельче Дифференциальный способ использовался автором при съемках на р Волге в масштабах 1 10 000 и 1 25 000 Дифференциальные поправки принимались от подсистемы WAAS, которая транслирует их через геостационарные спутники

Относительными способами определяются приращения координат по отношению к заданной опорной точке Точность относительного способа

составляет в плане до 2 см, по высоте - до 5 см Такая точность позволяет производить русловые съемки в масштабе 1 500 и мельче С помощью относительного способа при планово-высотном обосновании на реках автором выполнялись геометрические построения векторных ходов и векторных сетей

Глава III. Методики планово-высотного обоснования применением спутникового позиционирования

При планово-высотном обосновании для крупномасштабных съемок судоходных рек необходимо создавать собственные геодезические сети, координаты пунктов которых определяются способами статики В настоящее время такие работы актуальны почш для всей территории Российской Федерации При развитии спутниковых сетей вдоль рек можно выделить два уровня геодезических сетей опорные сети и съемочные сети Методы создания этих сетей, разработанные диссертантом, апробированы им на крупных реках Восточной Сибири

Опорная геодезическая сеть состоит из пунктов с известными геодезическими координатами в системе WGS-84, которые определяются способом статики относительно пунктов Фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС) или высокоточной геодезической сети (ВГС) Средняя квадрата ческая погрешность определения взаимного положения смежных пунктов в сети относительно пунктов ФАГС и ВГС не должна превышать 3 см для территорий с высокой плотностью пунктов TTC и 5 см -при их низкой плотности Опорная геодезическая сеть создается вдоль реки и служит основой для съемочной сети Конфигурация опорной сети и расстояния между пунктами зависят от гидрографии реки, расположения существующих пунктов ФАГС или ВГС относительно реки, наличия количества приемников спутникового позиционирования и программных возможностей расчета длинных векторов

Автором предложено несколько вариантов сети, схемы которых приведены на рис 1 Наилучшие результаты получаются при избыточных измерениях векторов, как между пунктами опорной сети, так и от пунктов с известными геодезическими координатами

А пункты с известными геодезическими координатами \ • пункты опорной сети — вектора статики

\ 1

спутниковыми методами Развитие опорных сетей на участках рек центральной Якутии и дельты Яны было выполнено автором при использовании спутниковых измерений, которые производились способами статики Вектора рассчитывались относительно пунктов международной геодинамической сети ЮБ, предназначенной для изучения геодинамики Точность взаимного положения пунктов этой сети составляет около 2 см Преимущество и эффективность использования пунктов ЮБ заключается в том, что на них ведутся постоянные спутниковые наблюдения, данные которых доступны через интернет-сервис службы ГСБ

Для повышения точности при расчете пространственных векторов использовались точные эфемериды, которые также доступны через Интернет

Схемы расположения пунктов опорной сети на верхнем Алдане и вдоль судоходной протоки дельты Яны приведены на рис 2 Невязки для замкнутых ходов соствили 4,7 см и 1,3 см в плане и 0,2 см и 2,5 см по высоте соответственно После уравнивания ходов для каждого пункта были получены геодезические координаты.

относительно пунктов ГС5 в г Якутске и пос Тикси

Съемочная геодезическая сеть создается методом статики относительно пунктов опорной сети Она служит планово-высотным обоснованием при проведении съемок на участках рек Средняя квадратическая погрешность определения взаимного положения смежных пунктов в сети относительно опорных пунктов не должна превышать 2 см, а для территорий со слабо развитой опорной сетью и удаленных от пунктов ГГС - 3-4 см Расстояния между пунктами съемочной сети не должны превышать 10-15 км При больших расстояниях в случае применения дифференциального способа или кинематики в реальном времени придется создавать дополнительные промежуточные пункты

Автором предложено создание различных вариантов съемочных сетей, где их конфигурация зависит от ширины и типа русла Примеры съемочных сетей приведены на рис 3 Разомкнутые ходы, как правило, строятся для вытянутых

неразветвленных рек Замкнутые сети в виде треугольников или многоугольников применяются для широких, сильноразвствленных или сильноизвилистых русел, а также для дельт Многоугольный ход содержит избыточные построения и позволяет контролировать качество создаваемой сети Простой ход не содержит избыточных данных, поэтому его крайние или близкие к ним пункты необходимо привязывать к пунктам опорной сети

1 3 4

Рис 3 Схемы съемочных сетей для различных участков рек 1 - вытянутых, 2 - широких или разветвленных, 3,4 - дельт

На основе проведенных исследований автором установлено, что при планово-высотном обосновании съемочных сетей наиболее уязвимым по точности является простой векторный ход, построенный вдоль реки По измерениям на верхнем Алдане были проанализированы свойства разных вариантов этих ходов Схемы ходов и их точностные характеристики приведены на рис 4 Ошибки в высотах почти в 2 раза больше, чем в плане дгтя всех вариантов ходов Погрешности висячего хода нарастают по мере удаления от исходной твердой точки У хода с крайними твердыми точками погрешность нарастает от краев к его середине, но предельная погрешность - в 1,5 раза меньше, чем на конце висячего хода В случае, когда съемочная сеть привязывается к удаленным пунктам (в рассматриваемом примере - до пункта 1GS в г Якугске), максимальный пространственный вектор погрешности не превышает 5,1 см Точностные характеристики всех трех вариантов ходов допускают использование результатов съемочного обоснования при картографировании в самых крупных масштабах

л пункты с известными — вектора статики

^ геодезическими координатами

Рис 4 Схема векторных ходов и точность его пунктов 1 - висячий ход с начальной твердой точкой, 2 - ход с крайними твердыми точками, 3 - ход с удаленной

твердой точкой

Наиболее удобной характеристикой представления рельефа русла реки на картах являются глубины Значения глубин даются 01 водной поверхности Уровень водной поверхности рек, особенно крупных, испытывает непрерывные колебания Измеренные в разное время и на разных участках реки глубины приводят к абсолютным значениям или к определенному единому уровню воды с помощью так называемой срезки Срезка - это разность между значениями рабочего и условного уровней На судоходных реках условный уровень называется проектным

Для приведения значений глубин к проектному уровню автор предложил новый метод, основанный на определении абсолютных высот проектного и рабочего уровней Для передачи высот на дальние расстояния, особенно в сложных гидроморфологических условиях, можно с высокой эффективностью

использовать относительные методы спутникового позиционирования статику - для передачи высот на закрепленные точки урезов воды, кинематику - для определения профилей водной поверхности непосредственно с судна При этом для приведения значений глубин к проектному уровню необходимо установшь вдоль реки связь между нормальными и геодезическими высотами При решении задач, связанных с водными объектами, нужно всегда оперировать нормальными высотами, т к вода физически подвержена влиянию аномалий силы тяжести Переход к нормальным высотам должен производится по высотам квазигеоида На участках рек с высокими темпами вертикальных и горизонтальных русловых деформаций необходимо учитывать возможные изменения высотного положения проектного уровня путем систематических наблюдений

Переход от геодезических высот к нормальным высотам производился автором комбинированным способом с помощью моделей геоида ЕвМ-96, квазигеоида РГК-2002 и пунктов с известными нормальными и определенными геодезическими высотами Анализ достоверности модели РГК-2002 на участок центральной Якутии позволил выявить систематическую погрешность для этой территории в 407 мм Подобные систематические погрепшости были получены другими авторами на районы Каспийской низменности и Европейской части России С учетом этой систематической погрешности автором были рассчитаны высоты квазигеоида на участок верхнего Алдана от г Томмот до пос Угино Контроль расчетов производился по пунктам хода Томмот-Угино с известными нормальными высотами Для этих пунктов разности между нормальными высотми в каталогах и определенными спутниковым методом составили -3, -1; -4, 2 и 5 см В будущем полученные в этом районе уточненные высоты квазигеоида могут быть использованы для перехода от геодезических высот, определенных спутниковым методом, к нормальным высотам

Определение высот положения водной поверхносги с помощью спутникового позиционирования выполнено при полевых исследованиях на

верхнем Алдане, в узле слияния р Лены и р Алдана и взморья р Яны На верхнем Алдане на участке 1577 - 1391 км по судовому ходу определено высотное положение водной поверхности при проектном уровне, фрагмент которого приведен на рис 5 В На профиле хорошо прослеживаются уклоны на плесах и перекатах Он может быть использован для приведения значений ¡лубин к проектному уровню в дальнейших изыскательских работах

ада

19 0В 04 с он (пэодотхительнсхгь 1 день

аетер Оме Восгочньи yjoeenb uj в/г Ни+меям( к 155

20 04 сон ветер 15 М/С Юго Восточный уровень пи в/п Нижменнск147 см

4 ï ? *

«

s

J

10

Р"' ..("' " ЯН^Г' К(/

• положение проектного уровня по реперам 07 09 2003 высокий вровень Kd р Лене относительно р Алдан 31 07 2004 высоким уровень на р Алдан относительно р Лены

5и00 Расстояние M

Рис 5 Высотные положения кривых водной поверхности, определенные с помощью спутникового позиционирования А - на взморье р Яны при условиях ветрового сгона, Б - в правобережной Арбынской протоке (р Лена) узла слияния р Лены и р Алдан, В - при проектном уровне на участке р Алдан (1526-1516 5 км по

судовому ходу)

В узле слияния Лены и Алдана из-за различий их гидрологического режима часто наблюдаются условия взаимного подпора Этот фактор влияет на положение поперечного и продольного уклонов водной поверхности Неучет этого явления приводит к ошибочному составлению батиметрической карты на сложный для судоходства участок реки Для узла слияния Лены и Алдана были определены поперечный и продольный уклон (фрагмент профиля приведен на рис. 5 Б) водной поверхности при разных условиях подпора.

На взморье р Яны, помимо отсутствия современной гидрологической информации, сложность в определении разницы рабочего и проектного уровня

воды вносит влияние режима моря Лаптевых Существенные колебания уровня воды создаются ветром, вызывая сгонную или нагонную ситуации в прибрежной части моря Этот участок мелководный, и судоходство здесь осуществляется по баровой борозде протяженностью 20 км от устья В естественных условиях при сильном сгоне малые глубины на гребне баровой борозды препятствуют судоходству Для эюго участка реки Яны определены уклоны водной поверхности на морском участке (20 км ниже устья) при ветровом сгоне (рис 5 А) По продольным профилям видно, что 20 августа средний уклон водной поверхности увеличился из-за снижения отметки подпорного уровня приемного водоема

Глава IV. Геоинформационные технологии создания модели пространственных данных и электронных карт русел крупных рек

Цифровая модель местности в геоинформационном картографировании создается на территорию по пространственным данным Автором предлагается в пределах судоходного участка каждой реки создавать общую модель пространственных данных Территориально она включает речную долину и прилегающие к ней районы При разном информационном обеспечении этой территории русловую часть предлагается рассматривать отдельно от речной долины Детализация цифровых данных для русловой части должна соответствовать общепринятому крупному масштабу для конкретной реки при традиционном картографировании На отдельные участки - перекаты, каналы, подходы к портам, рейды, узлы разветвления и т д - детализация должна быть выше Схема разработанной инфраструктуры пространственных данных приведена на рис 6 При формировании банка данных пространственной информации для протяженных объектов, к которым относятся реки, автором предлагается использовать для вычисления плановых координат широты и долготы систем \VGS-84 или ПЗ-90, а высоты - в Балтийской системе

ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ РЕЛЬЕФА РУСЛА

РУСЛО РЕКИ

ДОЛИНА РЕКИ* И ПРИЛЕГАЮЩАЯ ТЕРРИТОРИЯ

ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ РЕЛЬЕФА

ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПРОЕКТНОМ УРОВНЕ

ЦИФРОВАЯ МОДЕЛЬ ВЫСОТ КВАЗИГЕОИДА

ОБЪЕКТЫ МОРФОЛОГИИ ПОЙМЫ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ АНТРОПОГЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ ОБЪЕКТЫ НАВИГАЦИОННОЙ ТЕМАТИКИ

* - рассматривается без русловой части

Рис 6 Структура и содержание пространственных данных при геоинформационном обеспечении исследований рек

Наиболее активным и естественным изменениям подвержена русловая часть рек Поэтому формирование пространственных данных этой части в настоящее время можно эффективно производить с помощью комплексного использования спутниковых и геоинформационных технологий Съемки русла включают русловую и береговую сосшвляющие Пространственные данные должны содержать координатную и атрибутивную информацию Для их получения в цифровом виде при съемках можно использовать I еоинформационные методы с применением программно-аппаратных комплексов Принципиальная схема полевого картографирования приведена на рис. 7. В соответствии с этой схемой методика апробировалась автором на реках Сибири и р Волге

Цифровая форма пространственных данных позволяет создавать карты русел и навигационные карты рек в электронном виде Необходимость в обновлении русловых карт остается особо актуальной на реках, где речной транспорт в регионе является основным средством для перевозки грузов и населения Существующих нормативов по созданию электронных карт русел рек нет.

ПОДГОТОВКА ЭЛЕКТРОНННОЙ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ

ЦИФРОВЫЕ ДАННЫЕ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ ЭЛЕКТРОННЫХ КАРТ ДЛЯ ОБНОВЛЕНИЯ ДАННЫХ

I СОЗДАНИЕ НОВЫХ СЛОЕВ ДЛЯ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ

ПОЛЕВОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ

, СБОР АТРИБУТОВ ОБЪЕКТОВ КООРДИНАТНАЯ ПРИВЯЗКА ОБЪЕКТОВ

ЭКСПОРТ ДАННЫХ ИЗ ПОЛЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ В КАМЕРАЛЬНОЕ

ОБРАБОТКА ДАННЫХ

I РЕДАКТИРОВАНИЕ АТРИБУТОВ 11 ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ I [ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ |

Рис 7 Схема полевого картографирования геоинформационными методами В настоящее время реальной возможностью стало автоматизированное судовождение с использованием электронных навигационных карт и программно-аппаратных комплексов Агентство речного и морского флота министерства транспорта Российской Федерации разработало только руководящие документы, в которых отражены положения функционирования и требования к электронно-картографическим системам и электронным навигационным картам Документы же, регламентирующие содержание, условные знаки и методику составления электронных карт, отсутствуют

Автором предложена методика построения электронных русловых и навигационных карт на основе использования модели пространственных данных При их составлении используются условные обозначения, разработанные для бумажных топографических и навигационных карт, т к современные варианты для электронных аналогов отсутствуют Эта методика была апробирована при построении кар! для участков рек Волги и Лены

Основное содержание русловых и навигационных карт - рельеф русла В геоинформационном картографировании рельеф показывается путем визуализации цифровых моделей рельефа При показе русла в абсолютных

отметках или в глубинах используются соответствующие требования к содержанию карт Физико-географические, антропогенные и навигационные объекты показываются с учетом их значимости для руслового и навигационного картографирования.

Цифровая форма пространственных данных, полученных с помощью спутникового позиционирования, и геоинформационные технологии позволяют повысить точность геодезической и математической основ карт При традиционном картографировании на русловых картах присутствовала прямоугольная сетка, но в условной системе координат На навигационных картах ее не было Для русловых карт предложено использовать стандартную поперечную цилиндрическую проекцию Гаусса-Крюгера и ее видоизмененные варианты с частными осевыми меридианами и уменьшенной шириной зоны, соответствующие требованиям к малым искажениям длин при гидротехнических и дноуглубительных работах

Навигационные карты составляются в равноугольной проекции Меркатора Минимизацию линейных искажений бумажных вариантов карт предложено производить разбивкой картографируемой реки на широтные участки и определением для каждого такого участка собственной главной параллели проекции Меркатора

С помощью геоинформационных технологий и при непосредственном участии автора созданы электронные русловые карты на участки р Лены в масштабе 1 25 ООО, на перекаты р Алдана в масштабе 1 10 000 Получены также навигационные карты масштаба 1 25 ООО на участок реки Волги от г Дубны до пос Коприно Оформление карт выполнено с учетом требований условных знаков для соответствующих масштабов топографического и навигационного картографирования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе научно-исследовательских работ была решена основная задача диссертации - разработана методика комплексного применения способов спутникового позиционирования и современных геоинформационных технологий при проведении русловых исследований и создании русловых и навигационных карт

Результаты диссертационного исследования состоят в следующем

1 Изучен и обобщен опыт русловых съемок и картографирования рельефа русел рек Анализ современного состояния показал, что полностью отсутствуют методическая и нормативная базы комплексного использования геоинформационных технологий и систем спутникового позиционирования

2 Предложены варианты схем развития опорных и съемочных сетей применением способов статики Изучены точностные характеристики векторных ходов, прокладываемых вдоль рек Выявлено, что плановая и высотная точность съемочного обоснования при разных вариантах использования опорных пунктов достаточна для исследований русел рек при самых крупных масштабах

3 Предложена методика приведения значений глубин к проектному уровню водной поверхности с помощью относительных способов спутникового позиционирования Полученные количественные характеристики точности высотного обоснования в Балтийской системе позволяют сделать вывод, что спутниковые методы, при наличии моделей квазигеоида, можно успешно использовать для решения упомянутой задачи Выявлено, что спутниковые методы при приведении глубин к проектному уровню на объектах со сложными гидроморфологическими условиями существенно повышают точность представления батиметрической информации на русловых картах

4 Разработана структура модели пространственных данных для геоинформационного обеспечения русловых исследований крупных рек Определены содержание и математическая основа модели, а также методы

формирования пространственных данных с помощью спутникового позиционирования при геоинформационном подходе к полевым съемкам

5 Предложена методика создания электронных карт русел рек на основе разработанной модели пространственных данных Определены содержание, магматическая основа и принципы составления электронных карт в глубинах и абсолютных отметках

6 Разработана методика создания электронных навигационных карт крупных рек на основе предложенной модели пространственных данных С учетом современных требований определены содержание и математическая основа навигационных электронных карт и карт на бумажной основе

Основные научные результаты изложены в статье, депонированной в рекомендованном ВАК журнале:

1 Спутниковые методы определения высот при исследовании русловых процессов // Редакция журнала «Вестник Московского университета Серия 5 География» - М , 2005 - 8 с ил Библиогр 9 назв - Рус - Деп в ВИНИТИ 01 08 2005, № 1116-В2005

А также в следующих публикациях:

2 Составление электронных карт русел крупных рек с использованием вРв-измерений / Сборник тезисов докладов по материалам Межд конф студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов - 2000», секция «география», Москва, 2000 г, с 42

3 Составление электронных карт для исследования русел крупных рек и навигации на внутренних водных путях // Динамика потоков и эрозионно-аккумулятивные процессы Материалы семинара молодых специалистов, Вологда, 2000 С 62-68

4 Работа с полевым комплектом "Оаптпп-АгсРас^Саввюрет" // В кн Практикум по спутниковому позиционированию / А В Жуков, Б Б Серапинас / под ред Ю Ф Книжникова - М 2002 С 72-82

5 Применение карманных компьютеров и приемников спутникового позиционирования при проведении учебных полевых практик // IX Всероссийский форум «Геоинформационные технологии Управление Природопользование Бизнес Образование» Материалы Всероссийской конф , Москва, 4-6 июня 2002 г

6. Опыт создания планово-высотной основы для проведения гидрометрических работ на крупных реках (на примере верхнего Алдана) // Эрозионные, русловые процессы и проблемы гидроэкологии - М Географический факультет МГУ, 2004 С 89-94

7- Тема 13 Сбор пространственных данных с помощью систем спутникового позиционирования // В кн Сборник задач и упражнений по геоинформатике Учебное пособие для с i уд высш учеб заведений / В С Тикунов, ЕГ Капралов, Л В Заварзин и др / под ред В С Тикунова - М Изд центр «Академия», 2005 С 455 - 466

8 Электронные карты русловых процессов // Эрозия почв и русловые процессы Выпуск 13 -М Изд-воМГУ, 2001 г, с 241-263 (соавторы А А Зайцев, ОМ Кирик, Р А Савельев)

9 Сбор данных для ГИС // В кн География, общество, окружающая среда Том VII Картография, геоинформатика и аэрокосмические методы - под ред проф А М Берлянта и проф ЮФ Книжникова - М «Изд дом Городец», 2004 С 134-137 (соавторы Б Б Серапинас, А В Чернышев)

10 Спутниковое позиционирование при исследовании русловых процессов // В кн География, общество, окружающая среда Том VII Картография, геоинформатика и аэрокосмические методы - под ред проф А М Берлянта и проф Ю Ф Книжникова - М «Изд дом Городец», 2004 С 139-149 (соавтор А А Зайцев)

11 Оперативное создание электронных карт русел крупных рек с применением методов спутникового позиционирования // Интеркарто-6 Гис для устойчивого развития территорий Материалы межд конф , Апатиты, 2000 г, том 1, с 125-127 (соавторы А А Зайцев, Б Б Серапинас)

12 Составление электронных карт русел крупных рек с использованием спутникового позиционирования // XV пленарное совещание Межвузовского научно-координационного совета по проблемам эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ Материалы межд конф , Волгоград, 3-5 октября, 2000 г, с 101 (соавтор О М Кирик)

13 Технология создания электронных русловых карт при воднотехнических изысканиях// XVI пленарное совещание Межвузовского научно-координационного совета по проблемам эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ Материалы межд конф , Санкт-Петербург, 2-4 октября, 2001 г, с 112-113 (соавторОМ Кирик)

14 Применение глобальных систем позиционирования при создании электронных навигационных карт внутренних водных путей // Картография XXI века теория, методы, практика Доклады II Всероссийской научной конф по картографии, посвященной памяти А А Лютого (Москва, 2-5 октября 2001 г) - М ИГ РАН, 2001 г, том 1, с 114-120 (соавторы А А Зайцев, Б Б Серапинас)

15 Сбор данных для ГИС при помощи ГСП // Интеркарто-8 Гис для устойчивого развития территории Материалы межд конф , Хельсинки-Санкт-Петербург, 28 мая-1 июня, 2002 г, с 124-125 (соавторы Б Б Серапинас, ДВ Тарнопольский, А В Чернышев)

16 Компьютерное моделирование и представление его результатов при исследовании русловых процессов // Динамика овражно-балочных форм и русловые процессы - М Изд-во МГУ, 2002 С 86-89 (соавтор Р А Савельев)

17 Компьютерные модели русловых процессов // В кн Проблемы русловедения Вып 9 Труды Академии проблем водохозяйственных наук - М Изд-во МГУ, 2003 С 89-105 (соавторы А А Зайцев, О М Кирик, Р А Савельев)

18 Выбор инженерных мероприятий для защиты пос Зырянка (р Колыма) от береговой эрозии с применением компьютерного гидравлического моделирования // В кн Безопасность энергетических сооружений Вып 12 - М 2003 С 400-417 (соавторы В В Беликов, А А Зайцев, Е С Третьюхина)

19 Применение микрокомпьютеров и приемников спутникового позиционирования при проведении зимней студенческой экспедиции // Проблема ввода и обновления пространственных данных Тезисы докладов 8-й Всероссийской научно-практической конф - М ГИС-Ассоциация, 2003 С 49 (соавтор Н А Алексеенко)

20 Русловые переформирования верхнего Алдана за последние 25 лет // XIX пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов Доклады и краткие сообщения Белгород 2004 С 113-115 (соавторы А А Зайцев, О М Кирик)

21 Современные русловые переформирования среднего течения Лены // Труды VI конф «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей» М ИВП РАН, 2226 ноября, 2004 С 374-375 (соавторОМ Кирик)

22 Статическое позиционирование при геоинформационном обеспечении территорий// Интеркарто - Интергис 11 «Устойчивое развитие территорий теория ГИС и практический опыт» Материалы межд конф , Ставрополь-Домбай-Будапеил, 25 сентября-3 октября, 2005 г , с 196-200 (соавтор Б Б Серапинас)

23 Компьютерное моделирование водных объектов северо-востока России и развитие ГИС-технологий // XX пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г Ульяновск, 13-15 октября 2005 г) Доклады и краткие сообщения Ульяновск 2005 С 110-112 (соавторы В В Беликов, А А Зайцев, Р А Савельев)

Заказ № 2035 Подписано в печать 31.10 05 Тираж 100 экз Уст nil

ООО "Цифровичок", тел (095) 797-75-76, (095) 778-22-20 www cfr ru , e-mail.info@cfr.ru

РНБ Русский фонд 1

2006-4 22573

Ш21 128

Г

»

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Ильясов, Аскар Кургамысович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. КАРТОГРАФИРОВАНИЕ РУСЕЛ РЕК В РОССИИ.

1.1. Картографирование русел рек в царское время.

1.2. Картографирование русел рек в советскую эпоху.

1.3. Современное состояние картографирования русел.

ГЛАВА II. ХАРАКТЕРИСТИКА И ПРИМЕНЕНИЕ СПУТНИКОВЫХ СПОСОБОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ

В РУСЛОВЫХ СЪЕМКАХ.

2.1. Абсолютные способы определения координат.

2.1.1. Автономное определение координат.

2.1.2. Дифференциальное определение координат.

2.2. Относительные способы определения координат.

2.2.1. Статическое определение координат.

2.2.2. Кинематическое определение координат.

2.3. Методы повышения точности при относительных способах определения координат.:.

2.3.1. Определение координат в системах ПЗ-90 и WGS-84.

2.3.2 Использование точных эфемерид при относительных способах определения координат.

2.4 Определение нормальных высот спутниковыми методами.

ГЛАВА 111. МЕТОДИКИ ПЛАНОВО-ВЫСОТНОГО ОБОСНОВАНИЯ ПРИМЕНЕНИЕМ СПУТНИКОВОГО

ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ.

3.1. Опорная геодезическая сеть на крупных реках.

3.2. Съемочная геодезическая сеть на крупных реках.

3.3. Развитие планово-высотной сети на верхнем Алдане. 53 3.3.1. Краткая характеристика территории.

3.3.2. Измерения относительными способами спутникового позиционирования на верхнем Алдане.

3.3.3. Относительные определения координат при построении опорных сетей по измерениям на р. Алдан и пункте IGS в г. Якутске.

3.3.4. Оценка точности векторных ходов.

3.4. Методика приведения значений глубин к проектному уровню с помощью спутникового позиционирования.

3.4.1. Методика определения проектного и рабочего уровней водной поверхности.

3.4.2. Высотное обоснование проектного уровня на верхнем

Алдане.

3.4.3. Определение уклонов водной поверхности на Усть-Алданском перекате.

3.4.4. Определение уклонов уровня водной поверхности в условиях ветрового сгона на взморье р. Яны.

ГЛАВА IV. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ МОДЕЛИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ И ЭЛЕКТРОННЫХ КАРТ РУСЕЛ КРУПНЫХ РЕК.

4.1. Модель пространственных данных при геоинформационном обеспечении русловых исследований.

4.1.1. Характеристика и источники пространственных данных.

4.1.2. Математическая основа пространственных данных.

4.1.3. Съемка русла рек с помощью геоинформационных технологий.

4.1.4. Опыт полевых съемок программно-аппаратным комплексом на крупных реках.

4.1.5. Опыт создания цифровых моделей рельефа на реках

Сибири.

4.2. Методика создания карт русел крупных рек по пространственным данным. Ю

4.2.1. Содержание карт русел рек.

4.2.2. Математическая основа карт.

4.2.3. Создание электронной карты русла.

4.3. Методика создания электронных навигационных карт русел крупных рек по пространственным данным.

4.3.1. Проблема составления электронных навигационных карт внутренних водных путей.

4.3.2. Содержание навигационных карт рек.

4.3.3. Математическая основа карт.

4.3.4. Использование цифровых пространственных данных русел рек при навигационном картографировании.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоинформационное обеспечение исследований русел крупных рек"

Актуальность темы диссертационной работы. Реки как природный компонент давно используются человеком в своих транспортных и хозяйственных нуждах. По мере возрастания на них антропогенной нагрузки возникает потребность контроля и прогнозирования русловых процессов. Основой при проведении исследований, проектирования, строительства и эксплуатации объектов на реках всегда служат планы и карты русла. Рельеф русла быстро меняется во времени, поэтому для создания карт необходимо периодически проводить комплекс полевых измерений с целью получения соответствующей батиметрической информации.

В последнее десятилетие при полевых съемках все более активно используются системы спутникового позиционирования ГЛОНАСС и GPS. Преимущество применения современных спутниковых методов при съемках русел состоит в том, что они позволяют с требуемой точностью решать задачи, которые выполнить традиционными способами трудоемко, а порой и невозможно. Это особенно актуально для участков крупных рек со сложной морфологией и быстро текущими процессами русловых переформирований. Во многих регионах России существуют также проблемы планово-высотного обоснования, т. к. геодезическая основа вдоль крупных рек развита слабо или находится в запущенном состоянии.

Несмотря на широкое применение методов спутникового позиционирования при русловых съемках, их потенциал используется не в полной мере. Большей частью применяются лишь те спутниковые методы, которые способны обеспечить пространственную привязку с точностью до 20-30 м и реже - с точностью 3-5 м. При крупномасштабных исследованиях динамики русловых процессов и картографировании рек, например в целях гидротехнического проектирования и судоходства, требуется более высокая точность определения. Несмотря на большую потребность, совсем не используются точные относительные способы спутникового высотного обеспечения натурных исследований. Поэтому разработка методики применения относительных способов спутникового позиционирования при исследовании русел является актуальной задачей.

В настоящее время при проведении съемок и при создании планов и карт русел рек успешно внедряются геоинформационные технологии. Спутниковые методы пространственной привязки и возможности геоинформационного картографирования позволяют также реализовать другие способы создания русловых карт, отличные от сложившихся традиционных. Между тем еще нет разработанных методик, раскрывающих возможности геоинформационного картографирования и спутникового позиционирования при составлении русловых карт. Реки являются динамичным объектом. В силу этого невозможен перенос имеющихся способов гидрографии, используемых при составлении морских карт, на речные навигационные карты. Современные технологии позволяют по-новому подойти к построению русловых и навигационных карт.

Целью диссертационной работы является разработка методики комплексного применения способов спутникового позиционирования и современных геоинформационных технологий при проведении русловых исследований и создании русловых и навигационных карт.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. Изучить и обобщить существующий опыт русловых съемок и картографирования рельефа русел рек.

2. Разработать методику применения способов спутникового позиционирования при планово-высотном обосновании русловых съемок.

3. Разработать методику приведения глубин к проектному уровню водной поверхности с помощью относительных способов спутникового позиционирования.

4. Разработать структуру и содержание модели пространственных данных для геоинформационного обеспечения русловых исследований крупных рек.

5. Разработать методику создания электронных карт русел рек на основе модели пространственных данных.

6. Разработать методику создания электронных навигационных карт крупных рек на основе модели пространственных данных.

Методика и объекты исследований. Исследования опирались на научно-методологические принципы и идеи тематического картографирования, заложенные К.А. Салищевым и другими учеными университетской школы, на достижения в области геоинформационного картографирования A.M. Берлянта, B.C. Тикунова, И.К. Лурье, Б.А. Новаковского и др., на теоретические и практические разработки в области исследования русловых процессов Научно-исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов Н.И. Маккавеева и на современные достижения в области спутниковых технологий и применения глобальных систем ГЛОНАСС и GPS.

Исследования проводились автором в период 1999-2005 гг. в составе Ленской русловой партии географического факультета МГУ. Был выполнен комплекс натурных измерений с применением методов статического и кинематического позиционирования. В зависимости от поставленных задач использовались различные способы спутникового позиционирования. При разработке методики картографирования рассмотрены возможности совместного использования данных дистанционного зондирования и других источников.

Объектом исследований являлись участки крупных рек Якутии и р. Волги. Точность построения пространственных векторных ходов, создаваемых методом статики в целях планово-высотного обоснования, исследовалась на участке р. Алдан от г. Томмота до пос. Угино. Методика высотного обоснования разрабатывалась применительно к рекам с разными гидроморфологическими условиями. Для слабодеформируемых рек рассмотрен участок верхнего Алдана, для свободнодеформируемых русел - участок средней Лены при впадении в нее р. Алдан, а для устьевых участков - устье р. Яны. Методика электронного картографирования русел рек и создания электронных навигационных карт разрабатывалась на примере рек Лены, Алдана и Волги.

Научная новизна работы заключается в следующем: Впервые в практике русловых исследований разработана и апробирована на реках Сибири методика применения высокоточных относительных способов спутникового позиционирования:

- Изучена точность построения векторных геодезических сетей, вытянутых вдоль рек. При разных начальных условиях для съемочных ходов получены количественные точностные характеристики.

- Разработана методика высотного обоснования полевых съемок русел рек применением моделей квазигеоида и способов статического позиционирования. На район центральной Якутии выявлена систематическая погрешность в высотах квазигеоида РГК-2002. Работами, проводившимися на реке Алдан, экспериментально доказана возможность получения нормальных высот с точностью до 5 см.

- Предложен новый высокоэффективный метод определения высот рабочих и проектных уровней водных поверхностей при помощи способов кинематического позиционирования. Метод существенно повышает точность батиметрических карт, особенно в районах с неразвитой сетью реперов и гидрологических постов и на реках со сложными гидроморфологическими условиями.

При помощи разработанных методик получены натурные количественные характеристики высотного положения водной поверхности при различных гидроморфологических условиях на реках Алдан, Лена, Яна.

Предложена и апробирована на реках Алдан, Лена, Волга методика создания электронных русловых и навигационных карт, учитывающая специфику русел при построении цифровых моделей рельефа, современные требования и возможности геоинформационных технологий.

Практическая значимость работы. Значительная часть результатов исследований внедрена и используется в Ленском и Амурском государственных бассейновых управлениях водных путей и судоходства, в Управлении канала им. Москвы. Разработанные методики применяются при проведении полевых съемок, картографировании рельефа русел крупных рек, а также создании электронных навигационных карт.

Полученные количественные гидроморфологические характеристики при разных условиях могут использоваться в гидрологических или специальных русловых исследованиях.

Опыт применения спутникового позиционирования использован при разработке практических заданий в практикуме по спутниковому позиционированию и в сборнике задач и упражнений по геоинформатике, а также внедрен в учебный процесс.

Апробация. Основные результаты исследований докладывались на региональных, всероссийских и международных конференциях, в том числе: на международных конференциях ИНТЕРКАРТО (Апатиты, 2000; Хельсинки, Санкт-Петербург, 2002; Ставрополь, 2005); на международной конференции «Ломоносов - 2000» (Москва,

2000); на II всероссийской научной конференции «Картография XXI века: теория, методы, практика» (Москва, 2001); на пленарных совещаниях Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Санкт-Петербург, 2001; Белгород, 2004; Ульяновск, 2005); на научных семинарах молодых ученых под эгидой Межвузовского научно-координационного совета по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (Вологда, 2000; Пермь, 2002; Брянск, 2004); на IX Всероссийском форуме «Геоинформационные технологии. Управление. Природопользование. Бизнес. Образование» (Москва, 2002); на 8-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблема ввода и обновления пространственных данных» (Москва, 2003); на Международной VI конференции «Динамика и термика рек, водохранилищ и прибрежной зоны морей» (Москва, 2004).

По теме диссертации опубликованы 23 научные работы.

Объем и структура. Работа состоит из 4 глав, введения, заключения (117 страниц текста) и списка литературы (148 наименований), содержит 29 рисунков и 4 таблицы.

Диссертационная работа выполнена на кафедре картографии и геоинформатики географического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Автор искренне благодарен своему научному руководителю Б.Б. Серапинасу за поддержку и постоянное внимание при написании работы, заведующему кафедрой картографии и геоинформатики A.M. Берлянту, заведующему лабораторией аэрокосмических методов Ю.Ф. Книжникову, а также Т.Г. Сватковой, B.C. Тикунову, С.В. Чистову и остальному коллективу кафедры за ценные замечания по работе. Автор признателен старшим научным сотрудникам НИЛ эрозии почв и русловых процессов А.А. Зайцеву и О.М. Кирику за предоставленную возможность участия в полевых работах Ленской партии географического факультета МГУ, в ходе которых была поставлена задача научных исследований, собраны полевые материалы и накоплен необходимый опыт изучения русловых процессов, а также сотрудникам, аспирантам, студентам, выпускникам географического факультета и сотрудникам Ленского государственного бассейнового управления водных путей, принимавшим участие в совместных полевых работах.

Заключение Диссертация по теме "Геоинформатика", Ильясов, Аскар Кургамысович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе научно-исследовательских работ была решена основная задача диссертации - разработана методика комплексного применения способов спутникового позиционирования и современных геоинформационных технологий при проведении русловых исследований и создании русловых и навигационных карт.

Результаты диссертационного исследования состоят в следующем:

1. Изучен и обобщен опыт русловых съемок и картографирования рельефа русел рек. Анализ современного состояния показал, что полностью отсутствуют методическая и нормативная базы комплексного использования геоинформационных технологий и систем спутникового позиционирования.

2. Предложены варианты схем развития опорных и съемочных сетей применением способов статики. Изучены точностные характеристики векторных ходов, прокладываемых вдоль рек. Выявлено, что плановая и высотная точность съемочного обоснования при разных вариантах использования опорных пунктов достаточна для исследований русел рек при самых крупных масштабах.

3. Предложена методика приведения значений глубин к проектному уровню водной поверхности с помощью относительных способов спутникового позиционирования. Полученные количественные характеристики точности высотного обоснования в Балтийской системе позволяют сделать вывод, что спутниковые методы, при наличии моделей квазигеоида, можно успешно использовать для решения упомянутой задачи. Выявлено, что спутниковые методы при приведении глубин к проектному уровню на объектах со сложными гидроморфологическими условиями существенно повышают точность представления батиметрической информации на русловых картах.

4. Разработана структура модели пространственных данных для геоинформационного обеспечения русловых исследований крупных рек. Определены содержание и математическая основа модели, а также методы формирования пространственных данных с помощью спутникового позиционирования при геоинформационном подходе к полевым съемкам.

5. Предложена методика создания электронных карт русел рек на основе разработанной модели пространственных данных. Определены содержание, математическая основа и принципы составления электронных карт в глубинах и абсолютных отметках.

6. Разработана методика создания электронных навигационных карт крупных рек на основе предложенной модели пространственных данных. С учетом современных требований определены содержание и математическая основа навигационных электронных карт и карт на бумажной основе.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Ильясов, Аскар Кургамысович, Москва

1. Алексеев Б.Н. О точности определения координат пунктов по наблюдениям навигационных ИСЗ типа ГЛОНАСС // Геодезия и картография. 1993. № 12. С. 14-16.

2. Антипов А.В., Гаврилов С.Г. Нормативно-техническое обеспечение работ по развитию ОГС Москвы // Геопрофи. 2003. № 4. С. 44-50.

3. Антонович К.М. Этапы развития спутниковых технологий на примере GPS // Геопрофи. 2003. №2. С. 6-10.

4. Беркович К.М., Богомолов А.Л., Кирик О.М., Чалов Р.С. Геоморфологическое картирование русел и пойм крупных равнинных рек // Геоморфологическое картографирование в съемочных масштабах. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1975. С. 179-187.

5. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование. М.: Астрея, 1997. - 64 с.

6. Берлянт А.М. и др. Картоведение: Учебник для вузов. М.: Аспект Пресс, 2003. 477 с.

7. Берлянт A.M. Развитие способов картографического изображения рельефа // Новые и традиционные идеи в геоморфологии. V Щукинские чтения. М.: Географический ф-т МГУ, 2005. С. 11-16.

8. Близняк Е.В. Водные исследования. М.: изд-во МинРечФлота СССР, 1952. - 652 с.

9. Божилина Е.А., Сваткова Т.Г., Чистов С.В. Эколого-географическое картографирование. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1999. - 84 с.

10. И. Бойков В.В., Галазин В.Ф., Кораблев Е.В. Применение геодезических спутников для решения фундаментальных и прикладных задач // Геодезия и картография. 1993. № 11. С. 8-12.

11. Бровар Б.В., Гусев Н.А., Юркина М.И. О развитии гравиметрических работ в интересах геодезии // Геодезия и картография. 2005. № 1. С. 29-31.

12. Бугаевский Л.М. Математическая картография: Учебник для вузов. М.: "Златоуст", 1998. -400 с.

13. Булатов В.Н. Русский север. Книга 2: Встреча солнца (XV-XVII вв.). — Архангельск: Изд-во Поморского государственного университета, 1998.— 352 с.

14. Буров С.А., Урличич Ю.М., Улисков Е.А. Гвоздев В.В. Опыт внедрения технологий высокоточного спутникового позиционирования II Геопрофи. 2004. № 4. С. 6-9.

15. Бывшев В.А., Жданова О.В. Тестирование локальных моделей квазигеоида для определения нормальных высот с помощью глобальных спутниковых систем позиционирования (ГСП) // Изв. вузов, раздел «Геодезия и аэрофотосъемка». 2001. № 3.

16. Ванин С.А. Кинематика в режиме реального времени при передаче дифференциальных поправок через GSM-сети // Геодезия и картография. 2005. № 3. С. 14-16.

17. Васильев А.В., Шмидт С.В. Водно-технические изыскания. JI.: Гидрометеоиздат, 1987. - 360 с.

18. Верещака T.B., Подобедов Н.С. Полевая картография: Учебник для вузов 3-е изд. перераб и доп. - М.: Недра, 1986. - 351 с.

19. Водные пути бассейна Лены / Под общей редакцией Р.С.Чалова, В.М. Панченко, С .Я. Зернова. -М.: МИКИС, 1995.-600 с.

20. Генике А.А., Побединский Г.Г. Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Картгеоцентр, 2004.-355 с.

21. Герасимов А.П., Насретдинов К.К. Спутниковая технология и пространственное уравнивание сетей // Геодезия и картография. 1996. №7. С. 11-13.

22. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС / Под ред. В.Н. Харисова, А.И. Петрова, В.А. Болдина. М.: ИПРЖР, 1998. - 400 с.

23. Гнучева В.Ф. Географический департамент Академии наук XVIII в. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1946.-445 с.

24. Гольденберг Л.А. Михаил Федорович Соймонов (1730-1804). М.: Наука, 1973. - 192 с.

25. Гришанин К.В., Дегтярев В.В., Селезнев В.М. Водные пути: Учебник для вузов. — М.: Транспорт, 1986.-400 с.

26. Губернаторов С.С. Геоинформатика на службе судоходства // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации. 2002. № з. с. 47-48.

27. Губернаторов С.С. Картография в современной навигации // Геопрофи. 2003. № 3. С. 3-8.

28. Дегтярев В.В. Внутренние водные пути достояние и будущее России // Основные направления развития и совершенствования водных путей России. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2004. с. 35-46.

29. Демьянов Г.В., Майоров А.Н. К вопросу об установлении единой общеземной системы нормальных высот // Научно-технический сборник по геодезии, аэрокосмическим съемкам и картографии. Серия физическая геодезия. М.: ЦНИИГАиК, 2004. С. 168-182.

30. Дмитриев В.И., Григорян В.Л., Катенин В.А. Навигация и лоция. Учебник для вузов / Под ред. В.И. Дмитриева. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 471 с.

31. Жуков А.В., Серапинас Б.Б. Практикум по спутниковому позиционированию. М.: 2002, с. 72-82.

32. Жуков В.Т., Новаковский Б.А., Чумаченко А.Н. Компьютерное геоэкологическое картографирование. М.: Научный мир, 1999. - 128 с.

33. Зайцев А.А. Режим уровней и уклонов на валунно-галечных перекатах и скальных выступах в руслах крупных рек // Метеорология и гидрология. 1989. № 12. С. 103-106.

34. Зайцев А.А., Егоров В.Ф. Применение программно-аппаратного комплекса и спутникового позиционирования при проведении изысканий на водных путях // Современное состояние водных путей и проблемы русловых процессов. М.: Изд-во МГУ, 1999. С. 113-124.

35. Зайцев А.А., Ильясов А.К. Спутниковое позиционирование при исследовании русловых процессов // География, общество, окружающая среда. Том 7. Картография, геоинформатика и аэро-космическое зондирование. М.: Издательский дом «Городец», 2004. С. 139-149.

36. Зайцев А.А., Ильясов А.К., Кирик О.М., Савельев Р.А. Электронные карты русловых процессов // Эрозия почв и русловые процессы. Выпуск 13. М.: Изд-во МГУ, 2001. С. 241-263.

37. Иванов П.И. Обозрение геодезических работ со времени имп. Петра Великого до сочинения генеральной ландкарты Российской империи в 1746 г. СПб.: Тип. Академии наук, 1853. 53 с.

38. Ильясов А.К. Составление электронных карт для исследования русел крупных рек и навигации на внутренних водных путях // Динамика потоков и эрозионно-аккумулятивные процессы. М.: Изд-во МГУ, 2000. С. 62-68.

39. Ильясов А.К, Серапинас Б.Б., Чернышев А.В. Сбор данных для ГИС // География, общество, окружающая среда. Том 7. Картография, геоинформатика и аэро-космическое зондирование. -М.: Издательский дом «Городец», 2004. С. 134-137.

40. Инструкция по нивелированию I, II, III, IV классов. М.: Недра, 1990. 176 с.

41. Инструкция по развитию съемочного обоснования и съемке ситуации и рельефа с применением глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. М.: ЦНИИГАиК, 2002. 124 с.

42. Истомина Э.Г., Постников А.В. Из истории картографирования рек в Европейской России в первой половине XVIII в. // Геодезия и картография. 1976. № 6. С. 55-62.

43. Истомина Э.Г. Водные пути России во второй половине XVIII начале XIX века. - М.: Наука, 1982.-276 с.

44. Инструкция по построению государственной геодезической спутниковой сети. М.: ЦНИИГАиК, 2002.

45. Картографическая изученность России (топографические и тематические карты) / Под ред. АА. Лютого и Н.Н. Комедчикова. М.: Институт географии РАН, 1999. 399 с.

46. Карсян М.Г., Неграфонтов С.А. Мобильные ГИС. Опытная эксплуатация ArcPad // ARCREVIEW (Издание 000 ДАТА+, ESRI Inc., ERDAS Inc.). 2001. № 1(16). С. 5-6.

47. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Балдина Е.А. Спутниковое позиционирование: GPS-методы в полевых исследованиях и учебных курсах // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. Геогр. 1997. №1. С. 19-23.

48. Кошель С.М. Теоретическое обоснование структуры и функций блока моделирования рельефа в ГИС. Дис. канд. геогр. наук. М.: МГУ, 2004.

49. Кошкарев А.В., Тикунов B.C. Геоинформатика. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. - 213 с.

50. Кравцова В.И., Ефремова О.Н. Картографирование динамики дельт по космическим снимкам // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 5. Геогр. 1984. №1. С 70-81.

51. Куприянов А.О. GPS/GIS — нового поколения // Геодезия и картография. 2005. № 6. С. 17-19.

52. Кусов B.C. Первый речной атлас: Об атласе Крюйса 1699 г. // Геодезия и картография. 1974. № 10. С. 68-69.

53. Кусов B.C. Картографическое искусство Русского государства.- М.: Недра, 1989 70 с

54. Кучеренко Д.Е. Оценка точности местоположения, полученного по спутниковой системе NAVSTAR// Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1992. № 1. С. 32-34.

55. Леонтьева Г.А. Землепроходец Ерофей Павлович Хабаров. — М.: Просвещение, 1991. — 144 с.

56. Лурье И.К. Геоинформатика: Учебные геоинформационные системы: Учеб. метод, пособие. -М.: Изд-во МГУ, 1997. 115 с.

57. Лурье И.К. Основы геоинформационного картографирования. М.: Изд-во МГУ, 2000. 143 с.

58. Маккавеев Н.И. Русло реки и эрозия в ее бассейне. М.: Изд-во АН СССР, 1955. 343 с.

59. Маккавеев Н. И., Чалов Р.С. Русловые процессы. М.: Изд-во МГУ, 1986. 264 с.

60. Малов А.А. О стандартизации электронных навигационных карт внутренних водных путей // Информост радиоэлектроника и телекоммуникации. 2003. № 6. С. 30-31.

61. Мельникова Т.Н. О съемках рек на территории России в XVIII в. // Труды Воронежского университета. 1954. Т. 30. С. 77-96.

62. Миронов С.А. Полевой редактор на базе ГИС «Нева» // Геопрофи. 2005. № 4. С. 42-43

63. Монахова М.А. Спутниковые технологии точного позиционирования. Режим реального времени. Первый опыт в России // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации. 2004. № 4. С. 7-10.

64. Непоклонов В.Б., Чугунов И.П., Яковенко П.Э., Орлов В.В. Новые возможности развития сети нормальных высот на территорию России // Геодезия и картография. 1996. № 7. С. 20-22.

65. Нижняя Яна: устьевые и русловые процессы / Под ред. В.Н. Коротаева, В.Н. Михайлова, Р.С.Чалова. М.: Геос, 1998. - 212 с.

66. Новаковский Б.А., Прасолова А.И., Прасолов С.В. Цифровая картография: Цифровые модели и электронные карты. М.: Изд-во МГУ. 2000. 116 с.

67. Орлович-Грудков К.С. Навигационно-гидрографическое обеспечение плавания судов по внутренним водным путям России // Геопрофи. 2005. № 3. С. 4-6

68. Остроумов В.З., Шануров Г.А., Епишин В.И. Высотная основа уровенных постов: геодезический аспект // Геодезия и картография. № 4. 2005. С. 20-26.

69. О'Мигер Б., Лайтбади С. Методика высокоточного RTK-позиционирования морских судов // Геопрофи. 2005. № з. с. 8-10.

70. Павлова А.А. Морские навигационные карты. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1961. - 180 с.

71. Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90). М.: Координационный научно-информационный центр. 1998. 36 с.

72. Полевой Б.П. Курбат Иванов первый картограф Лены, Байкала и Охотского побережья (16401645) // Изв. ВГО, 1960. Т. 92. Вып. 1. С. 46-52.

73. Постников А.В. Развитие картографии и вопросы использования старых карт. М.: Наука, 1985. -206 с.

74. Постников А.В. Развитие крупномасштабной картографии в России. М.: Наука, 1989. - 229 с.

75. Прусаков А.Н. Обеспеченность территории Российской Федерации цифровыми картами // Геодезия и картография. 2005. № 4. С. 31-35.

76. РД 52-013-01. Системы отображения электронных навигационных карт и информации для внутренних водных путей. 1999. 21 с.

77. РД 152-012-01. Электронные навигационные карты внутренних водных путей. 2001. 95 с.

78. Рогозин В.П. О точности прогноза орбит геодезических КА // Геодезия и картография. 1996. № 8. С. 12-14.

79. Руководство по топографической съемке шельфа и внутренних водоемов: ГКНИП-11-157-88 / Сост. Акопов Э.Н. и др. М.: ЦНИИГАиК 1989. 516 с.

80. Руководство по учету колебаний уровня при топографической съемке шельфа и внутренних водоемов: ГКНИП 11-239-92. М.: ЦНИИГАиК, 1993. 289 с.

81. Руководство по созданию и реконструкции городских сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАС/GPS: ГКИНП (ОНТА)-01-271-03. М.: ЦНИИГАиК, 2003. 181 с.

82. Руководство пользователя по выполнению работ в системе координат 1995 года (СК-95): ГКИНП (ГНТА) 06-278-04. - М.: ЦНИГАиК, 2004. 138 с.

83. Русловая геоморфологическая карта участка русла, поймы и низких террас реки Лены у г. Якутска. М.: МГУ, 1989. М-б 1:25 000

84. Русловые процессы на реках СССР. М-б 1:4 000 000. ГУГК СССР. 1989.

85. Салищев К.А. Картоведение. 3 изд. М.: Изд-во МГУ, 1990 - 400 с.

86. Свод правил СП 11-104-97 «Инженерно-геодезические изыскания для строительства».- М.: Госстрой России, 1997. 88 с.

87. Серапинас Б.Б. Основы спутникового позиционирования: Учеб. пособие. М: Изд-во Моск. ун-та, 1998. - 84 с.

88. Серапинас Б.Б. Геодезические основы карт. Учеб. пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2001. -133 с.

89. Серапинас Б.Б. Глобальные системы позиционирования: Учеб. изд. М: ИКФ «Каталог», 2002. - 106 с.

90. Серапинас Б.Б. Спутниковое позиционирование и геоинформационное картографирование // География, общество, окружающая среда. Том 7. Картография, геоинформатика и аэрокосмическое зондирование. М.: Издательский дом "Городец", 2004. С. 126-134.

91. Серапинас Б.Б. Геометрический фактор в геодезических GPS-сетях // Геодезия и картография. 2005а. №4. С. 15-20.

92. Серапинас Б.Б. Математическая картография: Учебник для вузов. М.: Академия, 20056. -336 с.

93. Сербенюк С.Н., Кошель С.М., Мусин О.Р. Методы моделирования геополей по данным в нерегулярно расположенных точках // Геодезия и картография. 1990. № 11. С. 31-35.

94. Серябряков В.В., Лопатин Г.Н. Водные изыскания. М.: Транспорт, 1983. - 240 с.

95. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. М., ЭКО-ТРЕНДЗ. 2000. - 268 с.

96. Суницкий Е.И. Широкозонные системы спутниковой дифференциальной навигации // Геопрофи. 2005. № 3. С. 12-14.

97. Технико-эксплутационные требования к электронно-картографическим системам // Департамент морского транспорта Минтранса Российской Федерации. М.: 1994. - 40 с.

98. Техническая инструкция по производству русловых изысканий на внутренних водных путях. -М.: Транспорт, 1990. 60 с.

99. Тикунов B.C. Моделирование в картографии: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 1997. - 405 с.

100. Тикунов B.C., Капралов Е.Г., Заварзин А.В. и др. Сборник задач и упражнений по геоинформатике: Учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений под ред. B.C. Тикунова. -М.: Академия, 2005. - 560 с.

101. Топоров В.М. Учет влияния подпорных явлений при расчете неустановившегося движения воды //Труды ЗапСибНИИ Госкомгидромета, 1983. Вып. 60. С. 3-8.

102. Условные знаки и сокращения для составления и оформления морских карт и карт внутренних водных путей / Министерство обороны Союза ССР, Главное управление навигации и океанографии. 1985. 112 с.

103. Федоров М.К. Методы краткосрочного прогнозирования уровней и глубин в устьях рек Лены, Яны и Оленек // Труды ААНИИ. Том 209. Выпуск 3. Л.: Изд-во «Морской транспорт», 1958.

104. Филлипов М.В. Янкуш А.Ю. Сравнение GPS- и традиционных геодезических работ // Геодезия и Картография. 1995. № 9. С.15-19.

105. Хаимов З.С. Основы высшей геодезии. Учебник. М.: Недра, 1984. 360 с.

106. Центры и реперы государственной геодезической сети СССР. М.: Недра, 1973.40 с.

107. Чалов Р.С. Географические исследования русловых процессов. М.: Изд-во МГУ, 1979. - 232 с.

108. Чалов Р.С. Русловые исследования. Учебное пособие. М: Изд-во Моск. ун-та, 1995 г. - 104 с.

109. Чалов Р.С. Естественные и антропогенные изменения рек России за историческое время // Соровский образовательный журнал. 2000. Том 6. № 1. С. 71-78.

110. Чалов Р.С., Виноградова Н.Н., Зайцев А.А. Практические работы по курсам "Водно-технические изыскания" и "Русловые процессы" / Под ред. Проф. Р.С. Чалова. — М.: Изд-во Моск. Ун-та, 2003. -128 с.

111. Шануров Г.А., Остроумов В.З., Епишин В.И. Определение высот уровенных постов спутниковым методом // Геопрофи. 2004. № 4. С. 11-17.

112. Ястребов А.И., Рогачев А.В. Модификация триангуляции Делоне для создания моделей рельефа // Геодезия и картография. 2005. № 1. С. 29-31.

113. Ahmad Z., Kearsley A.,Chan A. National height datums, levelling, GPS heights and geoids // Aust Journal of Geodesy & Photogrametry Survey. 1993, Vol. 59, pp. 53-88.

114. Boucher C., Altamimi Z. ITRS, PZ-90 and WGS 84: current realizations and the related transformation parameters // Journal of Geodesy. Springer-Verlag. Vol. 75, Number 11, 2001, pp. 613-619.

115. Brumberg V. A., Groten E. On determination of heights by using terrestrial clocks and GPS signals // Journal of Geodesy. Springer-Verlag. Vol. 76, Number 1, 2002, pp. 49-54.

116. Gao Y, Li Z., McLellan J. Carrier phase based regional area differential GPS for decimeter-level positioning and navigation // Proceedings of ION GPS-97. Institute of Navigation, Kansas City, Missouri, USA, 1997, pp. 1305-1313.

117. Carstensen L.W. GPS and GIS: Enhanced accuracy in map matching through effective filtering of autonomous GPS points // Cartography and geo info system. 1998, Vol. 25, No. 1, pp. 51-62.

118. Department of defense World Geodetic System 1984. Its Definition and relationships with local geodetic systems. Technical report NIMA TR 8350.2. Third edition. Amendment 1. January 2000.

119. Dietrich R., Dach R. et al. ITRF coordinates and plate velocities from repeated GPS campaigns in Antarctica — an analysis based on different individual solutions // Journal of Geodesy. Springer-Verlag, Volume 74, Numbers 4, 2001. pp. 756-766.

120. Forsberg R., Kaminskis J. and Solheim D. Geoid of the Nordic and Baltic region from gravimetry and satellite altimetry // Gravity, geoid and marine geodesy. IAG symposium series 117, Springer Verlag, 1996, pp. 540-547.

121. Horemu M., Sjoberg L. E. Rapid GPS ambiguity resolution for short and long baselines // Journal of Geodesy. Springer-Verlag, Volume 76, Numbers 6-7, 2002, pp. 381-391

122. Hugentobler U., Schaer S. and Fridez P. Bernese GPS software Version 4.2, Astronomical Institute, University Berne, Switzerland. 2001.

123. International GPS Service (IGS). International GPS Service annual report 1999, IGS central bureau, Jet propulsion laboratory. Pasadena, California, 1999, p. 15.

124. Kouba J., Heroux P. GPS Precise point positioning using IGS orbit products // GPS Solutions Quarterly Technical Journal. Vol. 5(2), 2001, pp. 12-28.

125. Kumar J., Cannon M. E. Synergy between global positioning system code, carrier, and signal-to-noise ratio multipath errors // Journal of guidance, control, and dynamics. Vol. 24, No. 1, January-February, 2001, pp. 54-63.

126. Lachapelle G., B. Townsend, P. Alves, L.P. Fortes, and M.E. Cannon. RTK positioning using a reference network// Proceedings of ION GPS. Alexandria,VA, USA, 2000, pp. 1165-1171.

127. Langley R., Jannasch H., Peeters В., Bisnath S. The GPS broadcast orbits: an accuracy analysis // Viewgraphs of paper presented in Session B2.1-PSD1, 33rd COSPAR Scientific Assembly. Warsaw. Poland. 2000. July 16-23.

128. Leick A. GPS satellite surveying. Second edition. John Wiley & Sons, INC. USA. 1995. 550 p.

129. Medvedev P.P., Heirtzler J.R., Comparisons of the GEOIK, GEOSAT and ERS satellites altimetry data over seas around Russia // Annales Geophysicae, European Geophysical Society. XXII General Assembly, Vienna, 21-25 April 1997, vol. 15,1997.

130. Medvedev P., Nepoklonov V. New results of the geoid and gravity field model determinations in Russia // Proceeding of 3rd Meeting of the International Gravity and Geoid Commission Gravity and Geoid 2002 (Greece, Thessaloniki. August 26-30. 2002).

131. Parkinson В., Spilker J. Global Positioning System: Theory and applications. Volume 163. Progress in astronautics and aeronautics. 1996, p. 138.

132. Raquet J., Lachapelle G., Melgard T. E. Test of a 400 km x 600 km network of reference receivers for precise kinematic carrier-phase positioning in Norway // Proceedings of ION National technical meeting. Nashville, USA, 1998, pp. 407-416.

133. RTCM recommended standards for differential GNSS service. Third draft, Future version 2.2. December. 1995.

134. Smith D.A., Roman D.R. GEOID99 and G99SSS: 1-arc-minute geoid models for the United States // Journal of Geodesy. Springer-Verlag, Vol. 75, Numbers 9-10, 2001, pp: 469 490

135. Tsujii Т., J. Wang, L., Dai C. Rizos, M. Harigae, T.T. Inagaki, T. Fujiwara, and T. Kato. A technique for precise positioning of high altitude platforms system (HAPS) using a GPS ground reference network// Proceedings of ION GPS. 2001, pp. 1017-1026.

136. Van Dierendonck A. J. GPS Receivers // Overview of GPS Operation and Design, Global Positioning System: Theory and Applications, Vol. I, American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc., Washington, DC, 1996, pp. 329-408.

137. Waypoint Consulting Inc. GrafNav/GrafNet, GrafNav Lite, GrafMov. Inertial Explorer for Windows. Operating Manual Version 7.0. Canada. 2004.

138. Weber R., Springer T. A. The international GLONASS experiment: products, progress and prospects // Journal of Geodesy. Springer-Verlag, Vol. 75, Number 11, 2001, pp. 559-568.