Главная / Геодезия и Картография / О ГЕОДИНАМИКЕ ПОСТОЯННО ДЕЙСТВУЮЩИХ СТАЦИОНАРНЫХ СТАНЦИЙ ГНСС НА ТЕРРИТОРИИ РФ

О ГЕОДИНАМИКЕ ПОСТОЯННО ДЕЙСТВУЮЩИХ СТАЦИОНАРНЫХ СТАНЦИЙ ГНСС НА ТЕРРИТОРИИ РФ

Количество постоянно действующих стационарных станций ГНСС в России и, особенно, в ее европейской части в последние годы резко увеличилось. Это связано с широким использованием метода RTK (Real Time Kinematic), позволяющего в режиме реального времени определять координаты съемочных точек при проведении кадастровых, инженерно-геодезических и других видов работ, требующих оперативного и точного позиционирования с сантиметровой точностью. По нашим и сторонним оценкам [1] количество подобных станций в РФ уже превысило полторы тысячи и продолжает быстро расти. Сведения по таким станциям ГНСС достаточно разрозненные, а полноценную (легитимную) информацию о расположении станций и их владельцах можно получить только в разделе «Открытые данные — Геодезические сети специального назначения» на сайте ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД» (https://cgkipd.ru/opendata/ GSSN).
В этом разделе размещены метаданные из отчетов (открытого пользования) о создании геодезических сетей специального назначения, предоставленных их правообладателями и помещенных в федеральный фонд пространственных данных. Метаданные включают информацию: о количестве и местоположении станций ГНСС, об исполнителях работ по их установке и правообладателях данных и др. На декабрь 2020 г. на сайте имелась информация о 551 станции региональных и коммерческих операторов сетей высокоточного позиционирования, а на февраль 2021 г. — уже о 663 станциях.
К сожалению, в отличие, например, от США, где имеется сеть CORS Национальной геодезической службы (www.ngs. noaa.gov/CORS), которая собирает, систематизирует, хранит и предоставляет всем желающим информацию со стационарных постоянно действующих станций ГНСС, в Российской Федерации такая служба пока отсутствует. В Казанском (Приволжском) федеральном университете создана и функционирует автоматизированная система сбора и обработки ГЛОНАСС/GPS данных с более чем 600 стационарных станций ГНСС на территории РФ (рис. 1), основанная на использовании широко известных программных комплексов GAMIT (Массачусетский технологический институт, США) и BERNESE (Астрономический институт Бернского университета, Швейцария).
Измерения ежедневно скачиваются непосредственно с приемников ГНСС или FTP-серверов, анализируются и архивируются, а затем вычисляются высокоточные координаты пунктов в WGS–84 с привязкой к международной сети IGS (International GNSS Service) в ITRF-реализации. С серверов сети TopNETlive (ООО «ГЕОСТРОЙИЗЫСКАНИЯ», http://topnet.gsi.ru), сети PrinNet (АО «ПРИН», http://prin.ru/ seti_referencnyh_stancij), БУ «Центр информационных технологий» Чувашской Республики (ЦИТ-11), сети «Базовые Станции Поволжья» (НПО «Градиент», http://ooogradient.ru/), а также непосредственно с приемников на территории Республики Татарстан и Самарской области, данные скачиваются автоматически.
Данные постоянно действующих базовых станций ГНСС сети HxGN SmartNet (ООО «ГЕКСАГОН ГЕОСИСТЕМС РУС», https://hxgnsmartnet.com/ru-ru), сети EFTCORS (EFT GROUP, https://eftcors.ru) и пунктов ФАГС РФ, к сожалению, приходится собирать в ручном режиме через web-интерфейс. При необходимости файлы с «сырыми» данными, полученными приемниками ГНСС конвертируются в файлы формата RINEX, у каждого такого файла редактируется шапка, полученные файлы сжимаются в формат Hatanaka + gzip и сохраняются в виде иерархического архива. Редактирование шапки файла в формате RINEX заключается в том, что удаляются лишние строки, например, COMMENT; вставляется более-менее адекватная строка OBSERVER/ AGENCY; корректируются, если необходимо, строки REC и ANT согласно требованиям IGS; удаляется строка MARKER NUMBER. Эта строка должна отсутствовать или иметь ведущие пробелы для станций, не имеющих номера IGS или другого номера. Весьма часто сюда вставляется строка MARKER NAME — это неправильно. Тогда ее приходится редактировать: в этой строке должно быть 4 символа в верхнем регистре с позиции 0, а с позиции 20 возможно длинное имя. Некоторые станции приходится переименовывать, так как их имена совпадают с уже имеющимися именами станций в архиве системы. Так, были переименованы перечисленные ниже станции (их новые имена выделены курсивом): — сеть HxGN SmartNet: ALME — ALMS; ZAIN — ZAIS; SARA —SARS; CHEB — CHES; NIKL — NIKS; KAZN — KAZS; SAMR — SAMS; MAMA — MAMS; NNOV — NNOS; ULIA — ULIS; — сеть PrinNet: ALMT — ALMP; NEFT — NEFP; RAEV — RAEP; ASTR — ASTP; NNOV — NNOP; SERG — SERP; KIRV — KIRP.
Для станций, имеющих историю непрерывных наблюдений более 1,5–2 года, были вычислены достаточно надежные ITRF-координаты и скорости. Для  станций ГНСС с более чем четырехлетней историей непрерывных наблюдений были вычислены ITRF-координаты и скорости смещений. ITRF-координаты могут использоваться, например, для уточнения модели глобальных скоростей NUVEL или как опорные для совершенствования глобальной геодезической системы координат на территории РФ. Со временем количество таких станций будет только увеличиваться, поскольку в настоящее время уже имеется достаточно много станций со стабильным пространственным положением, подтвержденных качественными временными рядами наблюдений за трехлетний период. Файл с вычисленными ITRF-координатами всех включенных в обработку станций можно найти на FTP-сервере проекта (ftp://178.213.241.23)  Там же дополнительно доступны временные ряды изменения координат на станциях и ссылки на RINEX-файлы ГНСС-наблюдений.
Кроме того, здесь можно скачать программу для визуализации планового положения станций (RF.7z) и построения временных рядов изменения координат по результатам наблюдений.
Одной из базовых станций ГНСС с длительной историей непрерывных измерений является станция KZN2, установленная в городской астрономической обсерватории Казанского (Приволжского) федерального университета, которая с 2012 г. входит в состав международной сети IGS (https://www.igs.org/imaps/sta tion.php?id=KZN200RUS).  Станция KZN2 вполне может использоваться дополнительно к другим станциям IGS для совместной RNX2SNX обработки.
Скорость вертикальной компоненты данной станции сильно отличается от других станций и требует отдельного изучения. Правообладатели коммерческих сетей ГНСС используют данные постоянно действующих базовых станций ГНСС для предоставления сервиса RTK-поправок. Эти данные (файлы ГНСС-наблюдений), как правило, хранятся в разрозненном неструктурированном виде в течение 2–3 месяцев. Затем, за ненадобностью, их удаляют. Глобальный анализ данных ГНСС-наблюдений на базовых станциях требует однородности материалов и единой программной оболочки для автоматизации обработки. Такой механизм разработан авторами с использованием программных комплексов BERNESE и GAMIT. Приглашаем к сотрудничеству правообладателей данных с постоянно действующих базовых станций ГНСС. Мы гарантируем, что файлы ГНСС-наблюдений не будут потеряны, а внесут вклад в изучение геодинамических процессов на территории РФ и решение ряда других научно-прикладных задач. В свою очередь, операторы сетей ГНСС смогут получать информацию как о глобальных координатах собственных станций, так и о стабильности их пространственного положения во времени.
Если антенна станции ГНСС плохо закреплена или здание, где она установлена, испытывает деформации, анализ временных рядов координат позволит выявить эти явления и вовремя принять меры по их устранению.
Значительную научную и практическую ценность представляют данные, полученные на базовых ГНСС-станциях в период с 2000 г. по 2015 г., когда число подобных станций на территории РФ было чрезвычайно мало.
Список литературы 1. Вдовин В.С., Дворкин В.В., Карпик А.П., Липатников Л.А., Сорокин С.Д., Стеблов Г.М. Проблемы и перспективы развития активных спутниковых геодезических сетей в России и их интеграции в ITRF // Вестник СГУГиТ. — Т. 23. — № 1. — 2018. — С. 6–27. 2. Бовшин Н.А. Исследование возможностей использования постоянно действующих референцных станций в высокоточной геодезии и геодинамике // Геодезия и картография. — 2019. — Т. 80. — № 6. — С. 2–15. 3. Загретдинов Р.В., Бахтиаров В.Ф. Об использовании научного потенциала стационарных GNSS станций Поволжского региона // Актуальные вопросы геодезии и геоинформационных систем: Программа, тезисы и доклады V международной научно-практической конференции. — Казань, 2016. — С. 132–138. 4. Бахтиаров В.Ф., Загретдинов Р.В. Об использовании глобальных систем координат в геодезии // VIII Научно-практическая конференция «Актуальные вопросы геодезии и геоинформационных систем», 2019. — С. 183–191. 5. Бахтиаров В.Ф., Загретдинов Р.В., Комаров Р.В. Координатно-временные аспекты создания спутниковых сетей специального назначения // Актуальные вопросы геодезии и геоинформационных систем: Программа, тезисы и доклады VI международной научно-практической конференции. — Казань, 2017. — С. 162–166.

Журнал «Геопрофи» 1’2021

 

Смотрите также

2-я Совместная Международная научно-техническая конференция «ЦИФРОВАЯ РЕАЛЬНОСТЬ: космические и пространственные данные, технологии обработки»

6–9 сентября 2021 г. в г. Иркутске была проведена Совместная Международная научно-техническая конференция «ЦИФРОВАЯ РЕАЛЬНОСТЬ: …