Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методики модернизации плановой геодезической сети города с использованием современных спутниковых технологий

ВАК РФ 25.00.32, Геодезия

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики модернизации плановой геодезической сети города с использованием современных спутниковых технологий"

На правах рукописи

005007792

ТЕЙШЕЙРА ДЕ КАРВАЛЬО АНТОНИО АЛВЕШ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ МОДЕРНИЗАЦИИ ПЛАНОВОЙ

ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ ГОРОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ СПУТНИКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (НА ПРИМЕРЕ Г. ЛУАНДА)

Специальность: 25.00.32 - Геодезия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 б Я Н В 1Ш

Москва 2012

005007792

Работа выполнена на кафедре прикладной геодезии Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Юпошин Евгений Борисович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Яшкин Станислав Николаевич;

кандидат технических наук, Тихонов Александр Дмитриевич.

Ведущая организация: Государственный Университет

по Землеустройству (ГУЗ).

Защита диссертации состоится « [¡О» 012 г. в / "2-час. на

заседании диссертационного совета Д 212Л43.03 при Московском государственном университете геодезии и картографии по адресу: 105064, Москва, К-64, Гороховский пер., 4, МИИГАиК, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИГАиК.

Автореферат разослан « 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета '7о1Ьм -------Климков Ю.М.

}

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Геодезическая сеть Анголы построена разными исполнителями с использованием различных методов и инструментов, последствием этого стала неодинаковая точность измерений, в результате созданная сеть оказалось неоднородной по плотности и точности, а выполненные на территории Анголы геодезические и картографические работы недостаточны для обеспечения текущих задач народного хозяйства, не говоря уже о запросах ближайшего будущего. Для решения этих задач необходима современная государственная геодезическая сеть, которой к настоящему времени на территории Анголы нет. По результатам спутниковых измерений получаются координаты пунктов плановой геодезической сети города Луанды в системе \VGS-84. Возникает необходимость определения параметров преобразования между плановой геодезической сетью Луанды и глобальной \VGS-84.

Цель диссертационной работы

Диссертационная работа посвящена разработке методики модернизации плановой геодезической сети в городе Луанде с применением глобальных спутниковых навигационных систем.

Основные задачи исследования:

- модернизация плановой геодезической сети провинции Луанда при помощи новой технологии спутниковых измерений;

- обработка и анализ результатов, полученных при выполнении наблюдений модернизированной плановой геодезической сети в период с 2006 по 2010 гг.;

- расчет параметров преобразования плановой геодезической сети координат для провинции Луанда;

- статистический анализ параметров преобразования координат для провинции Луанда.

Научная новизна работы

1. Выполнен подробный анализ существующей геодезической сети Анголы, а так же точности, с которой были выполнены геодезические измерения.

2. Представлены математические обоснования выбора метода для решения задачи определения параметров преобразования координат в Луанде.

3. Разработана методика модернизации плановой геодезической сети г. Луанды.

4. Выполнен анализ полученных результатов спутниковых наблюдений и на их основании впервые вычислены параметры преобразования координат для провинции Луанда. Для сравнения вычисление параметров выполнено двумя способами.

Публикации и апробация работы

По результатам выполненных исследований по теме диссертации опубликована статья в журнале рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов с подразделами, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы -106 стр.. Диссертация содержит 22 таблицы, 28 рисунков и 12 страниц приложения. Список литературы составляет 41 наименование.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введение обоснована актуальность решаемой задачи, сформулированы цели и задачи исследования, обоснована научная новизна и практическая значимость работы.

ГЛАВА 1. АНГОЛА СЕГОДНЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ РАЗВИТИЯ

Ангола находится на африканском континенте в нижней части Южного полушария к востоку от Гринвичского меридиана. Площадь Анголы - 1246700 км2.

В последние шесть лет - с 2003 г. и по настоящее время с наступлением мирного периода Ангола испытывает повышенный ритм экономического роста. Годовой рост валового национального продукта достиг за этот период средней

величины 14,7%. Это позволило снизить уровень безработицы до 22,5% в 2007 г. Действия правительства Анголы направлены на уменьшение зависимости ангольской экономики от нефти и алмазодобывающего сектора, развитие других экономических отраслей, требующих большого количества рабочей силы, что гарантирует повышение уровня занятости населения. Для успешного выполнения всеохватывающего национального проекта, который преобразует Анголу в процветающую, сильную, демократическую и современную страну с высоким уровнем научного, технического и культурного развития, включенную в региональную и мировую экономические системы, необходимо, в числе прочего, гарантировать создание:

- государственной высокоточной геодезической сети в единой системе координат с плотностью пунктов для картографирования страны в масштабе до 1:500;

- специальной пространственной сети — высокоточной опорной геодезической сети для передачи общих земных координат и закрепления этой международной системы на территории Республики Ангола.

ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ В РЕСПУБЛИКЕ

АНГОЛА

Геодезическая сеть на территории Республики Анголы создавалась различными организациями: Гидрографической Миссией Анголы (МНА), 1936-1942 гг.; Географической Миссией Анголы (MGA), 1942-1973 гг.; португальскими фирмами «ARTOP» и «TECAFO», 1961-1964 гг., а также службой географии и кадастра Анголы (SGC), 1953 гг. Геодезические сети в Республике Ангола по точности подразделяются на 1, 2 и 3 классы. Внутри полигонов 1-го класса проложены звенья триангуляции 2-го класса, а также была развита сеть триангуляции 3-го класса. Геодезическая сеть, созданная Гидрографической Миссией Анголы, создавалась вдоль Атлантического побережья в виде одного ряда триангуляции. Геодезические сети, построенные Гидрографической Миссии Анголы и Географической Миссией Анголы, связаны между собой. Восточнее 18? (34 зона) геодезическая сеть создавалась португальскими фирмами «ARTOP» и «TECAFO». Она состоит из рядов три-латерации и системы ходов полигонометрии. Плотность геодезических пунктов

на территории Анголы не равномерна - средняя плотность геодезических пунктов составляет 1 пункт на 375 км2.

Вычисление координат геодезических пунктов проводилось первоначально на эллипсоиде Кларка 1866 г., а затем они были перевычислены на эллипсоид Кларка 1880 г. Высоты пунктов геодезической сети были получены в основном из тригонометрического нивелирования, используя в качестве исходных пункты, высоты которых определены из геометрического нивелирования. Анализ точности выполненных работ показывает, что из ранее выполненных работ только построения, выполненные Географической Миссией Анголы, укладываются в современные требования «Инструкции о построении и развитии ГГС».

Проведенные исследования, направленные на определение однородности существующей ГГС, показали, что существующая сеть настолько неоднородна по точности, что она фактически фиксирует разные, хотя и близкие системы координат. Это проявляется в очень больших значениях ошибок параметров преобразования координат провинции Луанда и глобальной системы координат WGS-84.

Высотное обоснование на территории Республики Анголы представлено сетью нивелирования высокой точности, созданной в период с 1956 по 1991 гг. только в западной части страны. Единого уравнивания пунктов геодезических сетей сгущения ГГС не было выполнено.

В результате проведенного анализа необходимо отметить следующие недостатки существующей плановой геодезической сети города Луанды: отсутствие совместной математической обработки всех имеющихся государственных плановых геодезических сетей; отсутствие высокоточной связи между государственными, местными и городскими системами координат; необеспеченность всех заинтересованных организаций современной геоинформацией; отсутствие связи с общеземными системами координат IERS (International Earth Rotation Service), WGS-84, IGS; существующая в настоящее время плановая геодезическая сеть г. Луанды ни по точности, ни по плотности не отвечает перспективам и современным требованиям и соответственно нуждается в коренной модернизации;

Получившая в настоящее время широкое распространение спутниковая технология позволяет успешно решать вышеперечисленные проблемы, обеспечивая при этом не только высокой уровень точности, но и развитие плановой геодезической сети города Луанды со значительным технико-экономическим эффектом.

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ

Для модернизации геодезической сети, Анголы следует пользоваться современными спутниковыми технологиями. В настоящее время наиболее развитыми системами спутниковых наблюдений в мире являются GPS и ГЛОНАСС. При их использовании координаты пунктов будут получены в одной из данных референцных систем, связанных с общеземными эллипсоидами WGS-84 и ПЗ-90. Ангола пользуется системой координат Кларка 1880 г., из этого следует, что преобразование координат из одной геодезической системы в другую фундаментально важно и должно проводиться со всей возможной осторожностью.

Преобразование координат из национальной системы в систему координат спутниковых наблюдений и обратно является серьезной задачей и требует глубокого исследования. В работе рассмотрены следующие методы преобразования координат: аффинный, ортогональный, конформный.

В Луанде для преобразования координат можно использовать либо конформный метод, либо метод ортогонального преобразования, так как в обоих случаях масштабный коэффициент постоянен для всех координатных осей или равен единице. Относительно операции масштабирования следует выполнить подробный анализ непосредственно для случая Луанды.

Масштабный коэффициент т = (1 + ц) рассчитывается по следующей формуле: т = Sr/Scn, (1)

где Sr - расстояние между смежными пунктами в сети ГГС; 5СП - расстояние между смежными пунктами в сети СГС.

Дифференцируя формулу (1) и переходя к средней квадратической погрешности, получим: пгт/т = ^m2Sr /S2T+mlaJS2cn . (2)

Координаты или приращения координат, вычисленные по результатам

спутниковых измерений, характеризуются относительной ошибкой т.ча, /£Сп =1/2000000, в то время как взаимное положение пунктов существующей сети в Луанде характеризуется относительной ошибкой на порядок грубее. Стороны сети триангуляции 1-го класса были определены с относительной ошибкой /я?|./Бг =1/300000. Подставив эти величины в формулу (2), и учитывая что масштабный коэффициент в лучшем случае получим - 3.10"6,

т

а наиболее часто — = 1.10"5. т

Как видно из расчетов, несложно убедиться в том, что точность вычисления масштабного коэффициента не может превышать относительную ошибку взаимного положения пунктов городской геодезической сети в Луанде. Однако учитывая то обстоятельство, что при преобразовании координат происходит согласование более точных спутниковых определений с менее точными значениями приращений координат государственной геодезической сети, можно утверждать, что определение и использование масштабного коэффициента в Луанде не желательно.

По данной причине не рекомендуется вычислять масштабный коэффициент при преобразовании координат из системы, используемой для эллипсоида Кларка 1880 г., в систему, используемую для эллипсоида \VGS-84, и обратно. Использование масштабного коэффициента в Луанде приведет к неизбежному снижению точности результатов спутниковых измерений.

Из выполненного анализа следует, что для использования в Луанде наиболее оптимальным является ортогональный метод преобразования координат Оценка точности преобразованных координат при ортогональном методе

Общее ортогональное преобразование описывается соотношением, где каждый связующий пункт позволяет составить следующее уравнение:

а2 (х Л гео ДА'"

г = ьг ь} г гео + ДГ

г .С1 с2 сз. 7 \ гео У М

где X, У,2 - преобразованные координаты; -Аггео,1^во»2гео— преобразуемые коор-

динаты (координаты, относящиеся к геоцентрической системе);

А =

b¡ Ь2 ьг

■ ортогональная матрица вращения; AY,AK,AZ - смещение

начала координат.

Ортогональная матрица вращения А систем координат представляет собой произведение матриц последовательного поворота, которая получена последовательным вращением координатных осей на углы а,р,у: А = л(а)л([3)л(у).

После определения элементов матрицы А получим:

X = cospcosyXreo + cosPsinyrra) + sinpZreo + ДА'; (4)

F^-sinasinPcosyZ^, -cosasinyXreo -sinasinPsinyFreo + ч-совао^у}^, +sinacospZreo + A7; Z = -cosasinpcosyArn,0 + sinasinyA'reo - cos a sin (3 sin y 7rco --sinacosyJ^,0 + cosacos pZreo+ AZ. ^

Определим средние квадратические ошибки преобразованных координат X,Y,Z, чтобы обосновать выбор ортогонального метода преобразования координат для применения в Луанде. С этой целью установим зависимость между малыми изменениями преобразованных координат X,Y,Z, преобразуемых координат Аггоо,Уто,2гео и параметров преобразования a,p,y,A^,AK,AZ .

Дифференцируя равенство (4), получим: dX = [- (sin Р cosy) Хко - (sin р sin у) Кгео - cos pZreo ] рЛ/p +

+(+co7ywspK~ +)p"'^r + cospcosy^re0 +cospsiny^reo + sinp¿Zreo + dAX. (?)

Введем обозначения:

^=[-(sinPcosy)A-reo-(sinpsiny)rreo-cospZreo]p-Bx =(-sinycospA'reo +cosycosprre0)p"'

Cx=cosPcosy [>. (8)

Dx = cospsiny Ex — sinP

Аналогично, дифференцируя равенства (5) и (6) и введя соответствующие обозначения, окончательно получим

dX = Axd$ + Bxdy + CxdXTea + DxdYreo + ExdZrso + dAX;

dY =Arda. + BYd$ + CYdy + DrdXrt0 + EydYrm + FYdZm + dAY; (9)

dZ = Azda + ßzi/ß + Czdy + DzdXm + EzdYreo + FzdZm + dAZ. Средние квадратические ошибки преобразованных координат равны:

Ч = А\т1 + В2хт] + С\т\ж + + Е\т\п +

т) = А)т\ + В)т\ + С)т\ + D]m\^ + Eytn^ + F/m^ + т\г ; (10)

т\ = A\m\ + В\т\ + С\т.] + D\m\m + Е\т)т + Fzm\^ + т^. Для иллюстрации возьмем пример геодезической опорной сети современного города Луанда, где прямоугольные пространственные координаты пункта FORT имеют следующие значения:

Хп;о =6136345,058 м; YrF0 =1441915,379 м; ZŒ0 =97023333,391 м-Используя формулу (8), определим коэффициенты:

Характерной особенностью формулы (10) является то, что найдено точность вычисления параметров преобразования, тогда мы можем определить допустимую (ожидаемую) точность преобразованных координат.

Точность определения параметров преобразования в г. Луанде равна: тАх ~ тАг ~ тлг юОД00 мsfflpsfflj«0,001", средняя квадратическая ошибка преобразуемых координат тхпа =0,025 м; ту,т =0,042 м; тгГЕ0~ 0,027 м, подставив эти величины в формулу (12), получим: mx=0,103 и;тг= 0,108 м;тг =0,103 м.

Отсюда можно сделать следующий вывод: при модернизации плановой геодезической сети с использованием современных спутниковых технологий точность преобразованного положения пункта в Луанде при ортогональном методе можно достигнуть 0,180 м.

(П)

Подставим (И) в уравнение (3), в результате получим:

т\ =5 2Мр + 7 2 m2 + т2х + m^ т2г = 52т2а + 302да2 + т^ +т\, >. m\ = 72/и2 + 302/яр2 + т\т + т1^

(12)

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ МОДЕРНИЗАЦИИ ПЛАНОВОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ ГОРОДА ЛУАНДА

Учитывая, что провинция Луанда является самой индустриализированной провинцией Анголы, а также из-за срочной необходимости реконструкции геодезической сети, в диссертации отдан приоритет провинции Луанда и создан проект модернизации на основе спутниковой технологии высокоточной геодезической сети (ВОГС). ВОГС служит для определения положения пунктов государственной геодезической сети Анголы в прямоугольной пространственной системе координат X, Y, Z, а также используется для создания высокоточных карт высот квазигеоида. Каждый пункт ВОГС связан с одним из пунктов Camacupa (Бие) или Fortaleza (Луанда), которые связаны с пунктами мировой геодезической сети WGS-84, IGS.

Выбор опорных станций IGS

Основными требованиями при выборе опорных станций IGS являются наличие измерительной информации и метеопараметров в интервале 2007-2010 гг., координат и скоростей их изменения, наиболее близкое положение относительно

пунктов Fortaleza и Camacupa, взаимная согласованность координат станций. Схема расположения используемых станций приведена на рис. 1.

Определение координат станций FORT и САМ в системе ITRF-2005 относительно выбранных станций IGS выполнено по суточным файлам измерений. Даты измерений: 22, 28 октября; 3, 8, 15, 21, 26 ноября; 3, 8, 15 декабря 2009 г.

Предрасчет точности выполнен методом моделирования, используя программу A.TURGPS. Уравнивание выполнено по базисным линиям (векторам) между станциями IGS (MSKIJ, ZAMB, HARK). В качестве примера приводятся результаты измерений и оценка точности передачи координат со станции MSKU на пункт FORT (табл. 1).

%\ШШгййЖ Ы (<1

ASC1 * FORTt

AiHíüí.!

САМ С """.¿ВДВ

v',ant№«í::

tíséiilK

í-.áHmt

%RK

sulfile»'

■ «M№¿

ж ж® -ssss ж

Рисунок 1. Схема расположения станций

Можно сделать вывод, что в случае установки активных станций GNSS на пунктах FORT и САМ, ожидаемую точность взаимного положения пунктов после уравнивания можно получить в пределах 5-10 мм. Последующие измерения должны быть выполнены во всех комбинациях, т. е. по векторам между опорными станциями IGS (MSKU, ZAMB, HARK) и пунктами FORT и САМ. Получив уравненные координаты пунктов FORT и САМ, нужно использовать эти пункты в качестве исходных для уравнивания ВОГС в координатной системе WGS-84.

Таблица 1. Оценка точности передачи координат со станции MSKU на пункт FORT

Результаты измерений dx , M dy>M dz, m d\, M d), M

X, м Г, м Z, м

6136345,058 1441915,379 -9702333,391 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

6136345,023 1441915,339 -9702333,369 -0,035 -0,040 0,022 0,001 0,002 0,000

6136345,078 1441915,441 -9702333,365 0,020 0,032 0,026 0,000 0,001 0,001

6136345,090 1441915,404 -9702333,357 0,032 0,025 0,034 0,001 0,001 0,001

6136345,085 1441915,424 -9702333,363 0,027 0,045 0,028 0,001 0,002 0,001

6136345,071 1441915,329 -9702333,424 0,013 -0,050 -0,033 0,000 0,003 0,001

6136345,074 1441915,347 -9702333,427 0,016 -0,032 -0,036 0,000 0,001 0,001

6136345,076 1441915,399 -9702333,363 0,018 0,020 0,028 0,000 0,000 0,001

6136345,043 1441915,429 -9702333,372 -0,015 0,050 0,019 0,000 0,003 0,000

6136345,027 1441915,424 -9702333,402 -0,031 0,045 -0,011 0,001 0,002 0,000

6136345,092 1441915,431 -9702333,367 0,034 0,052 0,024 0,001 0,003 0,001

т = 0,080 0,134 0,086

В таблице dx,dy,d: - отклонения от величин опорных координат пункта FORT.

Средние квадратические ошибки определения средних значений координат пункта FORT: щх = о,025 м; ту = 0,042 м; т, = 0,027 м.

После уравнивания пунктов FORT и САМ имеются: вектор неизвестных х |, матрица обратных весов Qx ^ и квадратичная формула Ф,_, = 'v,. После

этого к сети присоединяются измерения, выполненные на пунктах первого этапа построения сети ВОГС - Munguanha, Marco 23, RAlex, Tchizo с уравнениями поправок У,Ах, + L,. Для контроля точности можно выполнить повторное уравнивание. До уравнивания вычисляют приближенные координаты определяемых пунктов Хп,V0,Z0. В результате уравнивания определяют поправки в эти координаты dx,dv,d„ и поправки Vx,Vv,V„ в измеренные приращения координат АХ,A Y,AZ.

Провинция Луанда имеет площадь, равную приблизительно 3000 км2, та-

ким образом, одного пункта ВОГС (FORT) достаточно, чтобы покрыть всю провинцию, так как планируется, что средние расстояния между смежными пунктами ВОГС будут около 100 км, и что каждый из этих пунктов будет покрывать площадь приблизительно в 31400 км2.

Результаты измерений спутниковым методом на пунктах городской

геодезической сети В период с 2007 по 2010 гг. группа, руководимая автором настоящей работы,

представила Институту географии и кадастра Анголы (ЮСА) проект по модернизации геодезической сети г. Луанда. Схема проектируемой сети показана на рис. 2.

Были выполнены наблюдения на 19-ти пунктах, 5 из которых уже принадлежат городской геодезической сети (Fortaleza, Morro da Cruz, Parque, Quibenga, \ , —— ,' Sassalemba). Пункт Fortaleza в

ß^t • : - : V ч ' • '

Чг Г -, \ ... будущем станет пунктом ВОГС

*: J у \ (рис. 2). Измерения на всех

i ' \ пунктах производились двухчас-

• V

g / « \ тотными геодезическими при-

1 ,' X — емниками - модель 4000SSE

ч^®16- é<wpj "" Trimble. Наблюдения при помо-

/ щи GPS выполнялись в статиче-

i - ^iasí s S^fS i

\ i f*k<*»m* ском режиме. Было установлено, -I 4 что наблюдения должны произ-

. .. ' ' I » водиться с использованием 6-8

Рисунок 2. Проект модернизации

геодезической сети Луанды или более спутников, с ограни-

- пункты ГГС 1-го класса; ® -пункты городской сети Луанды; чением угла маски от 15?. На-

fortaleza -пункт ГГС 1-го класса, будущая активная станция GNSS ' блюдения выполнялись одновременно на четырех пунктах. В результате были выполнены 11 сеансов наблюдений, каждый сеанс продолжался два часа.

Из анализа невязок (трехмерного вектора ч>ы,wAY,) можно заключить, что максимальная невязка составила 0,006 м, а точность наблюдений модернизированной сети провинции Луанда - t ID =1:8000000. Для независимых базовых векторов, измеренных дважды в разные дни, максимальное расхожде-

ние повторных линий составило: АХ - 7 мм; ДК - 8 мм; AZ - 5 мм. Данные наблюдений GPS являются удовлетворительными и отвечают техническим нормам, применяемым при построении спутниковых геодезических сетей. После окончания наблюдений выполнялось уравнивание всех измерений.

Глобальные методы преобразования координат обеспечивают высокую точность при работе с точными координатными системами, например, ITRF-2005. При преобразовании локальных референцных координат ошибки могут значительно возрастать из-за того, что параметры связи координатных систем во многих случаях определяются по ограниченной выборке точек и не могут учитывать локальные нелинейные искажения в сетях. Чтобы уменьшить эту ошибку, в локальных областях необходимо пользоваться методами, в которых переход от одной системы в другую выполняют по тем же алгоритмам, которые используются в глобальных методах, по параметрам перехода.

Анализируя средние квадратические ошибки тЕ, тц плоских координат в проекции Меркатора E^N,, можно определить, насколько в среднем повышается точность определения координат пунктов сети в результате уравнивания с использованием только диагональных элементов корреляционных матриц и с помощью полной корреляционной матрицы. Результаты исследования показали, что максимальные значения составляют величины: первый вариант от,. = 0,019 м, mN = 0,020 м; второй вариант mF = 0,025 м, mN{ = 0,025 м.

Коэффициенты СЕ, CN, среднего повышения точности абсцисс и ординат: С,.■ = т^ 1тЕ «1,5; CN = mNJmN & 1,5. Следовательно, если использовать при

уравнивании полную корреляционную матрицу, то точность определения плановых координат в провинции Луанда повысится в среднем в 1,5 раза.

Анализ определения точности взаимного положения смежных пунктов модернизированной сети провинции Луанда показал, что в результате уравнивания точность определения относительной ошибки стороны городской сети Луанды не хуже, чем допустимая относительная ошибка стороны СГС-1. Отсюда можно сделать вывод, что в целом городская сеть Луанды может служить как

сеть первого порядка опорной государственной геодезической сети Анголы, и в будущем следует повышать ее точность для обеспечения обновления планов города всех масштабов.

Вычисление параметров преобразования координат Математическая модель преобразования координат, которая будет использоваться в Луанде - это ортогональный метод. Пространственные прямоугольные координаты пунктов, полученные на основании геодезических координат, на эллипсоид Кларка 1880 г., вычислены по известным формулам:

X, =(N, + Hg ) eos В, eos L, Yt + tfr;)cosZ?;sin¿, Z, = (N¡ + Hi; )sin Bt - e1Ni sin Bt

где N- радиус кривизны первого вертикала: N¡ =a/A/l-e2sin2 Bt\ а-большая полуось эллипсоида; e-эксцентриситет; е = 4аг-b2 /а; ¿-малая полуось эллипсоида; На - геодезическая высота пункта.

При проведении эксперимента для обработки данных были использованы два варианта. Для первого варианта уравнивание выполнено параметрическим методом. В параметрическом методе линейная модель представлена следующим выражением: V = АХ + L, (13)

где К(3лх1) - вектор поправок; Л(3„х6) - матрица коэффициентов; Х-матрица неизвестных (параметры преобразования); L- свободный член;

L(57xl) :

Y, -Y, Zi~Z'

; X,Y,Z - преобразованные координаты; Xrco,Yrco,Zrco - пре-

образуемые координаты.

Для решения уравнения (13) используется метод наименьших квадратов. Таким образом, параметры преобразования можно найти при помощи уравнения: X = -N'^11, где = АТРА - нормальная матрица; и (6х|р А1 РЬ. Ошибка единицы веса

ц = РУ/Зп-6, (14)

где ц - средняя квадратическая ошибка единицы веса; п - количество наблюдаемых пунктов.

Получив решение (14), оценка точности параметров преобразования выполняется по формуле: m^ = auJq^ ; тм = auJQ^ ; mAZ = M,jQi~3 ; та = auJq4~4 ;

WP = W&7 ; rny = mJq^ , (15)

где Qlt - диагональные элементы обратной матрицы нормальных уравнений.

Во втором варианте для оценки параметров преобразования было использовано линейное уравнение, в котором вектор поправок заменен вектором помех п, и добавлена новая величина - случайный сигнал s' :

L(w) = Л0чт)Х(1Ы) + S('3?i<|) + и(3?х|), (16)

где ¿-вектор свободных элементов; А-матрица коэффициентов; А'-вектор уравненных параметров; п- вектор помех (ошибки наблюдений); s'-вектор случайных сигналов в пунктах наблюдений q; q-число пунктов наблюдения; и - число оцениваемых параметров.

Уравнение (16) имеет три составляющих: одна систематическая АХ, и две случайных nus'. Составляющая АХ может быть представлена математической моделью и называется моделируемой частью; случайные составляющие представляют немоделируемую часть. Случайный сигнал s' может быть понят как недостаток математической модели, т. е. невозможность данной модели полностью описать соотношение между вектором L и параметрами X. Второй вариант для оценки параметров преобразования - это процесс, в котором комбинируются уравнивание, фильтрация и интерполяция. Оценка параметров X может быть принята как уравнивание, удаление помех п из результатов наблюдений - как фильтрация, и оценка сигнала s в пунктах, где не были выполнены наблюдения, - как интерполяция.

Обработка данных для получения результатов была выполнена с использованием программы MATLAB. Вычисление параметров преобразования по методу наименьших квадратов требует наличия пунктов с известными прямоугольными пространственными координатами X,, Y, Z, в системах WGS-84 и

Кларка 1880 г., где векторы свободных элементов задаются разницей координат идентичных станций. Данными, использованными для настоящего эксперимента, являются координаты 19 пунктов городской геодезической сети Луанды. Вектор свободных элементов, использованный в процессе вычисления парамет-

ров преобразования, был определен при помощи выражения Ь,

'(57x1) '

х1т ~X, г, -г,

Ковариационная функция С может быть построена на основании вектора свободных элементов по показательным результатам дисперсий и ковариаций. Показательные результаты дисперсии вычисляются по следующим формулам:

1

Пи — I

"к -1 ЛГ=1

где п - общее количество свободных элементов; пк - количество свободных элементов в определенном интервале, для которого вычисляются ковариации; /,,/,,/ - собственно свободные элементы, где / - их средняя величина.

Пространственные расстояния [(л1, -х) ^ + (к, - 7 + (г, - разделены

на равные интервалы 5. В каждом интервале ковариации вычислены для трех компонент {Х,У,2). В табл. 2 показаны результаты ковариаций С,(Д), вычисленные по свободным элементам. В каждом интервале ковариация была вычислена для средней точки, где величина 5 равна 3 км.

Таблица 2. Вычисленные ковариации

Расстояние, км С,(Л),, м2 С,(Д)у,м2 С,(Д)г, М2

3 0,159895625 0,188300946 0,036451794

б 0,119047424 0,180112742 0,02446291

9 0,081104722 0,178527223 0,022088633

12 0,078157412 0,177444468 0,019709624

15 0,072844243 0,158558663 0,015422519

18 0,062042435 0,155243039 0,012913824

21 0,060103419 0,143918186 0,011751016

24 0,056732114 0,143664873 0,011485696

Параметры преобразования координат

Как было сказано выше, для вычисления параметров преобразования в провинции Луанда были использованы два варианта. Соотношение между двумя системами WGS-84 и Кларка 1880 г. было установлено при помощи трех смещений и трех поворотов. В процессе вычисления для первого варианта матрица весов Р была принята как единичная матрица, а матрица дисперсий и ковариаций была смоделирована на основании данных, как показано в табл. 2. В табл. 3 представлены шесть параметров преобразования для провинции Луанда, которые показывают, что неоднородность данных геодезической сети в г. Луанде оказывает влияние на точность определения параметров преобразования. При этом минимальное значение среднего квадратического определения угла поворота та может составлять величину в линейном размере порядка 0,032 м. Таким образом, погрешности определения параметров преобразования координат при удалении от исходного пункта Fortaleza, будут возрастать.

Исходя из этого, можно сделать следующий вывод: параметры преобразования координат, приведенные в табл. 3, могут быть использованы только в городе Луанде.

Таблица 3. Параметры преобразования координат

Первый вариант Второй вариант

параметры средняя квадратическая ошибка параметры средняя квадратическая ошибка

АХ = 134,760м ± 0,265м ДХ = 132,513м ± 0,105м

ДУ = 42,735м ± 0,377м AY = 42,740м + 0,108м

AZ = 231,534м ± 0,357м AZ= 229,208м ±0,118м

а" = -4,118 ±0,001" а" = -6,258 ±0,001"

ß" = -0,976 ±0,002" р" = -1,686 ±0,002"

у" = -9,471 ±0,010" у" = -8,358 ±0,005"

По окончанию процесса вычисления параметров преобразования по методу наименьших квадратов можно вывести некоторые гипотезы, подтверждаемые классическим распределением, например, критерием %2 для дисперсии.

Распределение у? дает возможность оценить степень согласованности теоретического и статистического распределений. Для распределения %гсоставлены специальные таблицы.

При анализе результатов уравнивания используется глобальный тест, основанный на распределении :

, = УСТр(постериори) = У' РУ

Л-выч 2/ \ 2 '

ст0 (априори) ст0 Тест часто используется на практике и для его применения сформулированы две гипотезы: //„-нулевая гипотеза сг,2(априори) = с^(постериори); Нх - альтернативная гипотеза ст^ (априори )<а2(постериори). Нулевая гипотеза Н0 принимается, если:

Хвыч^Х^;]-«)'

где Хвь,ч~ вычисленное распределение, основанное на формуле (17); Х^-с)-теоретическое распределение, основанное на распределении %г;

а - уровень значимости; сх2 (априори) - априорная дисперсия; о„ (постериори)

- апостериорная дисперсия.

Статистический анализ для оценки качества вычисленных параметров

был выполнен при помощи глобального теста, основанного на распределении

%2. Были использованы: уровень значимости 5%, и степень свободы

V = Ъп - 6= 51, где п - количество наблюдаемых пунктов. В табл. 4 показаны

данные статистического анализа вычислений, представленных в табл. 3.

Таблица 4. Данные статистического анализа, выполненного при помощи

глобального теста

Параметр 1 вариант 2 вариант

УТРУ 2,099 2,087

V 51 51

(постериори) 0,041 0,039

у2 Лвыч 2,099 2,087

Х(51;0,95) 34,764 34,764

По данным, приведенным в табл. 4, можно заключить, что нулевая гипотеза Н0 принимается при уровне значимости 5%, так как величина Х«,„Ч.<Х(5| 0 95)-

Так же было вычислено о0:(постериори) при помощи уравнения:

г. . УТРУ о0(постериори) =-.

V

Из анализа табл. 3, как было сказано выше, имеются два различных способа вычисления параметров преобразования.

Критерием, принятым для выбора параметров преобразования, было использование так называемых контрольных пунктов. Контрольными пунктами являются пункты, не вошедшие в процесс вычисления параметров преобразования ни в первом, ни во втором варианте. Параллельно с работой автора диссертации, эти пункты были определены Институтом геодезии и картографии Анголы (ЮСА).

Сравнение двух примененных способов может быть проведено на основании анализа разности координат контрольных пунктов по следующей формуле:

АХ, м" у вариант — X контроль

ДГ,м = у вариант -V контроль

А2, м 7 вариант _ 7 контроль

где указание «вариант»(относится к координатам, определенным при помощи первого или второго варианта, а указание «контроль» относится к прямоугольным пространственным кбдрдинатам контрольных пунктов.

Рисунки 3-5 показывают результаты, полученные при вычислении разности между координатами, определенными при помощи первого и второго варианта, и известными координатами контрольных пунктов.

1,200

я 1.000 £ 0.800

0.600 0.400

0.200 0.000

I »; т ; \ ^ ■

■4......... "ТТ'Г *ггм г ( V ( Г ; | | ^ | - - ■ А ¡\ И V 1......\ :

1 1 1 1 » » С \

» ; 1 и 1 я » I I 'К.........|':::»ГГГ;'"Г ! } ¡1 ) .....1.1.Ц-; ■:■

* 1 Г * .1......1 I !» щ : т, ■ ■:» » , Г" : / . / / 1 —•—>1.» мм ? . : 1 ;

г % /

10

1 Вариант

I Вярям»

Рисунок 3. Разность ДА'для первого и второго вариантов

2,500

2.000

1,500

1,000

0,500

5? 0.000

-0,500

:т'Г

40

--- 1 Вариант

«■» 2 Вариант

Рисунок 4. Разность ДКдля первого и второго вариантов

3,500 3,000 2.500 2.000 1,500 1,000 0.500 0,000 -0,500 0

Г « : ■ ! £ Д.

1 ..............4] . уч 4- » ( \ Л

!: V" : Яг! - ' . I -IV ::::.; I ].....1........

...... ! 1 .. .......... \

■ Л \< > ; < ; * % \ ! \ ПлЕ 1 « :.......,,1, \

V _ А И : ш ¡тгН—:

I

-а®! т

-1 Вариант

> 2 Вариант

Рисунок 5. Разность Д7 для первого и второго вариантов

Проведя анализ рисунков 3-5, можно заключить, что разности, получен-

ные для второго варианта меньше, чем для первого, т. е. координаты, полученные при применении второго варианта, более приближены к координатам контрольных пунктов.

Можно сделать вывод, что параметры преобразования, которые будут применяться в провинции Луанда, это параметры, определенные при помощи второго варианта, так как в данном случае результаты показывают наибольшее приближение к контрольным величинам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе исследований, проведенных в настоящей диссертационной работе, можно сделать обобщенный вывод о том, что представленный материал охватывает комплекс вопросов, относящихся к разработке методики модернизации плановой геодезической сети г. Луанда. В основу разработанной методики положены современные возможности определения пространственных прямоугольных координат геодезической сети г. Луанда с применением глобальных спутниковых навигационных систем. При этом в процессе реализации упомянутого комплекса решены следующие задачи.

1. Изучена вся территория Анголы в физико-географическом и геодезическом отношениях.

2. Проанализированы ранее выполненные геодезические и картографические работы.

3. На основании предварительной оценки точности доказано, что существующая на сегодняшний день плановая геодезическая сеть города Луанды по точности и по плотности не соответствует современным требованиям.

4. Исследована привязка пункта ВОГС (FORT и САМ) к опорным пунктам международной сети WGS, IGS. Предрасчет точности выполнен методом математического моделирования. Точность определения средних значений координат исходного пункта Fortaleza (FORT):

тх = 0,025 м; ту = 0,042 м; mz = 0,027 м.

5. В Луанде создана городская сеть, основанная на использовании современной техники наблюдений спутников GNSS.

6. Выполнено уравнивание спутниковой геодезической сети (СГС) в городе Луанде.

7. Точностные исследования обработки результатов спутниковых измерений при модернизации геодезической сети провинции Луанда показали, что в целом городская сеть Луанды может служить как сеть первого порядка опорной государственной геодезической сети Анголы.

8. Созданная при участии автора координатная основа обеспечивает эффективное применение спутниковых систем в Луанде при решении координатных задах широким кругом пользователей.

9. Показано, что если использовать при уравнивании полную корреляционную матрицу, то точность определения плановых координат в провинции Луанда улучшится в среднем в 1,5 раза.

10. Обоснован выбор метода преобразования координат в городе Луанде.

11. Исследованы два способа определения параметров связи систем координат ГГС города Луанды с общеземной системой координат. В результате исследования показано, что при использовании второго способа точность определения параметров преобразования координат повысится почти в 2 раза.

Отсюда сделан вывод, что параметры преобразования координат, которые будут применяться в провинции Луанда, это параметры, определенные при помощи второго варианта:

ДОГ = 132,513 м; ДУ = 42,740 м; Щ = 229,208 м; а" = -6,258;

Р" = -1,686;у* = -8,358 •

Данная диссертационная работа посвящена решению вопросов совершенствования методов повышения точности определения параметров преобразования координат в городе Луанде. Для достижения этой цели при преобразовании координат в Луанде использован ортогональный метод. Определение и использование масштабного коэффициента в Луанде приведет к неизбежному снижению точности результатов спутниковых измерений.

Из-за неоднородности данных существующей плановой геодезической сети города Луанды разработан алгоритм, который определяет фактическую допустимую величину средней квадратической ошибки преобразованных координат по точности вычисления параметров преобразования координат. Этот алгоритм позволяет контролировать точность, с которой были вычислены параметры преобразования координат.

Представленные в диссертации результаты модернизации городской геодезической сети Луанды подтверждают высокую эффективность применения СИЗБ-методов в развитии и создании надежных опорных геодезических сетей.

Настоящий проект модернизации геодезической сети провинции Луанды с применением глобальных спутниковых навигационных систем может послужить моделью для других провинций в Республике Ангола.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Тейшейра де Карвальо Аитонио Алвеш. Основные направления современной модернизации геодезической сети Анголы. //"Известия ВУЗов Геодезия и аэрофотосъёмка" 2011.-К 5.-С. 31-33.

2. Тейшейра де Карвальо Аитонио Алвеш. Модернизация плановой геодезической сети в городе Луанда с использованием современных спутниковых технологий. Международная конференция Организации Объединенных Наций ЮНЕСКО по стабильному развитию в Анголе, факультет естественных наук, Луанда, 2008.

3. Тейшейра де Карвальо Аитонио Алвеш. Параметры преобразования в городе Луанде. Факультет естественных наук, Луанда, 2011.

Подписано в печать 16.01.2012. Гарнитура Тайме Формат 60790/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Объем 1,5 усл. печ. л. Тираж 80 экз. Заказ №1 Цена договорная Издательство МИИГАиК 105064, Москва, Гороховский пер., 4

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Тейшейра де Карвальо Антонио Алвеш, Москва

61 12-5/1453

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ (МИИГАиК)

ТЕЙШЕЙРА ДЕ КАРВАЛЬО АНТОНИО АЛВЕШ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ МОДЕРНИЗАЦИИ ПЛАНОВОЙ

ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ ГОРОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ СПУТНИКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (НА ПРИМЕРЕ Г. ЛУАНДА)

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

Специальность: 25.00.32 - Геодезия

Руководитель доктор технических наук профессор Клюшин Е.Б.

Москва 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................4

1. АНГОЛА СЕГОДНЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ РАЗВИТИЯ.............................7

1.1. Общая характеристика страны....................................................................7

1.2. Политика и действия в реальных отраслях экономики............................9

1.3. Сельское хозяйство, животноводство и лесоводство..............................10

1.4. Рыболовство и рыбоводство......................................................................11

1.5. Перерабатывающая промышленность......................................................И

1.6. Горнодобывающая промышленность.......................................................11

1.7. Нефтедобывающий сектор........................................................................12

1.8. Энерго-и водоснабжение...........................................................................12

1.8.1. Энергоснабжение...............................................................................12

1.8.2. Водоснабжение..................................................................................13

1.9. Строительство.............................................................................................13

1.10. Торговля.....................................................................................................14

1.11. Транспорт и коммуникации.....................................................................15

1.12. Туризм........................................................................................................15

1.13. Научное и технологическое развитие.....................................................16

1.14. Окружающая среда...................................................................................17

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ В РЕСПУБЛИКЕ АНГОЛА...................................19

2.1. Особенности построения государственной геодезической сети в Республике Ангола............................................................................................1 ^

2.2. Точность геодезических измерений.........................................................22

2.3. Обработка и уравнивание материалов геодезических измерений........24

2.4. Характеристика нивелирной сети.............................................................26

2.5. Характеристика гравиметрических работ................................................27

2.6. Краткая характеристика астрономических работ...................................29

2.7. Краткая характеристика картографических работ..................................32

2.8. Краткие выводы и предложения...............................................................32

3. МЕТОДЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ............................................34

3.1. Общие положения.......................................................................................34

3.2. Аффинный метод преобразования координат.........................................34

3.3. Ортогональный метод преобразования координат..................................37

3.4. Конформный метод преобразования координат.....................................39

3.5. Выбор метода преобразования координат для использования

в Луанде..............................................................................................................

3.5.1. Оценка точности преобразованных координат при ортогональном методе............................................................................................................41

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ МОДЕРНИЗАЦИИ ПЛАНОВОЙ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ ГОРОДА ЛУАНДА.................................................47

4.1. Геодезическая опорная сеть современного города Луанда....................47

4.1.1. Плановая опорная сеть......................................................................47

4.1.2. Высотная опорная сеть......................................................................47

4.2. Модернизация плановой геодезической сети в городе Луанда с использованием современных спутниковых технологий..............................48

4.2.1. Выбор опорных станций IGS...........................................................49

4.2.2. Определение пространственных прямоугольных координат

(X, Y, Z) исходных пунктов Fortaleza (FORT) и Camacupa (САМ).........54

4.3. Результаты измерений спутниковым методом на пунктах городской геодезической сети............................................................................................61

4.4. Вычисление параметров преобразования координат.............................74

4.4.1. Параметры преобразования координат...........................................83

4.4.2. Статистический анализ.....................................................................84

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................88

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................................91

Приложение 1. Уравнивание сети г. Луанда.......................................................95

Приложение 2. Результаты уравнивания сети на плоскости с использованием только диагональных элементов корреляционных матриц.............................101

Приложение 3. Результаты уравнивания сети на плоскости с использованием полной корреляционной матрицы.........................................104

ВВЕДЕНИЕ

Геодезическая сеть Анголы имеет некоторые особенности, которых нет во многих странах. В колониальный период геодезическая сеть была построена различными предприятиями с использованием различных методов и инструментов, результатом чего стала разная точность измерений. Например, на побережье и в центральной части Анголы существует сеть триангуляции, > созданная Географической Миссией Анголы (MGA) и Гидрографической Миссией Анголы (МНА), на востоке страны имеется сеть трилатерации, построенная Técnica Aerea е Fotogrametrica, LDA, «TECAFO» (Португалия). Не было выполнено совместного уравнивания координат, полученных разными

предприятиями. Поэтому она оказалось неоднородной по плотности и точно/

сти. Между тем выполненные к настоящему времени на территории Анголы геодезические и картографические работы недостаточны даже для обеспечения текущих задач народного хозяйства, не говоря уже о запросах ближайшего будущего.

Это видно из того, что для территории всей страны в целом составлены лишь мелкомасштабные топографические карты масштабов 1: 100 ООО (на всю страну) и 1: 50 ООО (на севере), однако для побережья требуется более детальная топографическая карта. В целом, для многих регионов требуются карты средних 1: 25 ООО - 1: 10 ООО и крупных 1: 5 ООО, 1: 2 ООО, 1: 1 ООО, 1: 500 масштабов. Для решения этих задач необходима современная государственная геодезическая сеть, которой к настоящему времени на всей территории Анголы нет.

Современные спутниковые технологии позволяют реализовать единый подход к модернизации плановой геодезической сети города Луанды, которая строится в виде пространственного построения.

По результатам спутниковых измерений получаются координаты пунктов плановой геодезической сети города Луанды в системе WGS-84. Возникает необходимость найти параметры преобразования между плановой геодезической сетью Луанды и глобальной WGS-84.

К сожалению, на государственном уровне параметры преобразования в

Луанде до сегодняшнего дня не определялись.

В Луанде существуют одиннадцать разных параметров преобразования, которыми пользуются различные предприятия, работающие в Луанде. Именно этот факт повлиял на решение автора написать данную диссертацию, в которой он намеревается решить проблему противоречивости параметров

преобразования.

Основные цели и задачи данной диссертации:

- модернизация плановой геодезической сети провинции Луанда при помощи новой технологии спутниковых измерений;

- обработка и анализ результатов, полученных при выполнении наблюдений модернизированной плановой геодезической сети в период с 2006 по 2010 гг. Создание городской сети и наблюдения выполнены автором настоящей диссертации в сотрудничестве с Университетом Луанды и Институтом геодезии и картографии Анголы (ЮСА);

- расчет параметров преобразования координат плановой геодезической сети для провинции Луанда;

- статистический анализ параметров преобразования координат для

провинции Луанда.

Решение сформулированных выше задач и обоснование необходимых методов их реализации изложены в диссертационной работе в следующей

последовательности:

В главе 1 описаны основные направления экономического развития,

намеченные правительством Анголы на послевоенный период, и обоснована необходимость модернизации геодезической сети для того, чтобы этот план

был успешно выполнен.

В главе 2 сделан подробный анализ существующей геодезической сети

Анголы, а так же точности, с которой были выполнены геодезические измерения. Кроме этого, произведен анализ гравиметрической и нивелирной се-

тей, и на основании материалов, хранящихся в Институте геодезии и картографии Анголы (ЮСА), выполнен критический анализ астрономических наблюдений и картографических работ.

В главе 3 изложены основные методы преобразования координат и представлены математические обоснования выбора метода для решения задачи определения параметров преобразования координат в Луанде.

В главе 4 описаны методики модернизации плановой геодезической сети г. Луанды, представлены результаты измерений, выполненных при помощи спутниковых наблюдений. Кроме этого, выполнен анализ полученных результатов и на их основании впервые вычислены параметры преобразования координат для провинции Луанда. Для сравнения вычисление параметров

выполнено двумя способами.

Диссертация завершается заключением, где изложены выводы, списком литературы и приложениями.

1. АНГОЛА СЕГОДНЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕЕ РАЗВИТИЯ

1.1. Общая характеристика страны

Ангола находится на африканском континенте в нижней части Южного полушария и к востоку от Гринвичского меридиана (рис. 1.1).

Рисунок 1.1. Положение Анголы на африканском континенте

Территория Республики Анголы не является единым целым, так как провинция Кабинда отделена от остальных провинций полосой территории, принадлежащей Демократической Республике Конго.

Крайние географические координаты Анголы: на севере - 4°22' южной широты; на юге - 18°02' южной широты, что дает широтную разница в 13°40'. На западе — 11 °41' восточной долготы; на востоке - 24°05' восточной долготы,

что представляет долготную разница 12°24'.

Площадь Анголы - 1246700 км2. Пограничная линия составляет 1650 км морской границы и почти в три раза больше границы сухопутной.

Ангола граничит на севере с Демократической Республикой Конго; на востоке - с Демократической Республикой Конго и с Замбией; на юге - с Намибией.

Рельеф представлен серией плоскогорий, которые на материковой части понижаются на восток и юго-восток, а в прибрежной полосе - в сторону океана. Некоторые из этих плоскогорий достигают высоты более 1500 м над уровнем моря.

Растительность неоднородна, представлена пейзажной мозаикой от густых лесов экваториального типа, как, например, лес Майомбе в провинции Кабинда, до неравномерно покрытых кустарником и травами обширных пространств и пустынь провинции Намибия. Много саванн, чередующихся с лесами, и занимающих обширные пространства.

Гидрография представлена крупными реками - Заир (Конго), Кванза и Кунене, спускающимися с внутренних территорий по глубоким долинам, где их русла узки и порожисты, постепенно расширяющимися ближе к океану и формирующими широкие заливы, в которых расположены лучшие порты, например, порты Луанды, Лобито и Намибе.

Климат в Анголе представлен тремя крупными климатическими зонами: зона влажного тропического климата, зона сухого тропического климата и зона жаркого пустынного климата.

Изменение климатических элементов в Анголе является результатом воздействия различных факторов, среди которых можно выделить географическую широту, высоту над уровнем моря, Бенгельское течение, приближенность или удаленность от моря.

Население распределено по всей территории страны, индекс годового изменения численности страны точно неизвестен, так как перепись населения не проводилась с 1970 г. По последней переписи население страны составляло 5,62 миллионов человек.

Несмотря на отсутствие статистических данных, правительство предполагает, что в 1995 г. население составляло 11,5 миллионов человек; в то время как приблизительные данные «Economist Intelligence Unit» (EIU) указывают на 14 миллионов жителей в 2009 г.

Официально государственным языком является португальский, но кроме него для устной речи используются национальные языки: умбундо, ким-

бундо, чокве, нгангела.

В последние шесть лет - с 2003 г. и по настоящее время с наступлением мирного периода Ангола испытывает повышенный ритм экономического роста. Годовой рост валового национального продукта достиг за этот период средней величины 14,7%. В то время как нефтедобывающая отрасль достигла среднего годового роста 12,7%, рост других отраслей был более ускоренным и достиг величины 17,4%. Это позволило снизить уровень безработицы, который в середине 90-х годов достигал почти 45%, до 22,5% в 2007 г.

Вес горнодобывающей промышленности, в которой преобладают нефтяная и алмазная отрасли, был очень значительным и в среднем почти 61,6%.

Правительство Анголы пришло к заключению, что лучшей моделью рентабельного развития с территориальной, экономической и социальной точки зрения, будет та, которая гарантирует наибольшее равновесие в экономическом и социальном развитии, наибольший рост количества рабочих мест, наибольшее накопление внутренних запасов, больше личной свободы и лучшее сохранение окружающей среды, большее участие и больший доход в образованном, современном, открытом внешнему миру обществе. В данной модели имеют место прямые национальные и иностранные инвестиции, рыночные отношения, частная инициатива и конкуренция.

1.2. Политика и действия в реальных отраслях экономики

Действия правительства Анголы [36] в отношении реальных отраслей экономики, кроме руководящей и координирующей роли государства, подчиняются принципу принятия политических мер для прогрессивного уменьшения зависимости ангольской экономики от нефти и алмазодобывающего сектора путем инвестирования доходов, получаемых от этих натуральных и не-возобновляемых ресурсов, в подготовку специалистов и развитие других эко-

номических отраслей, особенно требующих большого количества рабочей силы, что гарантирует повышение уровня занятости населения.

Приоритет отдается сельскому хозяйству. Государственная политика в этом направлении ставит задачей увеличение производства и производительности национального сельского хозяйства, поддерживая самоокупаемость и продовольственную независимость, развитие сельского хозяйства как промышленной отрасли и экспорт получаемой продукции, а так же гарантию рационального использования земли и сохранения ее регенерационной способности.

Промышленная политика направлена на индустриальное развитие Анголы с поддержкой замены импорта экспортом, использование натуральных ресурсов, существующих в стране, вертикальную и горизонтальную интеграцию экономики путем использования потенциальных возможностей страны, производство конкурентоспособных товаров.

Коммерческая политика направлена на создание конкурентоспособной коммерческой сети, базирующейся на циклах распределения, разнообразие экспорта и защиту прав потребителя.

1.3. Сельское хозяйство, животноводство и лесоводство

Сельское хозяйство, животноводство и лесная промышленность являются особенно важными отраслями для экономической и социальной жизни страны. Таким образом, первоочередной задачей является реабилитация сельского хозяйства путем стабилизации населения и улучшения условий

жизни в сельских регионах.

Для этого необходимо восстановить условия безопасности, гарантировать минимальные цены на определенные сельскохозяйственные продукты, улучшить систему транспорта и коммуникаций, не забывая о справедливом распределении производимой продукции, увеличить занятость населения, сделать доступными образование и здравоохранение, увеличить участие женщин в социальной жизни, что в сумме гарантирует увеличение производства и производительности национального сельского хозяйства, поддержать

самоокупаемость и продовольственную независимость, развитие индустриального сельского хозяйства и экспорта.

1.4. Рыболовство и рыбоводство

Рыболовство и рыбоводство являются важным сектором для улучшения жизни ангольского народа, для увеличения безопасности, стабильности и благосостояния населения и, как следствие, для борьбы с голодом и нищетой. Правительство Анголы считает, что данный сектор должен базировать свою деятельность на ответственном режиме эксплуатации в том, что относится к живым водным ресурсам - как в отношении добычи, так и в отношении применения техники воспроизводства и технологических достижений, согласовывая ограниченность продуктивного потенциала ангольских вод (морских и континентальных) биологического и экологического порядка с экономическими и социальными потребностями, и без необходимости не подвергать риску воспроизводительные ресурсы, которые являются натуральным капиталом водных экосистем.

1.5. Перерабатывающая промышленность

Основной задачей индустриального сектора Анголы должно стать создание современных и конкурентоспособных отраслей пром�