Краткий курс по геодезии 21 век

ВВЕДЕНИЕ

С учетом общей характеристики развития геодезии ХХI век имеет временные рамки, ограниченные серединой этого века. Это соответствует четвертой исторической эпохе, периоду развития. В соответствии с общей периодизацией развития геодезии начало четвертой эпохи соотносится с серединой ХХ века, а ее революционная часть – с концом ХХ века (90-е гг.). Этот период характеризуется бурным развитием науки и техники, определяемым известной аббревиатурой НТР (научно-технической революции), изобретениями и открытиями в области систем измерений, технологий и теоретических исследований. Появилась система важнейших точек предопределенности развития, связанных с информацией (ЭВМ, компьютеры), с лазерной техникой, космическими исследованиями и т.д. Все это привело к радикальным структурным изменениям.

Первая половина ХХI века в рассматриваемых системах знаний и сферах производства представляет собой эволюционную часть развития. Это означает устойчивое совершенствование систем управления, технологий, систем подготовки кадров (образование), систем информационного обеспечения. Основу такого совершенствования составляют геоинформационная направленность. Именно этим вопросам посвящается рассматриваемый раздел, ограниченный временными рамками до 2016-2020 гг.

Глава 5

ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ И КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕXXI в.

5.1. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ В РОССИИ.

В начале ХХI века на территории Российской Федерации использовались следующие референцные системы координат: система координат 1995 г. (СК-95), утвержденная постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2000 г.№ 568, система координат 1942 г. (СК-42), введенная постановлением СМ СССР от 07 апреля 1946 г. № 760, а также система координат 1963 года (СК-63) и большое множество местных систем координат, используемых для проведения геодезических и топографических работ при инженерных изысканиях, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений, межевании земель, ведении кадастров и осуществлении иных специальных работ.

Приказ Роснедвижимости от 18 июня 2007 г. № П/0137 «Об утверждении Положения о местных системах координат Роснедвижимости на субъекты Российской Федерации» предписывал организовать в установленном порядке передачу копии согласованного и утвержденного положения о местных системах координат Роснедвижимости на субъекты Российской Федерации, параметров перехода (ключей) от местных систем координат к государственной системе координат и каталогов (списков) координат геодезических пунктов в местной системе координат в федеральный картографо-геодезический фонд.

Взаимное положение пунктов ГГС в системах СК–42, СК–63 и МСК–NN характеризуется относительной погрешностью 1/40 000–1/150 000 в зависимости от класса пунктов и региона. Взаимное положение пунктов ГГС в системе СК–95 характеризуется относительной погрешностью 1/300 000 для любого региона Российской Федерации [53, 54, 55].

Все эти системы по уровню оперативности, точности и достоверности геодезической информации, реализации потенциала спутниковых технологий не соответствовали современным требованиям экономики и обороны страны к геодезическим измерениям. Поэтому назрела острая необходимость перехода к единой государственной геодезической системе координат. В 2006–2010 гг. под методическим руководством ЦНИИГАиК была разработана государственная геодезическая система координат 2011 г. (ГСК–2011). Активное участие в ее разработке принимали организации Роскосмоса, Росстандарта и РАН.

ГСК-2011 позволяет устранить недостатки ранее существовавших систем координат. Система ГСК-2011 по уровню точности координат пунктов опорной сети и по уровню точности совмещения начала координат с центром масс Земли соответствует точности международной системы ITRF[1].

Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2000 г. № 568 геоцентрической системе координат, входящей в систему «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90), придан статус государственной при решении навигационных задач и задач геодезического обеспечения орбитальных полетов. Постоянно растущие требования к точности навигационного обеспечения, широкое использование навигационной и геодезической аппаратуры потребителя ГЛОНАСС/GPS привели к необходимости регулярного повышения точности определения параметров, характеризующих форму, размеры Земли и ее гравитационное поле, модернизации всей системы геодезических параметров Земли. Первая модернизация геоцентрической cистемы координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90) была выполнена в 2002 г. (ПЗ-90.02) с использованием большого объема измерительной информации КГК ГЕО-ИК, полученной после 1990 года, не вошедшей в обработку при выводе ПЗ-90, и высокоточных измерений на пунктах КГС, полученных с использованием аппаратуры ГЛОНАСС/GPS.

Достигнуто существенное повышение точности установления государственной геоцентрической системы координат по отношению к системе координат ПЗ-90, точности геодезической привязки измерительных средств наземного комплекса управления ГЛОНАСС, расчета эфемерид КА ГЛОНАСС. Распоряжением Правительства Российской Федерации от 20 июня 2007 г. № 797-р уточненная версия государственной геоцентрической системы координат, входящая в систему «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90.02), введена в действие в целях повышения тактико-технических характеристик глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, улучшения геодезического обеспечения орбитальных полетов и решения навигационных задач. В системе координат ПЗ-90.02 были изменены долготная ориентировка и линейный масштаб. Они приближены к значениям, принятым в системе координат ITRF, поддерживаемой IERS.

Точность установления общеземной системы координат ПЗ-90.02 по отношению к центру масс Земли характеризуется среднеквадратической погрешностью на уровне 0,3 - 0,5 м, а взаимное положение пунктов КГС на территории России определяется с погрешностью 2-3 см на расстояниях 4000 км. В ходе модернизации КГС система координат ПЗ-90.02 была распространена на пункты сети Международной геодинамической службы IGS, расположенных на территории России; уточнены также значения элементов трансформирования систем координат[2].

Уточнение государственной геоцентрической системы координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90.02) выполнено в 2011 г. (ПЗ-90.11) с использованием большого объема высокоточных измерений ГЛОНАСС/GPS с пунктов КГС и ряда пунктов сети IGS.

Постановлением Правительства РФ от 28 декабря 2012 г. № 1463 в качестве государственных систем координат введены: геодезическая система координат 2011 г. (ГСК-2011) - для использования при осуществлении геодезических и картографических работ; общеземная геоцентрическая система координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90.11) - для использования в целях геодезического обеспечения орбитальных полетов и решения навигационных задач.

В Концепции развития отрасли геодезии и картографии до 2020 г., утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. №2378-р, запланировано создание высокоэффективной государственной системы геодезического обеспечения территорий Российской Федерации, предусматривающей в т.ч. «создание и развитие высокоточной геоцентрической системы координат Российской Федерации, интегрированной с новой международной земной опорной системой ITRS (Internationalterrestrialreferencesystem), для осуществления геодезических и картографических работ, обеспечения орбитальных полетов и решения навигационных задач…».

Геометрические и физические числовые геодезические параметры в отношении общеземной геоцентрической системы координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90.11) утверждены приказом Министра обороны Российской Федерации от 15 января 2014 г. № 11. За отсчетную поверхность в системах геодезических параметров ПЗ-90 и уточненной версии ПЗ–90.02 принят общеземной эллипсоид с большой полуосью a = 6378136 м и сжатием α = 1/ 298,257839303, полученными по спутниковым измерениям на суше и в Мировом океане[3].

Ответственность за создание и эксплуатацию пунктов государственной геодезической сети (ГГС), обеспечивающих систему координат ГСК–2011, возложена на Росреестр, а ответственность за создание и эксплуатацию пунктов, реализующих общеземную геоцентрическую систему координат ПЗ–90.11 — на Минобороны России [5].

Было определено, что система геодезических координат 1995 г. (СК-95) и единая система геодезических координат 1942 г. (СК-42) применяются до 1 января 2017 г. в отношении материалов (документов), созданных с их использованием.

С 1 января 2014 г. система ГЛОНАСС была переведена на систему ПЗ-90.11. Необходимые для спутниковой навигации параметры системы ПЗ-90.11 предполагается включить в ИКД системы ГЛОНАСС взамен аналогичных параметров системы ПЗ-90.02. До 1 января 2017 г. должен был быть осуществлён поэтапный перевод производства геодезических и картографических работ, в том числе с использованием системы ГЛОНАСС, от систем координат СК-42 и СК-95 к системе координат ГСК-2011. Предполагался переход к мониторинговому режиму поддержания и развития систем координат ПЗ-90.11 и ГСК-2011, учитывающему развитие фундаментальной основы единой системы координатно-временного и навигационного обеспечения Российской Федерации. Возможно расширение геодезической основы системы ПЗ-90 за счет размещаемых Роскосмосом станций наблюдения КА системы ГЛОНАСС в Антарктиде и на зарубежных территориях. В будущем планируется согласование пунктов ФАГС Ростреестра с Международной сетью IGS.

В названных единых государственных системах координат используются следующие числовые геодезические параметры: фундаментальные геодезические постоянные, параметры общего земного эллипсоида, геометрические и физические числовые геодезические параметры. Ориентации координатных осей и угловая скорость единых государственных систем координат в составе числовых геодезических параметров должны соответствовать рекомендациям Международной службы вращения Земли и Международного бюро времени.

18.01.2016 г. Росреестром был подготовлен Проект Приказа Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии «Об утверждении геометрических и физических числовых геодезических параметров государственной геодезической системы координат 2011 года».
В соответствии с пунктом 3 постановления Правительства Российской Федерации от 28.12.2012 № 1463 «О единых государственных системах координат» и подпунктом «д» пункта 13 Положения о полномочиях федеральных органов исполнительной власти по поддержанию, развитию и использованию глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 30.04.2008 № 323: Утвердить геометрические и физические числовые геодезические параметры государственной геодезической системы координат 2011 года согласно приложению к приказу.

В структуру государственной геодезической сети, практически реализующей систему координат ГСК–2011 и обеспечивающей ее доступность для использования потребителями, также входят сети триангуляции, полигонометрии и трилатерации 1–4 классов (~283 000 пунктов), уравненные с опорой на пункты ФАГС, ВГС и СГС–1, что обеспечивает возможность использования в системе координат ГСК–2011 большого количества геодезических, топографических и картографических материалов, полученных ранее на основе традиционных методов и технологий[4].

Геометрические и физические числовые геодезические параметры государственной геодезической системы координат 2011 года[5]:

1. Основными параметрами системы координат ГСК-2011 являются:

Таблица 11.2.

Универсальные физические постоянные, использованные при

выводе геодезических параметров

Постоянная

Обозначение

Единица измерения

Значение

Скорость света в вакууме

м/с

299 792 458

Гравитационная постоянная

м3/(кгЧс2)

6,672 59 . 10-11

Таблица 11.3.

Фундаментальные геодезические постоянные и параметры общего земного эллипсоида

Постоянная	Обозначение	Единица измерения	Значение
Геоцентрическая гравитационная постоянная Земли (с учетом атмосферы)	fM	км3/с2	398 600,4415
Угловая скорость вращения Земли	щ	рад/с	7,292 115 . 10-5
Большая полуось	a	м	6 378 136,500
Сжатие	б	-	1/298,2564151

Таблица 11.4.

Геодезические параметры, характеризующие геометрические и физические особенности Земли, представленной в виде уровенного эллипсоида:

Постоянная	Обозначение	Единица измерения	Значение
Геометрические постоянные
Малая полуось	b	м	6 356 751,758
Квадрат первого эксцентриситета	e²	-	0,006 694 3981
Квадрат второго эксцентриситета	e_2	-	0,006 739 5151
Физические постоянные
Нормальный потенциал на поверхности отсчетного эллипсоида	U0	м²/с²	62 636 856,75
Ускорение нормальной силы тяжести на экваторе отсчетного эллипсоида		мГал	978 032,696
Ускорение нормальной силы тяжести на полюсе отсчетного эллипсоида		мГал	983 218,646
Коэффициенты в формуле ускорения нормальной силы тяжести		-	0,005 302 43
Коэффициенты в формуле ускорения нормальной силы тяжести		-	0,000 005 85
Коэффициент второй зональной гармоники нормального потенциала		-	1 082,636 14 Ч 10-6

2. Значения детальных физических характеристик Земли содержатся в модели гравитационного поля Земли ГАО-2012, являющейся неотъемлемой частью системы координат ГСК-2011.

Система координат ГСК-2011 опирается на фундаментальную астрономо-геодезическую сеть, которая служит исходной геодезической основой для построения заполняющих спутниковых сетей и практически реализует геоцентрическую систему координат в рамках решения задач координатно-временного обеспечения.

Погрешность привязки ГСК-2011 к центру Земли и разворотов относительно Международной земной системы координат характеризуется величиной 0,1 м. Погрешность относительной привязки постоянно действующих пунктов ФАГС составляет 0,02 м. Погрешность ГСК-2011, реализуемой системой ГЛОНАСС, характеризуется величиной 0,1 м. Погрешность определения высот квазигеоида составляет 0,2 м.

Основу системы ГСК-2011 на территории России составляют:

1) спутниковые сети:ФАГС (50 пунктов, 20 из которых принадлежат Росреестру и 4 – РАН, но используются в том числе Росреестром);

ВГС (316 пунктов);

СГС-1 (4104 пунктов);

2) традиционные сети триангуляции и полигонометрии 1-4 классов (288 951 пункт)[53,54].Средняя плотность пунктов геодезической сети составляет порядка 1 пункт на 60 кв. км.

В Постановлении Правительства РФ от 24.11.2016 № 1240 «Об установлении государственных систем координат, государственной системы высот и государственной гравиметрической системы» сообщается, что с 1 января 2017 г. установлены следующие государственные системы координат:

- для использования при осуществлении геодезических и картографических работ - геодезическая система координат 2011 г. (ГСК-2011), устанавливаемая и распространяемая с использованием государственной геодезической сети;

- для использования в целях геодезического обеспечения орбитальных полетов, решения навигационных задач и выполнения геодезических и картографических работ в интересах обороны - общеземная геоцентрическая система координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90.11), устанавливаемая и распространяемая с использованием космической геодезической сети и государственной геодезической сети.

Система геодезических координат 1995 г. (СК-95) и единая система геодезических координат 1942 г. (СК-42) применяются до 1 января 2021 г. при выполнении геодезических и картографических работ в отношении материалов (документов), созданных с их использованием.

В Федеральном законе «О геодезии, картографии и пространственных данных и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» (431-ФЗ) от 01.01.2017 г. установлено:

1. Геодезические и картографические работы выполняются с использованием государственных, местных, локальных и международных систем координат, государственной системы высот и государственной гравиметрической системы.

2. Государственные системы координат, государственная система высот и государственная гравиметрическая система устанавливаются Правительством Российской Федерации.

3. Порядок установления местных систем координат определяется федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере геодезии и картографии.

4. Локальные системы координат могут устанавливаться и использоваться заинтересованными лицами самостоятельно, в том числе для выполнения геодезических и картографических работ при осуществлении градостроительной деятельности.

5. К международным системам координат относятся системы координат, использование которых предусмотрено международными договорами Российской Федерации, и системы координат зарубежных спутниковых навигационных систем.

Пункты спутниковых сетей, как известно, в основном сосредоточены в экономически развитых районах Российской Федерации, что нарушает принцип равномерности их распределения по всей территории страны. Имеет место недостаток пунктов спутниковых сетей в северных районах Архангельской и Тюменской областей, Красноярского края, Республики Саха, Чукотского автономного округа и на островах арктического бассейна. В экономически развитых районах Российской Федерации при современных требованиях к точности координатных определений также ощущается острая нехватка в пунктах спутниковых сетей. Неравномерность распределения пунктов спутниковых сетей является основной причиной недостаточной точности геодезических измерений на всей территории Российской Федерации.

5.2. ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.

В целях повышения уровня обеспечения потребностей отраслей экономики, обороны и безопасности государства актуальной, достоверной и доступной топографо-геодезической информацией были разработаны и утверждены в установленном порядке [54]:

- подпрограмма «Прогрессивные технологии картографо-геодезического обеспечения Российской Федерации на 2002 – 2005 годы и до 2010 года», входящая составной частью Федеральной целевой программы «Экология и природные ресурсы России» (утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 07 декабря 2001 г. № 860, с изменениями от 17 сентября 2004 г., от 21 октября 2004 г., от 08 июля 2005 г.);

- ведомственная целевая программа «Топографо-геодезическое обеспечение Российской Федерации на 2007-2009 годы» (согласована с Минэкономразвития России и Минфином России, и утверждена приказом Министра транспорта Российской Федерации от 13 августа 2007 года № 120);

- подпрограмма IV «Создание высокоэффективной системы геодезического обеспечения Российской Федерации», входящая составной частью в федеральную целевую программу «Глобальная навигационная система» на период 2002 – 2011 годы (утверждена постановлениями Правительства Российской Федерации от 20 августа 2001 года № 587 и от 14 июля 2006 года № 423).

Для обеспечения решения государственных проблем в области геодезии и картографии постановлением Правительства Российской Федерации от 16.08.2002 № 608 были утверждены Нормы плотности размещения пунктов государственных нивелирных, геодезических и гравиметрических сетей и Нормы периодичности обновления государственных топографических карт и планов.

В итоге всего отмеченного в первом десятилетии ХХI в. сложилось четкое представление о геодезическом обеспечение страны. Это представление окончательно оформилось в виде «Концепции развития отрасли геодезии и картографии до 2020 года» в 2011г. В дальнейшем решающую роль сыграл «План мероприятий по реализации Концепции развития отрасли геодезии и картографии до 2020 года», утвержденный распоряжением Правительства Российской Федерации от 7 июля 2011 года № 1177-р.

К геодезическому обеспечению Российской Федерации относятся:

1.Единая государственная система геодезического обеспечения, состоящая из:

а) государственной координатной основы, включающей:

- государственные системы координат;

- государственную геодезическую сеть (ГГС), состоящую из фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС); высокоточной геодезической сети (ВГС); спутниковой геодезической сети 1-го класса (СГС-1), а также сетей триангуляции и полигонометрии 1-4 классов, уравненных с опорой на пункты ФАГС, ВГС и СГС-1;

б) государственной высотной основы, включающей:

- Балтийскую систему нормальных высот 1977 года;

- государственные нивелирные сети I и II классов, из них 148 тыс. км линий нивелирования I класса, образующих 169 полигонов и включающих 97 547 пунктов и 173 тыс. км линий нивелирования II класса, образующий 860 полигонов и включающих 124 931 пункт;

в) государственной гравиметрической основы, состоящей из государственной фундаментальной гравиметрической сети и государственной гравиметрической сети 1-ого класса;

г) системы обеспечения потребителей информацией, необходимой для точного определения местаположения объектов в режиме реального времени, состоящей из:

- центра точных эфемерид, одной из основных задач которого является вычисление точных орбитальных параметров спутников ГЛОНАСС на основе результатов наблюдений на пунктах ФАГС и доведение результатов вычислений до потребителей в режиме реального времени;

- создаваемой сети спутниковых дифференциальных геодезических станций федерального значения (далее - СДГС);

д) системы определения параметров фигуры Земли и внешнего гравитационного поля, состоящей из:

- Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли, одной из задач которой является непрерывное оперативное обеспечение потребностей государства в информации о параметрах вращения Земли и координатах полюсов;

- центра сбора и систематизации гравиметрических и спутниковых данных о гравитационном поле Земли;

- высокоточных моделей внешнего гравитационного поля Земли;

- государственных гравиметрических карт масштабов 1:1 000 000 и 1:200 000;

- цифровой модели (цифровых карт) высот квазигеоида;

е) системы мониторинга деформаций земной поверхности, состоящей из:

- службы контроля деформаций земной поверхности Росреестра, одной из задач которой является организация и проведение регулярных высокоточных геодезических и гравиметрических наблюдений в специально создаваемых контролирующих геодезических построениях в сейсмоактивных районах Российской Федерации;

- сети геодинамических полигонов слежения за движениями земной коры;

ж) системы геодезического обеспечения картографирования Антарктиды, состоящей из:

- постоянно действующих пунктов ФАГС, созданных на антарктических полевых базах и станциях;

- опорной спутниковой высокоточной геодезической сети, расположенной вдоль трассы «озеро Восток – станция Прогресс».

Все составляющие единой государственной системы геодезического обеспечения тесно взаимосвязаны между собой и не могут развиваться независимо друг от друга [4].

Приоритетными направлениями государственной политики в области создания и развития системы геодезического обеспечения Российской Федерации и внедрения спутниковых навигационных технологий на базе системы ГЛОНАСС в различные сферы экономики Российской Федерации и оказания навигационных услуг являются:

· развитие, уточнение и поддержание в рабочем состоянии высокоточных государственных геодезических сетей (ФАГС, ВГС, ГФГС, СГС-1) в высокоточной единой опорной земной системе координат;

· развития сети спутниковых дифференциальных геодезических станций (СДГС);

· развитие методов и средств, предназначенных для расчетов и использования точных эфемерид ГЛОНАСС и GPS для решения фундаментальных задач геодезии и геодинамики;

· развитие фундаментальных научных исследований по созданию высокоточной опорной земной системы координат, связанной с небесной системой координат, с использованием РСДБ, глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo и лазерной локации ИСЗ;

· создание высокоточной государственной геоцентрической системы координат;

· унификация, развитие и поддержание цифровых банков геодезических данных в актуальном состоянии;

· совершенствование информационного обеспечения геодезических работ;

· переработка нормативной и методической научно-технической документации в соответствии с новыми разрабатываемыми методами и технологиями.

5.2.1. Государственные геодезические сети (плановые).

В Федеральной целевой программой «Глобальная навигационная система», утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 20 августа 2001 г. № 587, предусмотрено было достичь на всей территории Российской Федерации уровень плотности пунктов СГС-1 – 1 пункт на 1 тыс. кв. км. Однако данное значение было достигнуто только на части территории Российской Федерации – в экономически развитых районах.

На начало2012 г. уровень достижения нормативной плотности пунктов спутниковых сетей в среднем составлял 67%, пунктов традиционных сетей триангуляции и полигонометрии 1-4 класса – 73%.

Причиной несоответствия фактической плотности нормативному значению являлось незавершенность федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС в 2012-2020 годы», в рамках которой запланированы мероприятия по созданию новых пунктов спутниковых сетей. Увеличение числа пунктов ФАГС до нормативного значения плотности необходимо для обеспечения внедрения современных методов определения места положения объектов в режиме реального времени, в том числе и автономного метода спутниковых координатных определений (метод PrecisePointPosition).

Плотность пунктов традиционных сетей триангуляции и полигонометрии 1-4 классов при условии применения новых современных спутниковых технологий геодезических измерений все еще обеспечивает нужды мелкомасштабного картографирования вплоть до масштаба 1:10000 и выполнение топогеодезических работ.

В 2014 году в рамках ФЦП «ГЛОНАСС» были выполнены следующие работы:
- создание и оборудование 3 постоянно действующих пунктов фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС);

- комплекс работ по наблюдению на 50 пунктах ВГС, из них создано в 2014 году -11 пунктов ВГС;
комплекс работ по созданию фрагментов сети СГС-1 из 143 пунктов.

5.2.2. Государственные геодезические сети (высотные).

На всей территории России вычисление высот производится в системе нормальных высот, где за начало отсчета принят средний уровень Балтийского моря.

Высотную основу Российской Федерации составляет государственная нивелирная сеть, состоящая из нивелирных сетей I, II, III и IV классов.

Общая протяженность линий нивелирования I и II классов ГВО на момент начала второго десятилетия ХХI в. составляла 321 тыс. км, в том числе линий I класса – 148 тыс. км, которые формировали 169 замкнутых полигонов I класса, II класса – 173 тыс. км, которые составляли 860 полигонов. Средний периметр полигона I класса для территории России определялся 1640 км, полигоны II класса имели периметры от 400 до 1000 км [53, 54, 55, 56].

Точность передачи высоты от исходного пункта колебалась от 0-2 см в Ленинградской области и до 12 см на п-ове Камчатка.

Государственная нивелирная сеть I класса состоит из 97 547 нивелирных пунктов, государственная нивелирная сеть II класса – из 124 931 пункта.

Уровень достижения нормативной плотности по пунктам ГВО в среднем составляет 64%.

В рамках выполнения работ по модернизации высотной основы страны
в 2012-2013 гг. были выполнены работы по повторному нивелированию на 3 нивелирных линиях I класса, измеренных в 60-х и 70-х гг. прошлого столетия. К 2016 г. планировалось выполнить повторное нивелирование еще на 5 нивелирных линиях I класса.

В качестве альтернативы традиционным методам геометрического нивелирования в последнее время получил развитие метод спутникового нивелирования, реализующий возможности современных спутниковых методов GPS/ГЛОНАСС измерений. Концепция построения современной системы высотного обеспечения в условиях широкого применения спутниковых методов GPS/ГЛОНАСС измерений включает в себя реализацию всего потенциала метода геометрического нивелирования, как наиболее точного метода существующих традиционных видов геодезических измерений [6].

Создание к 2020 г. цифровой модели высот квазигеоида с точностью 5 см позволит применять метод спутникового нивелирования при выполнении работ по нивелированию, соответствующих по точности III и IV классам, а также техническому нивелированию. Для выполнения работ по нивелированию, соответствующих по точности I и II классам, по-прежнему, основным методом останется метод геометрического нивелирования.

Последнее официальное уравнивание ГВО было завершено в 1977 г.

По результатам уравнивания 1977 года был составлен, подготовлен к изданию и издан «Каталог высот марок и реперов нивелирования I и II классов», состоящий из 33 книг, который для каждого нивелирного пункта включал описание его местоположения, сведения о превышении, поправках в превышение, высоте над уровнем моря.

Все книги «Каталога высот марок и реперов нивелирования I и II классов» имеют гриф «Секретно».

В рамках целевой статьи федерального бюджета на геодезию и картографию в 2014 г. выполнялись следующие основные работы[6]:

- оптимизация и модернизация Главной высотной основы (ГВО) России. Работы по нивелированию I класса в 2014 г. выполнены в объеме 1840,1 км дв. хода;

- определение абсолютного ускорения силы тяжести на 8 пунктах фундаментальной гравиметрической сети для получения наиболее полной информации о фигуре Земли и ее гравитационного поля.

Главная высотная основа РФ постоянно модернизируется в соответствии с ведомственными программами, которые определяют перечень линий нивелирования ГВО, на которых выполняются повторные измерения или измерения по новым линиям. Работы по модернизации и развитию ГВО проводились по Программе модернизации ГВО на период 1991–2000 гг. («Программа 1991») и по Программе модернизации ГВО на период 2001–2010 гг. («Программа 2010»). Из запланированных «Программой 1991» объемов нивелирования было выполнено: 45% объемов работ по нивелированию I класса и 22% по нивелированию II класса. Из запланированных «Программой 2010» объемов нивелирования выполнено 17,3% нивелирования I класса и 4,8% нивелирования II класса. Работы по модернизации и развитию ГВО осуществлялись в рамках двух мероприятий Росреестра- «Оптимизация Главной высотной основы (ГВО) в пограничных областях России с целью формирования полигонов I класса» и «Модернизация Главной высотной основы (ГВО) России с целью обновления высот по линиям нивелирования ГВО, измеренных в 60-х и 70-х годах прошлого столетия» [6].

5.2.3. Создание государственной гравиметрической сети.

Основными направлениями гравиметрических работ являются:

- построение глобальных гравитационных моделей по совокупности наземных и спутниковых данных;

- создание детальных цифровых моделей квазигеоида;

- построение государственных гравиметрических сетей.

Государственная гравиметрическая сеть подразделяется на государственную фундаментальную гравиметрическую сеть (58 пунктов, 41 из которых совмещен с пунктами ФАГС) (рис. 11.2.) и гравиметрическую сеть 1-го класса (690 основных пунктов) (рис. 11.3.)[54].

К 2016 г. уровень достижения нормативной плотности по пунктам государственной гравиметрической сети в среднем составлял 11%.

Причинами низкого уровня достижения нормативной плотности стали устаревшие нормативные требования и утрата гравиметрических пунктов. Утрата пунктов государственной гравиметрической сети по сравнению с требуемым количеством составляли: пунктов государственной фундаментальной гравиметрической сети (ГФГС) – 4.1%, пунктов государственной гравиметрической сети 1-го класса (ГГрС-1) – 15%. [54].

В соответствии с «Инструкцией по развитию высокоточной государственной гравиметрической сети России» до второго десятилетия ХХI в. на пунктах ГФГС выполнялись повторные абсолютные определения ускорения силы тяжести с периодичностью 5-8 лет. Такая периодичность была продиктована широким применением маятниковых относительных определений ускорения силы тяжести. Во втором десятилетии ХХI в. при определении ускорения силы тяжести все чаще использовались абсолютные баллистические гравиметры.

В Российской Федерации в г. Москве создан и функционирует один главный пункт ГФГС, на базе которого развернут эталонный гравиметрический полигон (на территории Московской области) для проведения поверки гравиметрической аппаратуры. С целью обеспечения единства гравиметрических определений на всей территории Российской Федерации необходимо создание еще четырех подобных пунктов и полигонов в городах: Санкт-Петербург, Новосибирск, Хабаровск, Петропавловск-Камчатский. Такой выбор обусловлен реализацией принципа равномерности их распределения по территории Российской Федерации, а также тем, что в этих городах уже выполнен комплекс подготовительных работ.

Определение параметров фигуры Земли и внешнего гравитационного поля

В первой половине 90-х годов были созданы модели содержащие гармоники до N = 180–200 (ГПЗ.200, ГАО-95); во второй половине 90-х годов–начале 2000-х годов – до N = 360 (ГАО-98, ПЗ-2002/360). Модель П3-2002/360 вошла в модернизированную систему геодезических параметров Земли ПЗ-90.02. Завершен вывод модели ГПЗ ГАО-2008 (ЦНИИГАиК, 29 НИИ МО РФ) до 360-й степени, при получении которой впервые в отечественной практике использовались данные низкоорбитальных измерений на спутниках СНАМР и GRACE[7].

Создана высокоточная планетарная модель гравитационного поля Земли ГАО-2011по имеющейся наземной гравиметрической информации и данным специальных спутниковых гравиметрических комплексов GRACE, CHAMP, GOCE, получаемым по Интернет-каналам. На ее основе в течение 2013-2014 гг. проведено уточнение детальной цифровой модели высот квазигеоида, необходимой для внедрения в последующем метода спутникового нивелирования.

Планировалось создание новых планетарных моделей гравитационного поля Земли ГАО-2015 и ГАО-2020, которые могут позволить повысить точность цифровой модели высот квазигеоида до 5 см (до 2015 г. время точность цифровых моделей высот квазигеоида на территорию России составляет 15-20 см).

Рис. 11.2. Фундаментальная гравиметрическая сеть

Рис. 11.3. Гравиметрическая сеть 1 класса

Данные гравиметрической площадной съемки снимаются с гравиметрических карт масштаба 1:200 000, которыми Росреестр, к примеру, был обеспечен к 2015 г. на 70%.

Измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести Высокоточной Государственной Гравиметрической Сети «Мурманск» и «Мурманск-2» (с 24 сентября по 7 октября 2015 г.) выполнялись баллистическим гравиметром ГБЛ-М №002 (рис. 11.4)[8], разработанного в 2010-2011 гг. тематической группой лазерной гравиметрии ИАиЭ СО РАН (г. Новосибирск). Гравиметр ГБЛ-М № 002 в 2013 г. принимал участие в Российско-Финских Сравнениях Абсолютных Гравиметров (RFCAG 2013) и имеет метрологическую связь с международными сравнениями ICAG-2013 в Люксембурге через первичный эталон Финляндии. Относительные измерения на пункты-спутники проводились двумя статическими гравиметрами Scintrex CG-5 №41262 и №41265 (рис. 11.5), ими же определялся вертикальный градиент ускорения силы тяжести.

&Acy;&bcy;&scy;&ocy;&lcy;&yucy;&tcy;&ncy;&ycy;&iecy; &icy;&zcy;&mcy;&iecy;&rcy;&iecy;&ncy;&icy;&yacy; &ncy;&acy; &pcy;&ucy;&ncy;&kcy;&tcy;&iecy; "&Tcy;&acy;&lcy;&acy;&yacy;"

Рис. 11.4. Абсолютный баллистический гравиметр ГБЛ-М

Рис. 11.5. Статический гравиметр Scintrex CG-5 Autograv

Статический гравиметр gPhone (рис. 11.6) американской компании Micro-g LaCoste появился в ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД» в конце 2014 г. и с тех пор ведет непрерывную регистрацию ускорения силы тяжести на фундаментальном гравиметрическом пункте «ЦНИИГАиК». Таким образом, это единственный государственный пункт, который оборудован аппаратурой для непрерывных измерений ускорения силы тяжести.

С помощью гравиметра решаются задачи изучения приливных и не приливных изменений ускорения силы тяжести, построение моделей таких изменений и их дальнейшее использование при обработке абсолютных и относительных измерений.

Рис. 11.6. Приливной статический

гравиметр gPhone

Измерения абсолютного значения ускорения силы тяжести на пунктах Высокоточной Государственной Гравиметрической Сети «Свободный», «Хабаровск» и «Владивосток (Артём)» (с 28 июля по 5 августа 2015 г.) выполнялись баллистическим гравиметром ГБЛ-М №003 производства ИАиЭ СО РАН. Относительные измерения на пункты-спутники выполнялись двумя статическими гравиметрами Scintrex CG-5 №1262 и №1265, ими же определялся вертикальный градиент ускорения силы тяжести.

5.2.4. Геодинамические исследования.

Федеральным законом от 26.12.1995 г. № 209-ФЗ «О геодезии и картографии» геодинамические исследования на базе геодезических и космических измерений относятся к работам федерального значения. В соответствии с данным законом и федеральным законом от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» предполагалось создать надежную систему обеспечения единства геодинамических определений.

Мониторинг деформаций земной поверхности находится в ведении Службы контроля деформаций земной поверхности, входящей в состав ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД». Основной задачей Службы является организация и проведение регулярных высокоточных геодезических и гравиметрических наблюдений в сейсмоактивных районах Российской Федерации в целях:

- слежения за вертикальными и плановыми движениями земной поверхности;

- прогнозирования стихийных и техногенных катастроф.

В целях изучения региональных геодинамических процессов в сейсмоактивных районах создаются региональные геодинамические полигоны (ГДП).

К наиболее сейсмоактивным районам Российской Федерации относятся: Северный Кавказ, Байкальская рифтовая зона, Горный Алтай, Северо-Восточная Сибирь, Дальневосточный регион, о. Сахалин и п-ов Камчатка.

Высокоточные методы спутниковых координатных определений, созданные в последние годы, позволили в значительной степени ликвидировать недостатки традиционных геодезических измерений.

Геодезические построения в сейсмоопасных районах представлены 25 геодинамическими полигонами, наблюдения на которых обязаны повторяться не реже 1 раза в 5 лет. Во втором десятилетии ХХI в. геодинамические исследования один раз в год выполнялись на 3 полигонах.

Непрерывный мониторинг деформационных процессов происходит в верхних слоях земной коры и представляет собой актуальную задачу в условиях существования и развития на территории Российской Федерации обширных сетей линейных инженерных сооружений большой протяженности, в том числе продуктопроводов, расположенных в сейсмоопасных районах Российской Федерации.
В 2012 г. были выполнены спутниковые наблюдения на пунктах спутниковой геодезической сети 1 класса на 3-х геодинамических полигонах:

- Байкальский геодинамический полигон;

- Северо-Кавказский геодинамический полигон;

- Северо-Сахалинский геодинамический полигон.

Работы на геодинамических полигонах в 2015 г.

Байкальский геодинамический полигон (рис. 11.8).

В период с 22 августа по 10 сентября сотрудниками Управления геодезических исследований ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД» и студентами-практикантами МИИГАиК при поддержке ОАО «ВостСиб АГП» были выполнены повторные измерения.

Развитие сети гравиметрических пунктов выполнялось на базе сейсмических станций при содействии Байкальского филиала Геофизической службы Сибирского отделения Российской академии наук (БФ ГС СО РАН).

Измерения выполнялись ГНСС-оборудованием производства Javad, Leica, баллистическим гравиметром ГБЛ-М производства ИАиЭ СО РАН и относительными гравиметрами Scintex CG-5.

Северо-Сахалинский геодинамический полигон (рис. 11.9)

В период 1 - 18 июля 2015 г. былиосуществлены ГНСС-наблюдения на 20 пунктах спутниковой деформационной сети, а также высокоточные абсолютные и относительные гравиметрические определения на пункте Высокоточной государственной гравиметрической сети «Де-Кастри».

В измерениях использовалась геодезическая ГНСС-аппаратура Leica GPS1200, JavadPrego и ЭОМЗ Орион. Сеансы одновременных наблюдений на пунктах выполнялись не менее 24 часов от начала дня по Всемирному координированному времени (UTC). Абсолютные гравиметрические определения осуществлялись отечественным баллистическим гравиметром ГБЛ-М, связи выполнены двумя относительными гравиметрами Scintrex CG-5.

Рис. 11.8. Байкальский геодинамический полигон

Северо-Кавказский геодинамический полигон (рис. 11.10)

В конце октября - начале ноября 2015 г. был выполнен очередной цикл ГНСС-наблюдений на 27 пунктах Северо-Кавказского геодинамического полигона в районе городов Сочи и Туапсе.

Рис. 11.9. Северо-Сахалинский геодинамический полигон

Рис. 11.10.Северо-Кавказский геодинамический полигон

5.2.5. Космическая геодезия

Задачи ХХI в. могут быть решены только с использованием спутниковых, лазерных и других современных методов. Ядром геодезических спутниковых методов стали технологии оперативных координатных определений, основанные на использовании глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS.

Развитием проекта ГЛОНАСС в настоящее время занимается Федеральное космическое агентство «Роскосмос», а также ОАО «Информационные спутниковые системы».

Основными направлениями государственной политики в области создания и поддержания системы геодезического обеспечения Российской Федерации и внедрения спутниковых навигационных технологий являются:

- развитие, поддержание и обновление высокоточных государственных геодезических сетей (ФАГС, ВГС, ГФГС, СГС-1) в высокоточной единой опорной земной системе координат;

- развитие сети спутниковых дифференциальных геодезических станций (СДГС);

- развитие методов и средств, предназначенных для расчетов и использования точных эфемерид ГЛОНАСС и GPS для решения фундаментальных задач геодезии и геодинамики;

- развитие фундаментальных научных исследований по созданию высокоточной опорной земной системы координат, связанной с небесной системой координат, с использованием РСДБ, глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo и лазерной локации ИСЗ;

- создание высокоточной государственной геоцентрической системы координат;

- унификация, развитие и поддержание цифровых банков геодезических данных в актуальном состоянии;

- совершенствование информационного обеспечения геодезических работ;

- переработка нормативной и методической научно-технической документации в соответствии с новыми разрабатываемыми методами и технологиями.

Формируются новые возможности для создания и использования автоматизированных систем оперативных съемок, основанных на совместном использовании ГЛОHACC/GPS-технологий и цифровых наземных, воздушных и космических оптико-электронных, радиолокационных и других съемочных систем цифрового картографирования.

Государственная геодезическая сеть, создаваемая в соответствии с документами, принятыми в 1995 г. («Концепцией перехода топографо-геодезического производства на автономные спутниковые методы координатных определений») и 2003 г. («Основными положениями о построении государственной геодезической сети Российской Федерации»), структурно формируется следующим образом:

- фундаментальную астрономо-геодезическую сеть (ФАГС), состоящую из 50 - 70 пунктов, включая пункты космической геодезической сети, при расстояниях между пунктами, равных 650 - 1000 км. Из всех пунктов ФАГС 10 - 15 должны быть постоянно действующими, а остальные - периодически переопределяться группами с цикличностью, зависящей от геодинамической активности региона;

- высокоточная геодезическая сеть (ВГС), состоящая из 500 - 700 пунктов, при расстояниях между смежными пунктами, равных 150 - 300 км;

- спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1) при расстояниях между смежными пунктами, равных 30 - 35 км в обжитых районах и 40 - 50 км и более - в малообжитых. В экономически развитых районах пункты СГС-1 могут располагаться и с большей плотностью, в зависимости от требований министерств и ведомств.

Часть пунктов ФАГС интегрируется в мировую спутниковую сеть в рамках международных программ.

Следовательно, для создания указанной государственной системы геодезического обеспечения территории Российской Федерации, основанной на применении глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS и других средств и технологий, должны выполняться:

1. Высокоточные геодезические измерения с наземной спутниковой аппаратурой на пунктах создаваемых фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС), высокоточной геодезической сети (ВГС) и спутниковой геодезической сети 1 класса (СГС-1).

2. Абсолютные измерения значений ускорения силы тяжести g с помощью высокоточной гравиметрической аппаратуры и определения нормальных высот на пунктах ФАГС и ВГС.

3. Работы по построению высокоточных карт высот квазигеоида z гравиметрическим методом, необходимых при определении нормальных высот Нg с использованием глобальных навигационных спутниковых систем.

4. Работы по согласованию на соответствующем уровне точности геоцентрической системы координат, задаваемой пунктами ФАГС, с международной небесной опорной системой (ICRS - InternationalCelestialReferenceSystem), не связанной более с экватором и эклиптикой, а зафиксированной относительно системы направлений на 212 квазаров, принимаемых за неподвижные в пространстве и распределенных по всему небу со средней плотностью 1 квазар на 194,6 квадратных градуса.

Структура геодезического обеспечения на основе ГЛОНАСС/GPS измерений представлена на рисунке 11.11.

С 2004 г. запускались новые КА Глонасс-М.

В 2007 г. была проведена 1-я фаза модернизации наземного сегмента, вследствие чего увеличилась точность определения координат. Во 2-й фазе модернизации наземного сегмента на 7 пунктах наземного комплекса управления была установлена новая измерительная система с высокими точностными характеристиками. В 2007 г. в рамках федеральной Программы «Глобальная навигационная система» НПО прикладной механики были созданы и введены в эксплуатацию шесть космических аппаратов «Глонасс-М». Благодаря этим спутникам средняя доступность навигационного сигнала на территории России составляла 95%, на территории Земли - 83%.

Рис. 11.11. Структура геодезического обеспечения на основе ГЛОНАСС/GPS измерений

Орбитальная группировка по состоянию на 27 марта 2008 г. включала лишь шестнадцать работающих спутников. 25 декабря 2008 г. количество было доведено до 18 спутников.

2 сентября 2010 г. общее количество спутников ГЛОНАСС было доведено до 26 - группировка была полностью развёрнута для полного покрытия Земли.

В 2011 г. в результате модернизации произошло увеличение точности навигационных определений системы ГЛОНАСС в 2-2,5 раза, что составляло порядка 2,8 м для гражданских потребителей.

26 февраля 2011 г. был запущен первый КА Глонасс-К (рис. 11.13), в котором реализованы дополнительные сигналы в формате CDMA и тестировался новый открытый сигнал в диапазоне L3.

Рис. 11.13. Модель КА Глонасс-К

3 октября 2011 г. общее количество спутников на орбите - 27.

4 ноября 2011 г. были выведены на опорную орбиту 3 КА «Глонасс-М».

ЗапускиКА Глонасс[9]:

1982 - 1993 гг. 53 космических аппарата (КА) ГЛОНАСС, космодром «Байконур».

1994 - 1995 гг. 18 КА ГЛОНАСС.

1996 - 1997 гг. запуски не производились.

25 декабря 2002 г. 3 КА ГЛОНАСС.

10 декабря 2003 г. 2 КА ГЛОНАСС и 1 КА ГЛОНАСС-М.

26 декабря 2004 г. 2 КА ГЛОНАСС и 1 КА ГЛОНАСС-М.

25 декабря 2005 г. 1 КА ГЛОНАСС и 2 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Байконур», ракета-носитель (РН) «Протон-К».

25 декабря 2006 г. 3 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Байконур», РН «Протон-К».

26 октября 2007 г. 3 КА ГЛОНАСС-М, космодром«Байконур», РН «Протон-К».

25 декабря 2007 г. 3 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Байконур», РН «Протон-К».

25 сентября 2008 г. 3 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Байконур», РН «Протон-М».

25 декабря 2008 г. 3 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Байконур», РН «Протон-М».

02 марта 2010 г. 3 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Байконур», РН «Протон-М».

02 сентября 2010 г. 3 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Байконур», РН «Протон-М».

05 декабря 2010 г. 3 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Байконур», РН «Протон-М». Аварийный пуск.

26 февраля 2011 г. 1 КА ГЛОНАСС-К, космодром «Плесецк», РН «Союз-2-1Б».

04 ноября 2011 г. 1 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Байконур», РН «Протон-М».

26 апреля 2013 г. 1 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Плесецк», РН «Союз-2-1Б».

02 июля 2013 г. 3 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Байконур». РН «Протон-М». Аварийный пуск

24 марта 2014 г. 1 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Плесецк». РН «Союз-2-1Б».

14 июня 2014 г. 1 КА ГЛОНАСС-М, космодром «Плесецк». РН «Союз-2-1Б».

01 декабря 2014 г. 1 КА ГЛОНАСС-К, космодром «Плесецк». РН «Союз-2-1Б».

29 мая 2016 г. 1КА ГЛОНАСС-М, космодром «Плесецк». РН «Союз-2.1б». Результат успешный

7 февраля 2016 г. на Государственном испытательном космодроме Министерства обороны Российской Федерации (космодром ПЛЕСЕЦК) произведен успешный пуск ракеты-носителя (РН) «Союз-2-1Б» с разгонным блоком (РБ) «Фрегат» и космическим аппаратом (КА) «Глонасс-М» №51.

29 мая 2016 г. с космодрома «Плесецк» был успешно выведен на орбиту новый космический аппарат «Глонасс-М» №53. С этого момента в РФ в космосе 29 космических аппаратов[10].

На середину февраля 2016 г. аппараты нового поколения «Глонасс-К» завершили этап летных испытаний - они являются третьим поколением спутников этой серии после «Глонасс» первого поколения и «Глонасс-М» второго. От спутников предыдущей серии новый «Глонасс-К» отличается гарантийным сроком активного существования более 10 лет, большим количеством и уровнем излучаемых сигналов, что даёт особую точность определения координат.

Согласно данным СДКМ (система дифференциальной коррекции и мониторинга) на июль 2011 г. погрешности навигационных определений навигационной системы ГЛОНАСС (при p=0,95) по широте и долготе составляли 4,45-7,37 м при использовании 7-8 спутников, в зависимости от точки приема. В сравнении, на тот момент ошибки GPS составляли 2,00-8,76 м при использовании в среднем 6-11 спутников, в зависимости от точки приема.

При использовании совместно двух навигационных систем погрешности составляли 2,36-4,64 м при использовании 14-19 спутников, в зависимости от точки приема.

На конец 2011 г. система ГЛОНАСС определяла местонахождение объекта с точностью до 4,5 м, но уже в начале 2012 г. точность была увеличена с 4,5 метров до 2,5-2,8 метров.

Согласно данным СДКМ на 18 сентября 2012 г. ошибки навигационных определений ГЛОНАСС (при p = 0,95) по долготе и широте составляли 3-6 м при использовании в среднем 7-8 КА (в зависимости от точки приёма). В то же время ошибки GPS составляли 2-4 метра при использовании в среднем 6-11 космических аппаратов (в зависимости от точки приёма).

По данным на начало 2014 г., точность определения координат системой ГЛОНАСС несколько отставала от аналогичных показателей для GPS.

В 2011 г. Россия начала работы по размещению станций мониторинга и системы дифференциальной коррекции с целью повышения надежности и точности работы российской навигационной системы за рубежом. Первая такая зарубежная станция была построена в Антарктиде под названием «Беллинсгаузен». Этим были обеспечены необходимые условия для непрерывного глобального мониторинга навигационных полей космических аппаратов ГЛОНАСС. Текущая сеть наземных станций насчитывает 14 станций в России, одну станцию в Антарктиде и одну в Бразилии.

На начало 2015 г. орбитальная группировка состояла из 28 КА.

В последние годы происходит интенсивное развитие и изменение систем GPS и ГЛОНАСС, появление таких новых систем, как Галилео, широкозонных дополнений WAAS, EGNOS и MSAS, а также региональных и локальных дифференциальных подсистем.

Система коррекции для ГЛОНАСС:СДКМ - система дифференциальной коррекции и мониторинга. Многофункциональная космическая система ретрансляции (МКСР) «Луч» - спутниковая система ретрансляции для обеспечения связи с движущимися объектами вне зон видимости с российской территории. Система построена с использованием геостационарных спутников-ретрансляторов Луч-5А (рис. 11.14), Луч-5Б и Луч-5В и пришла на смену первому поколению системы ретрансляции «Луч». Орбитальная группировка МКСР состоит из 3-х геостационарных КА-ретрансляторов «Луч-5А», «Луч-5Б», «Луч-5В», размещенных в точках: 167^ов.д., 16^оз.д., 95^ов.д. соответственно. Первый КА «Луч-5А» выведен на орбиту 12 декабря 2011 г., второй КА «Луч-5Б» был запущен летом 2012 г., третий КА «Луч-5В» был выведен на орбиту 28 апреля 2014 г.

КА-ретрансляторы системы МКСР работают с низколетящими спутниками с высотой орбит до 2000 км над поверхностью Земли, такими как пилотируемые космические комплексы, космические корабли, а также ракеты-носители, разгонные блоки и др. КА «Луч» принимает от них информацию (как телеметрическую, так и целевую) на участках полета, находящихся вне зон видимости с территории России, и ретранслирует её в режиме реального времени на российские земные станции. В то же время, обеспечивается возможность передачи команд управления на эти КА.

Рис 11.14. Модель КА Луч-5А на выставке CeBIT 2011г.

Первое поколение системы «Луч» основывалось на КА «Альтаир» и «Гелиос» и прежде всего предназначалось для обеспечения двусторонней широкополосной связи с подвижными космическими, наземными и морскими объектами: кораблями ВМФ, космическими аппаратами и пилотируемыми комплексами (МКС, КК Союз и др.), а также передачи телеметрической информации с разгонных блоков и верхних ступеней ракет-носителей.

Разработка «Многофункциональной Космической Системы Ретрансляции «Луч» на базе КА-ретрансляторов «Луч-5А» и «Луч-5Б» была включена в Федеральную космическую программу России на 2006—2015 гг. Позже к ним был добавлен СР «Луч-4» для обеспечения радиообмена с космическими аппаратами, стартующими с космодрома «Восточный». Запуски с этого полигона производятся на восток, поэтому трассы движения ракет-носителей пройдут над Тихим океаном. Проект спутника-ретранслятора «Луч-4» был переименован в «Енисей-А1».

18 декабря 2015 г. завершились лётные испытания системы «Луч» и государственная комиссия приняла решение о вводе её в эксплуатацию.

Орбитальная спутниковая группировка России по состоянию на март 2016 г. состояла из 141 действующего космического аппарата (активных, находящихся в резерве, проходящих лётные испытания и частично действующих)[11]:

Космические аппараты в составе Международной космической станции (МКС):

- служебный модуль «Звезда» (рис. 11.15);

- стыковочный отсек «Пирс»;

- малый исследовательский модуль «Поиск»;

- малый исследовательский модуль «Рассвет»;

- 1 транспортный пилотируемый корабль серии «Союз ТМА-М» (Союз ТМА-16М).

Космические аппараты социально-экономического, научного и коммерческого назначения:

Спутники дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ):

- «Ресурс-ДК»:1 КА «Ресурс-ДК1» (рис. 11.16);

- «Ресурс-П»:3 КА серии Ресурс-П: «Ресурс-П №1», «Ресурс-П №2» и «Ресурс-П №3».

КА детального наблюдения Земли «Ресурс-ДК1» запущен 15 июня 2006 г.

Космический комплекс «Ресурс-ДК1» обеспечивает многозональное дистанционное зондирование земной поверхности и оперативную доставку высокоинформативных изображений по радиоканалу на Землю с целью решения следующих задач:

· информационное обеспечение рационального природопользования и хозяйственной деятельности государственных структур, субъектов Российской Федерации и других хозяйствующих субъектов и структур в области сельского хозяйства и почвоведения, геологии, землепользования;

· создание и обновление общих и тематических топографических планов и карт;

· информационное обеспечение в области экологии и охраны окружающей среды;

· решение задач в интересах МЧС РФ и других ведомств.

Рис. 11.15. СМ «Звезда» с пристыкованным кораблём «Прогресс»

За 6 лет функционирования на орбите КА «Ресурс-ДК1» провел более 9900 сеансов связи по передаче целевой и научной информации общей продолжительностью 722 часа, произведена съемка более 74 млн. кв. км земной поверхности в цветном и черно-белом изображении с разрешением менее 2-х метров, им получен огромный объём научных данных.

В Роскартографии на основе полученных снимков обновлялись карты территории Российской Федерации. Продолжается изготовление планов территорий, в частности, аэропорта «Богашево» (г. Томск).

Информация с «Ресурс-ДК1» использовалась и в международных проектах в рамках Диалога Россия – ЕС по космосу:

- ZAPAS (Оценка и мониторинг лесных ресурсов в рамках Диалога ЕС-Россия в области космоса), 2011 – 2014 гг.;

- MAIRES (Мониторинг материкового и морского льда Арктики с использованием российских и европейских спутников), 2011 – 2014 гг.;

- DAMOCLES (Развитие возможностей моделирования и средств наблюдения для долговременного изучения окружающей среды Арктики), 2006 – 2009 гг.

- IRIS (Иркутская региональная информационная система для защиты окружающей среды), 2006 – 2008 гг.

Рис. 11.16. Ресурс-ДК1

Космические аппараты оборонного и двойного назначения:

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС). Полная группировка - 24 КА, поддерживается в избыточном составе:

- 27 КА серии «Глонасс-М» (рис. 11.21);

- 1 КА «Глонасс-К» («Космос-2471»);

- 1 КА «Глонасс-К1» (Космос 2502).

Рис. 11.21. КА серии «Глонасс-М»

Геодезическая спутниковая система. Полная группировка - 2 КА:

- КА серии ««ГЕО-ИК-2»» (КА «Космос-2470» был запущен 01.02.2011 г. на нерасчётную орбиту, по назначению не использовался и прекратил своё существование 15.07.2013 г.).

Перспективные спутники и системы:

Система спутников дистанционного зондирования Земли «Обзор»:

- 4 аппарата «Обзор-О»;

- 2 КА «Обзор-Р».

В ближайших планах наращивания российской орбитальной группировки ДЗЗ запуск спутников серии «Обзор». Группировка из четырех оптико-электронных КА «Обзор-О» предназначена для оперативной мультиспектральной съемки России, прилегающих территорий соседних государств и отдельных районов Земли. На первом этапе (после 2017 г.) планируется запустить два космических аппарата, на втором (2018–2019 гг.) — еще два. Система «Обзор-О» будет служить для обеспечения данными космической съемки МЧС России, Минсельхоза России, РАН, Росреестра, других министерств и ведомств, а также регионов России. На КА «Обзор-О» №1 и №2 планируется установить опытные образцы гиперспектральной аппаратуры. Согласно техническим требованиям к системе «Обзор-О» она должна состоять из четырех спутников, способных вести съемку в восьми спектральных диапазонах, в том числе в видимом и инфракрасном. Разрешение камер в видимом диапазоне будет составлять пять метров, в инфра- красном - не ниже двадцати метров. При этом на первом этапе создания системы, когда на орбите будут работать два аппарата, «Обзор-О» должен обеспечить съемку всей территории России не более чем за 30 суток; когда к работе приступят все четыре спутника - не более чем за 7 суток.

Радарный КА «Обзор-Р» предназначен для проведения съемки в X-диапозоне в любое время суток (вне зависимости от погодных условий) в интересах социально-экономического развития Российской Федерации. «Обзор-Р» будет служить для обеспечения данными радарной съемки МЧС России, Минсельхоза России, Росреестра, других министерств и ведомств, а также регионов России.

Планируется, что к 2020 г. количество спутников вырастет до 26.

Пассивные спутники:

- 2 спутника типа «Эталон»;

- возможно, 1 спутник «REFLECTOR»;

- 2 спутника типа «СКРЛ-756».

5.2.6. Современные технологии, методы и средства геодезии

Характерной особенностью развития геодезии в конце ХХ – начале ХХI вв. является тенденция глобализации геодезических работ. В области построения опорных геодезических сетей и съемочного геодезического обоснования произошел переход от создания локальных сетей к использованию автономных спутниковых определений, базирующихся на глобальных сетях спутников и референцных (базовых) станций. В этот же период в области съемочных топографических работ произошел переход от дискретных измерений отдельных точек местности тахеометрическим методом к получению полей точек методом наземного и воздушного лазерного сканирований. При съемке подводных переходов, шельфа морей и океанов произошел переход к методам многолучевого эхолотирования. Начались работы по созданию и ведению единого геоинформационного пространства в электронном виде в области накопления данных геодезической изученности территорий в форме каталогов координат и цифровых моделей отдельных участков местности.

К числу традиционных методов создания геодезических сетей (триангуляция, полигонометрия, трилатерация и линейно-угловые сети) в последние десятилетия добавились спутниковые и космические методы координатных определений: по навигационным ИСЗ, радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой, лазерные наблюдения ИСЗ и т. д.

Спутниковые методы геодезии.

Начало спутниковой геодезии относится к концу50-х гг. Эта область геодезии в своем развитии прошла три периода[12]:

1. Период с 1958 по 1970 гг. характерен развитием основополагающих методов спутниковых наблюдений, включающих в себя методы вычисления и анализа спутниковых орбит. При этом, в основном, использовались методы фотографирования спутников с помощью специально разработанных камер. Были предприняты первые попытки построения глобальных геодезических сетей с использованием спутниковых технологий, создания усовершенствованных моделей Земли (модели, разработанные Смитсоновской астрофизической обсерваторией и Годдарским центром космических полетов) и глобальным изучениям гравитационного поля Земли.

2. В период с 1970 по 1980 гг. были созданы такие новые методы наблюдений, как лазерные методы измерения расстояний до спутников и спутниковая альтиметрия. Особого внимания заслуживают разработанные в это время доплеровские спутниковые системы Транзит (США) и Цикада (Советский Союз). Выполнены глобальные определения формы геоида, сопровождающиеся определениями координат многочисленных точек, находящихся на земной поверхности. Все это позволило уточнить модельное представление Земли. Все это предоставило возможность для более детального изучения скорости вращения Земли, закономерностей движения ее полюсов, деформаций земной коры и других параметров.

3. Период с 1980 гг. ознаменовался широкомасштабным использованием спутниковых технологий в геодезии, геодинамике, топографии и других смежных областях.

Были созданы такие многофункциональные радионавигационные системы, как Навстар (США) и ГЛОНАСС (Советский Союз).

Новые измерительные технологии – радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами (РСДБ), лазерная локация искусственных спутников Земли (SLR) и Луны (LLR), автономные спутниковые системы определения орбит типа DORIS, средства радиолокации планет и их спутников, мониторинг гравитационного поля Земли, информационные технологии высокоскоростной цифровой связи по магистральным волоконно-оптическим линиям начала ХХI в. увеличили точность координатно-временных измерений на несколько порядков[13].

В основе спутниковых методов лежит геометрический принцип измерений, когда измеряются расстояния, являющиеся инвариантными величинами относительно систем координат и не дающие связь с геоидом. Поэтому одна из принципиально важных проблем, связанных со спутниковыми методами – это преобразования полученных координат в государственную систему координат и высот.

В 1988 г. система ГЛОНАСС была зарегистрирована в международных организациях. С этого времени началось ее активное использование. Вскоре в университете г. Лидса (Англия) был создан кодовый приемник, работающий и по GPS, и по ГЛОНАСС. Применение российской навигационной системы обеспечивало увеличение количества наблюдаемых спутников, это давало преимущество в точности и быстроте при наборе нужного объема измерений, в частности, при измерениях в реальном времени.

В 2004 г. Федеральной службой геодезии и картографии был разработан проект перехода топографо- геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений.

Последними положениями, разработанными Федеральной службой геодезии и картографии России и топографической службой Вооруженных сил Российской Федерации, было предусмотрено создание следующих современных государственных геодезических сетей[14]:

1. Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС) – высшее звено координатного обеспечения. Она должна обеспечивать оперативное воспроизведение общеземной геоцентрической системы координат. Пункты ФАГС располагаются на расстоянии 800-1000 км, их общее число на территории России 50-70, из них 10-15 должны быть постоянно действующими, а остальные – переопределяться группами через промежутки времени, независимые от геодинамической активности региона. Пространственное положение пунктов ФАГС определяется в общеземной системе координат с относительной ошибкой положения пунктов относительно центра масс Земли не более (2–3)∙10^-8R, где R – радиус Земли. Ошибка взаимного положения пунктов ФАГС не более 2 см в плане и 3 см по высоте. Для обеспечения такой точности используются весь комплекс существующих космических измерений (радиоинтерферометрических, лазерных, GPS-измерений и др.).

2.Высокоточная геодезическая сеть (ВГС) обеспечивает распространение на всю территорию страны общеземной геоцентрической системы координат и определение точных параметров взаимного ориентирования общеземной и референцной систем координат. Расстояние между пунктами ВГС 150-300 км, точность определения координат пунктов относительными методами космической геодезии не более (3 мм + 5∙10^-8D) для плановых координат и (5 мм +7∙10^-8D) – для геодезических высот.

3. Спутниковая сеть 1 класса (СГС-1) состоит из системы легкодоступных пунктов с плотностью, достаточной для использования потребителями всевозможных спутниковых определений. Положение пунктов СГС-1 определяется относительными методами космической геодезии с m_s= 3 мм + 10^-7D и m_H = 5 мм + 2∙10^-7D для геодинамически активных регионов; для остальных регионов m_s = 5 мм + 2∙10^-7D и m_H = 7 мм + 3∙10^-7D. Среднее расстояние между пунктами СГС-1 равно 25 – 35 км.

4. Лазерная локация ИСЗ – метод спутниковых координатных определений, применяемый уже более50 лет. Погрешность определения расстояний от наземных пунктов до ИСЗ не превосходит 5 – 10 см.

5. Метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ). Комплект состоит, как минимум, из двух радиотелескопов А и В, установленных на расстоянии S. Радиотелескопы синхронно принимают излучение от одного и того же радиоисточника М. Из обработки записанных на магнитофон радиосигналов можно определить временную задержку dt прихода фронта радиоволны к радиотелескопу А относительно В. В результате обработки многочисленных значений dt можно вычислить приращения координат пункта В относительно пункта А с погрешностью 1 – 3 см.

Спутниковые технологии геодезических измерений дают возможность объединения плановых, нивелирных и гравиметрических сетей в единую совокупность геодезических пунктов, обеспечивающих развитие и взаимосвязь этих трех составляющих системы геодезического обеспечения, как единой геодезической категории.

Развитие спутниковых технологий создает возможность эффективного использования ГНСС в системе высотного обеспечения.

Развитие новых технологий в геодезическом производстве специалисты связывают с использованием спутниковых радионавигационных систем (СРНС). С помощью таких систем можно решать практически любые задачи геодезического профиля: 1) создание и восстановление опорных геодезических сетей различного класса точности; 2) создание и восстановление съемочного обоснования; 3) установление связи локальных геодезических построений с единой геодезической сетью; 4) выполнение наземной планово-высотной подготовки аэрофотоснимков; 5) проведение аэрофотосъемки с минимальной наземной подготовкой; 6) наблюдения за смещениями и деформациями земной поверхности и инженерных сооружений; 7) вынос в натуру проектов инженерных сооружений; 8) профилирование дорог и других линейных инженерных сооружений; 9) проведение топографических и кадастровых съемок; 10) выполнение геодезической привязки скважин и горных выработок.

Спутниковые геодезические измерения выполняют с помощью аппаратуры, работающей по сигналам спутников навигационных систем GPS (GlobalPositioningSystem, США), ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система, Россия), Бэйдоу (BeiDou, Китай), DORIS (DopplerOrbitographyandRadio-positioningIntegratedbySatellite (DORIS) - французская навигационная система), Galileo - европейская система, IRNSS (англ. IndianRegionalNavigationSatelliteSystem) — индийская региональная спутниковая система навигации, Quasi-ZenithSatelliteSystem (QZSS, «Квазизенитная спутниковая система» - Япония).

Подсистема контроля и управления состоит из главной контрольной станции, станций слежения, управляющих станций. Подсистема предназначена для управления, информационного обеспечения спутников и контроля правильности их функционирования.

Станции слежения, наблюдая за движением спутников, выполняют траекторные измерения, результаты которых сообщают на главную контрольную станцию.

На главной контрольной станции по данным, полученным со станций слежения, вычисляют прогнозируемые параметры орбит спутников и другие элементы, входящие в текст навигационного сообщения.

Управляющие станции загружают подготовленную информацию на спутники.

Аппаратура, входящая в состав геодезического спутникового приемника приведена на рис. 11.23[15]. Измерения в геодезии выполняют комплектом, состоящим из двух и более геодезических спутниковых приемников. При этом с высокой точностью определяют разности координат приемников, то есть их положение относительно друг друга[16].

Кодовые измерения применяются при решении задач навигации. В геодезических работах кодовые измерения играют вспомогательную роль – служат для определения приближенных координат пунктов сети.

Координаты определяются по результатам кодовых измерений с точностью около 3 м.

Фазовые измерения в геодезических работах являются основными, обеспечивая возможность построения геодезических сетей высокой точности.

Рис. 11.23. Геодезический спутниковый приемник:

1 – приемное устройство; 2 – подставка; 3 – соединительные кабели;

4 – блок управления; 5 – штатив; 6 – аккумулятор

Возможные схемы построения геодезической сети с помощью спутниковых измерений показаны на рис. 11.25. Каждая линия на схеме указывает, что на концах линии установлены спутниковые приемники, с помощью которых выполняют синхронные измерения, определяющие приращения координат DX, DY, DZ по данной линии.

Геодезическая сеть может быть построена с применением лучевого и сетевого методов[17].

При лучевом методе координаты определяемого пункта получают (рис. 11.25, а), измерив вектор, соединяющий его с опорным пунктом. Для контроля координаты определяют дважды, то есть по результатам измерений, связывающих определяемый пункт с двумя опорными пунктами (рис. 11.25, б).

При сетевом методе (рис. 11.25, в) определяемые пункты связывают измерениями не только с опорными пунктами, но и между собой.

Возможны сети, где одну часть пунктов сети определяют сетевым, а другую - лучевым методом.

а) б) в)

Рис. 11.25. Схемы построения спутниковых геодезических сетей:

а, б – лучевой метод; в – сетевой метод; обозначения:

Δ - опорный пункт; ¡ - определяемый пункт

Определение координат пунктов геодезического съемочного обоснования производится методом статических спутниковых наблюдений. Статический метод является наиболее надежным и точным методом, позволяющим получить разность координат смежных пунктов с миллиметровой точностью. Один из приемников, называемый базовым, устанавливают на штативе над исходной точкой с известными координатами (пункт государственной геодезической сети, геодезической сети сгущения), а второй, называемый мобильным, – поочередно на пункты съемочной сети. При этом должно быть обеспечено условие синхронных измерений базовым и мобильным приемниками.

Точность определения планового местоположения точек статическим способом достигает (5 – 10 мм) + 1 – 2 мм/км, высотного – в 2 – 3 раза ниже.

Топографическая съемка местности выполняется посредством проведения кинематических спутниковых измерений, позволяющих получать координаты и высоты точек за короткие промежутки времени. Для этого базовый приемник на штативе устанавливается на пункте съемочного обоснования, а мобильный – поочередно на снимаемые точки, причем приемник вместе с источником питания располагаются в специальном рюкзаке, а приемная антенна и контроллер, с помощью которого осуществляется управление процессом съемки, крепятся на вехе (рис. 11.26)[18].

Рис. 11.26. Базовый и мобильный приемники

Точность способа кинематических измерений составляет 2 – 3 см в плане и 6 – 8 см по высоте. Результаты измерений могут быть представлены как в цифровом виде, так и в графической форме.

Для использования технологий спутниковых координатных определений необходимо обеспечение видимости на момент измерений по линии «спутник – антенна приемного устройства». Наиболее эффективно использование GPS-аппаратуры с электронными тахеометрами. Электронные тахеометры являются универсальными геодезическими приборами. Они предназначены для измерения углов и расстояний. В результаты измерений тахеометром автоматически вводятся поправки за метеоусловия (причем, отдельные тахеометры сами определяют температуру и давление), за приведение длин линий к плоскости горизонта и др. Тахеометры обеспечивают цифровую индикацию горизонтальных и вертикальных углов, дирекционных углов, наклонных расстояний, горизонтальных проложений, приращений координат и других величин. Время на выполнение комплекса измерений (горизонтальное направление + вертикальный угол + расстояние + вывод результата) составляет несколько секунд. Большинство тахеометров имеют собственную память, встроенный микропроцессор и библиотеку программ для выполнения геодезических работ. Ряд современных тахеометров позволяет выполнять измерения до невидимых точек (например, через листву) с помощью специального отражателя, а также работать с микропризменными наклейками.

Современные тахеометры и GPS-приемники имеют одинаковые форматы записи полевой информации, взаимозаменяемые карты памяти. Возможна также автоматизированная передача полевых измерений в пакет совместной обработки с последующей передачей результатов измерений в базы данных ГИС.

Радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами (РСДБ)

Метод радиоинтерферометрии основан на синхронном приеме двумя (или несколькими) антеннами, расположенными на межконтинентальном расстоянии друг от друга, радиосигнала от удаленного радиоисточника.

Радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами (РСДБ) является самым передовым радиоастрономическим методом, используемым в самых различных областях научных исследований.

Группа радиотелескопов, объединенных обычно по территориальному признаку и оснащенных однотипной аппаратурой, вместе с коррелятором называется РСДБ-сетью. Наиболее известные РСДБ-сети (http://lfvn.astronomer.ru/report):

- американская VLBA с коррелятором в Сокорро (США);

- европейская EVN с коррелятором в Двингелоо (Голландия);

- австралийская LBA с коррелятором в Сиднее (Австралия);

- международная геодезическая IVS с коррелятором в Вашингтоне (США);

- многочисленные японские проекты – VERA, KSP и т.д.;

- навигационная DSN с коррелятором в Пасадене (США).

Важным отличительным признаком сети является используемый тип системы регистрации (и воспроизведения) РСДБ-данных: VLBA (VLBA), MARK-IV (EVN), S2 (Австралия), MARK-III (IVS), K-4 (VERA). Новые системы MARK-V начинают использоваться повсеместно, японские регистраторы К-4 устанавливаются далеко за пределами Японии – на Украине (Симеиз), в России (Калязин), в Германии (Ветсель), в Китае (Урумчи), канадские системы S2 имеются также в России, Австралии, Китае, Индии, Японии и США.

Основным методом навигационных РСДБ-измерений является метод дифференциальной радиоинтерферометрии. Метод дифференциальной интерферометрии обеспечивает почти на порядок большую точность координатных измерений по сравнению с методом абсолютной интерферометрии.

В России накоплен значительный опыт проведения РСДБ-работ. Одним из первых отечественных успехов являлось создание РСДБ-сети в рамках проекта ВЕГА при координирующей роли Л.И. Матвеенко, ИКИ РАН.

К немногочисленным активно действующим отечественным РСДБ-проектам относится проект создания РСДБ-сети для решения задач координатно-временного обеспечения.

В России начала действовать интерферометрическая сеть «Квазар», состоящая из трех 32-метровых антенн (2008 г.) (рис. 11.37)[19]: «Светлое» (Приозерский район Ленинградской обл.), Зеленчукская (Карачаево-Черкессия) и «Бадары» (Бурятия) и центра кореляционной обработки данных (ЦКО РАН) в Санкт-Петербурге (2010 г.). (рис. 11.38)[20].

Рис. 11.38. Радиоинтерферометрическая сеть «Квазар-КВО»

Комплекс «Квазар-КВО» представляет Россию в международном РСДБ-сообществе и активно участвует практически во всех РСДБ-наблюдениях, проводимых по международным программам IVS и EVN и по российским программам, а также участвует в некоторых исследованиях, проводимых в регионе Азии и Австралии.

Работа РСДБ-комплекса «Квазар-КВО» в кооперации с международной РСДБ сетью IVS, обеспечивала Россию данными о Всемирном времени, о параметрах вращения Земли (ПВЗ) - координатах полюсов, прецессии и нутации, а также о наземной и небесной системах отсчета координат [49].

Рис. 11.39. РТ-64 «Медвежьи Озера».

В конце апреля 2004 г. на одной из крупнейших российских антенн диаметром 64 метра «Медвежьи Озера» (Рис. 11.39), расположенной в подмосковном поселке Долгое Ледово, была установлена и испытана новая радиоастрономическая аппаратура: широкополосные малошумящие радиоприемники на частоты 8,4 и 2,3 ГГц (X и S диапазоны) и 2-х канальный прибор для радиометрических измерений.

Еще один инструмент такого типа создан в рамках проекта «Радиоастрон» (рис. 11.40) Астрокосмическим центром Физического института им. П.Н. Лебедева РАН совместно с учеными других стран. В качестве наземных антенн космического интерферометра используются радиотелескопы в Пущино (Россия), Канберре (Австралия) и Грин-Бэнк (США).

Наиболее заметный прогресс в точных геодезических методах стал возможен благодаря использованию методов РСДБ для приема сигналов опорных квазаров, закрепляющих радиосистему координат ICRF (международная небесная радио система координат), объектов настолько удаленных, что их собственное движение не может наблюдаться с Земли.

Для геодезии особенно важно то, что РСДБ позволяет определить ориентацию опорной геодезической сети по отношению к небесной сфере. Применение спутниковых, интерферометрических и инерциальных методов геодезических исследований сделало возможным одновременное определение всех трех координат (широты, долготы и высоты), что привело к развитию трехмерной геодезии. Одним из прикладных аспектов геодезической РСДБ является предсказание землетрясений. Сверхточные измерения позволяют фиксировать небольшие колебания земной коры – предвестники катаклизмов.

Рис. 11.40. Радиотелескоп «Радиоастрон»

У метода радиоинтерферометрии есть и чисто практические применения. Наблюдения по технологии РСДБ позволяют не только определять координаты радиоисточников с точностью до десятитысячной доли секунды дуги, но и измерять положения самих радиотелескопов на Земле с точностью меньше одного миллиметра. Для определения параметров вращения Земли в мире ежедневно ведутся наблюдения небесных радиоисточников, координируемые Международной службой РСДБ для астрометрии и геодезии IVS.

Лазерная локация

Систематические наблюдения траекторий движения искусственных спутников Земли (ИСЗ), позволяющие с высокой точностью отследить малейшие изменения элементов их орбит, дают ценную информацию для изучения физических свойств околоземного пространства, динамических параметров Земли, как планеты Солнечной системы, и ее гравитационного поля. Лазерная локация спутников внесла исключительный вклад в развитие новой отрасли в науках о Земле, а именно космической геодезии. Запуск первых двух геодезических спутников правильной сферической формы, специально разработанных для лазерной локации позволил значительно уточнить общеземную систему координат, определять параметры вращения Земли (ПВЗ) и длинноволновую составляющую гравитационного поля Земли (ГПЗ) с высокой точностью.

Высокая точность лазерных наблюдений искусственных спутников Земли повысила эффективность динамического метода спутниковой геодезии.

Лазерная локация ИСЗ по-прежнему играет важную роль при решении многих научных задач, несмотря на то, что в некоторых случаях она конкурирует с радиотехническими (ГЛОНАСС, GPS, РСДБ, ДОРИС), градиентометрическими (проект GOCE) и межспутниковыми (проекты CHAMP, GRACE) измерительными средствами.

30 января 2016 г. при помощи российской ракеты-носителя «Протон-М» с космодрома Байконур в 01:20 мск. космос отправлен спутник EutelSat 9B. Он будет работать на орбите в рамках программы EDRS (рис. 11.41)[21].

Eutelsat 9B был успешно выведен на целевую орбиту высотой около 35 тыс. км разгонным блоком «Бриз-М». Eutelsat 9B (или Eutelsat 9B/EDRS-A) - геостационарный спутник связи, принадлежащий французскому спутниковому оператору, компании Eutelsat.

Проект спутника и технологии передачи данных со скоростью 1,8 Гбит/сек является совместной разработкой AirbusDefenceandSpace и Европейского космического агентства и будет выполнять роль релейной системы обмена информации между наземными станциями, спутниками и воздушными судами.

Испытания, проведенные компанией-партнером AirbusDefenceandSpace, показывают, что изображение со спутников на Землю можно будет передать за 20 минут с момента съемки.

Рис. 11.41.

Система будет использоваться для передачи изображений, видео и других данных со спутников, беспилотных воздушных аппаратов, пилотируемых воздушных судов и космических станций, обеспечивая более быструю по сравнению с традиционными методами передачи данных скорость, даже в условиях природных и техногенных катастроф. В дополнение к этому система будет использоваться в программе сбора информации, наблюдения и разведки (ISR), в морских наблюдениях, наблюдениях за окружающей средой, заниматься слежением за сельскохозяйственными угодьями, заниматься сбором информации о стихийных бедствиях, а также использоваться при прогнозировании погодных условий.

Потребуется еще несколько аналогичных спутников на орбите, чтобы обеспечить скоростную передачу информации по всему миру круглосуточно.

Представители Airbus DS ожидают, что система начнет функционировать в полную силу к 2020 г.

Лазерная локация Луны осуществлялась и до «Аполлона-11». За неимением ретрорефлекторов телескопы улавливали фотоны, отражённые от лунного грунта. Первые успешные эксперименты были проведены в 1962 г. сначала в Массачусетском технологическом институте, а затем в Крымской астрофизической обсерватории.

Проводится строительство станции лунной лазерной локации в ЮАР, в сотрудничестве с OCA и NASA; а также в России, в Алтайском оптико-лазерном центре, под руководством НПК «СПП».

При обработке наблюдений лунной лазерной локации важно располагать как можно большей информацией о поведении Земли во время эксперимента: как Земля ориентирована в инерциальной системе, насколько сместилась обсерватория под действием приливов, как изменилось гравитационное поле Земли под действием тех же приливов. Эту информацию можно извлечь из специализированных наблюдений:
- радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами (РСДБ);

- радиотехнические наблюдения GPS и ГЛОНАСС;

- лазерная локация искусственных спутников Земли;

- альтиметрия и другие[22].

Российская сеть лазерных станций (2011г.) (Рис. 11.43)[23]:

- КОС 14Ц25 («Сажень-Т») г. Щелково, Московская обл. (рис. 11.44);

- КОС 14Ц213 г. Комсомольск-на-Амуре;

- КОС 14Ц218 г. Змеиногорск, Алтай;

Рис. 11.42. Лазерная локация Луны и

смежные виды наблюдений. Рис. 11.43. Российская сеть лазерных станций

- КОС 14Ц214 г. Байконур, Казахстан (мобильный комплекс);

- КОС 14Ц212 п. Нижний Архыз, Сев. Кавказ (новая разработка);

- КОС «Сириус», гора Майданак, Узбекистан (по межправительственному соглашению).

Планируется изготовление около 17 комплектов ММКОС 14Ц212, в том числе 6 комплектов для нужд Федерального космического агентства.

Лазерные станции используются для решения задач наземного автоматизированного комплекса управления группировкой отечественных космических аппаратов (КА).

Лазерные дальномеры позволяли измерить дальность до спутника в 250– 1000 кмс точностью до 1.5-2-х метров.

11.44. КОС «Сажень-Т»

на пункте, г. Щёлково

Основные области применения результатов лазерной дальнометрии КА:

- координатно-временное обеспечение КНС ГЛОНАСС;

- космическая геодезия и навигация;

- калибровка радиотехнических систем на этапе летных испытаний и в процессе эксплуатации;

- определение параметров вращения Земли (ПВЗ);

- мониторинг движения тектонических плит, в том числе в интересах предсказания стихийных бедствий (землетрясения, цунами);

- фундаментальные науки о Земле.

В первом поколении были экспериментальные дальномеры с длительностью лазерного импульса десятки наносекунд и точностью измерений 1-3 метра. Второе поколение – все вышеперечисленные советские ЛСД системы достигали точность от 0,5 до 0,2 метров при длительности импульса 2-3 наносекунды. Третье поколение измеряет дальность с точностью 5-2 см и имеют длительность импульса не более 200 пикосекунд. Под эту категорию попадает Гора и все большие сажени. Создание четверного поколения идет и по пути создания нового дальномера и поиск возможности доработки имеющихся.

Для оснащения российской сети лазерных станций производится серийная поставка лазерных дальномеров «Сажень-ТМ» (Рис. 11.45).

При этом решаются следующие задачи:

• дальномерная информация используется для высокоточного определения параметров орбит и координат наземных пунктов в общеземной геоцентрической системе координат, а также для контроля целевых характеристик и координатно-временного обеспечения ГНС ГЛОНАСС;

• угломерная информация используется для определения орбит космических объектов, в том числе при выведении высокоорбитальных КА на орбиту, а также для реализации однопунктовой схемы (вместе с дальностью) навигационно-баллистического обеспечения полетов;

• фотометрическая информация используется для оценки параметров ориентации КА;

• видовая информация (детальные изображения) используется для распознавания КА и оценки его развертывания.

Рис. 11.45. Лазерный дальномер

«Сажень-ТМ-Д»

Современные приборы

Новые направления в приборостроении (интегральная оптика, ПЗС-матрицы, мощные полупроводниковые, портативные лазеры на основе GaAs и приемные устройства) позволили разрабатывать принципиально новые конструкции геодезических приборов: безотражательные электронные тахеометры, цифровые (электронные) и лазерные нивелиры, безотражательные лазерные дальномеры, электронные теодолиты.

Геодезические приборы начала ХХI в. можно разделить на несколько групп[24]:

- геодезическое GPS-оборудование;

- электронные тахеометры;

- электронные (цифровые) теодолиты;

- электронные (цифровые) нивелиры;

- лазерные сканеры и пр.

На российском рынке используется около 60 моделей и модификаций электронных тахеометров, выпускаемых 7 фирмами-производителями: Geotronics (Швеция), Leica (Швейцария), Zeiss (Германия), Sokkia, Topcon, Nikon, Pentax (Япония). Целый ряд моделей геодезических спутниковых приѐмников, используемых в России, выпускается производителями США, Канады, Франции и ряда других стран.

Рис. 11.46. ГНСС-приемник

Topcon GLS-1000

Геодезическое GPS-оборудование. Основное предназначение геодезических GPS-приемников - определение точных координат искомых точек. Такие координаты получаются в результате обработки данных, полученных при полевых измерениях. Для обеспечения наилучших результатов геодезические GPS-приемники используются не по одиночке, а в группе, состоящей из нескольких приборов. Минимальное количество приборов - два, но наиболее оптимальным является использование трех и более приборов.

Применение нескольких (желательно однотипных) приемников обусловлено необходимостью получения координат, удовлетворяющих требованиям точности масштаба, для которого выполняются работы, а также для последующего уравнивания полученной сети.

GNSS приемники, обеспечивают сантиметровую точность определения координат пунктов. Геодезические приемники бывают: одночастотными (L1) и двухчастотными (L1/L2); односистемными (GPS) и двухсистемными (GPS-ГЛОНАСС). Практически все современные геодезические приемники имеют возможность принимать дифференциальные поправки SBAS, используемые для задач навигации. Программное обеспечение, входящее в комплект геодезических GNSS приемников, позволяет предварительно планировать съемку, экспортировать данные с приемника на компьютер для последующей обработки (вычисления векторов и уравнивания сети), создавать цифровые карты с атрибутивной информацией, передавать данные в различные ГИС пакеты для дальнейшей обработки.

GPS-оборудование используется при геодезических съемках, создании и развитии геодезических сетей, государственного земельного кадастра, мониторинга земель и выполнения других работ, зачастую, в тех местах, где имеется редкая сеть исходных пунктов.

Примером служит GNSS-приёмник Hi-Target V8200X (Рис. 11.47) интегрированный (антенна и приемник в одном корпусе) одночастотный GPS приемник для съемки в режиме статики[25].

Комплектуется программным обеспечением для обработки данных HDS2003. В GPS приемнике используются OEM платы фирмы NovAtel (Канада). Может применяться для развития геодезических сетей и выполнения крупномасштабной топографической съемки. Большой объем встроенной памяти позволяет вести съемку в течении 160 часов.

Рис. 11.47. GNSS-приёмник

HI-TARGETV8200XGPSL1

Интуитивно понятный интерфейс позволяет управлять процессом съемки с помощью двух кнопок, а три светодиодных индикатора помогают геодезисту отслеживать количество спутников, передачу данных и контролировать заряд батарей. Геодезический GPS приемник внесен в реестр средств измерений РФ (№41216-09).

Геодезический GPS/ГЛОНАСС приемник HiPer (рис. 11.48) высокоточная интегрированная двухчастотная ГЛОНАСС/GPS система геодезического класса для выполнения съемки в режимах статики, кинематики с постобработкой, RTK и DGPS. Приемник Hiper+ может использоваться для решения широкого спектра задач, таких как: создание и сгущение геодезических сетей, создание планово-высотного съемочного обоснования, выполнение картографических и кадастровых съемок, геодезическое сопровождение инженерных и строительных работ, выполнение других видов работ. Все приемники этой серии оснащены минимальной панелью управления MINTER со светодиодными индикаторами. Для выполнения кинематических съемок может использоваться внешний контроллер FC-250 на базе Windows Mobile с программным обеспечением TopSURV.

Рис. 11.48. Комплект GPS/Glonass Topcon Hiper L2

Электронный теодолит. Автоматизация угловых измерений началась с применения в теодолитах электроники. Электронный теодолит представляет собой устройство, преобразующее в электрические сигналы угловые величины, записанные в виде системы непрозрачных штрихов или кодовых дорожек на стеклянном диске. Диск просвечивается световым лучом, и при повороте теодолита на фотоприемнике создается сигнал в двоичном коде, который после расшифровки обеспечивает индикацию угловой величины в цифровом виде на дисплее.

В результате электронный теодолит способен полностью автоматизировать процесс замера углов. На начало ХХI в. выпускалось большое количество этих приборов, выполняющих как довольно точные подсчеты с погрешностью до 2-х секунд, так и технические теодолиты с точностью до 30 секунд.

В частности, электронный теодолит 2Т5Э (рис. 11.50) предназначен для измерения горизонтальных и вертикальных углов (зенитных расстояний) в теодолитных ходах при разбивке плановых и высотных съемочных сетей, геодезических сетей сгущения, проведения изыскательских и строительных работ, в прикладной геодезии, а также для геометрического нивелирования при помощи датчика наклона.

Рис. 11.49. EFT-21T (с лазерным центриром) (Точность измерения углов: 2"Увеличение зрительной трубы: 30x)

Рис. 11.50. Электронный

теодолит 2Т5Э

Результаты измерений заносятся во внутреннюю память и могут быть переданы в компьютер (интерфейс RS-232C).

Теодолиты 4Т30П, 4Т30П-10 предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов и расстояний нитяным дальномером, нивелирования с помощью уровня при трубе, определения магнитных азимутов по буссоли.

Они позволяют снимать отсчет с помощью шкалового микроскопа, работать трехштативным способом за счет съемной подставки со встроенным оптическим центриром.

Благодаря малым размерам и массе, удобству в работе и быстроте снятия показания с лимбов, эти и подобные им теодолиты успешно применяются в строительстве, сельском хозяйстве, инженерных изысканиях, особенно в экспедиционных условиях.

Новая серия электронных теодолитов VEGA[26] – отличное сочетание технических возможностей и качественного исполнения. Электронные теодолиты ТЕО5B (рис. 11.51) и ТЕО20B предназначены для измерения вертикальных и горизонтальных углов и широко применяются в строительстве. При использовании электронных теодолитов исключаются ошибки снятия отсчета - значения углов выводятся автоматически на дисплей, расположенный на каждой стороне прибора.

Рис. 11.51.Электронный теодолит VEGA TEO-5B

Лазерный теодолит (рис. 11.52). Принципиальное отличие лежит в применении луча лазера, который служит точным указателем. С одной стороны он выполняет функции высокоточного электронного измерительного устройства, а с другой стороны, установленный выше зрительной трубы излучатель лазерного луча, можно использовать как визир, что, несомненно, привносит некоторое удобство.

При прокладке шахт и туннелей, а также при других работах в условиях плохой освещенности, эффективно использование лазерного теодолита. Он также используется в работах, связанных с возведением мостов, тунелей, различных сооружений, шахт, дорог и т.д. Следует отметить, что применение лазера позволяет провести колоссальный объем измерений всего лишь при одной установке теодолита.

Рис. 11.52. Лазерный теодолит Topcon DT-207L

В российских лазерных теодолитах ЛТ-75 (предназначен для контроля геометрических размеров зданий, осадки, переносов, определения вертикальности лифтовых шахт высотных зданий и т. д.), ЛТ-56 (для разбивочных работ на стройплощадках), созданных на базе лазеров ЛГ-75, ЛГ-56, излучатель перекладывается в лагерях.

Электронные тахеометры. В ХХI в. – это наиболее распространенная группа геодезических приборов в виду широкого круга сфер применения - от развития ГГС и топографической съемки до инженерной геодезии и землеустройства.

Тахеометры, в которых все устройства (угломерные, дальномерные, зрительная труба, клавиатура, процессор) объединены в один механизм, называют интегрированными тахеометрами.

Тахеометры, состоящие из отдельно сконструированного теодолита (электронного или оптического) и светодальномера, называют модульными тахеометрами.

В электронных тахеометрах расстояния измеряются по разности фаз испускаемого и отраженного луча (фазовый метод), а иногда - по времени прохождения луча лазера до отражателя и обратно (импульсный метод).

Диапазон измерения расстояний зависит от режима работы тахеометра: отражательный или безотражательный. Максимальная дальность линейных измерений для режима с отражателем (призмой) - до пяти километров (при нескольких призмах - ещё дальше); для безотражательного режима - до одного километра. Тахеометры, работающие в безотражательном режиме, могут измерять расстояния практически до любой поверхности.

Существуют модели тахеометров, обладающие дальномером, совмещенным с системой фокусировки зрительной трубы. Их преимущество в том, что измерение расстояний производится именно на тот объект, по которому в данный момент выставлена зрительная труба прибора.

Точность угловых измерений тахеометром достигает половины угловой секунды (0°00’00,5"), расстояний - до 0.6мм + 1 мм на км.

Точность линейных измерений в безотражательном режиме - 2мм + 2мм на км.

Некоторые модели дополнительно оснащены системой GPS (например, LeicaSmartStation).

Тахеометры, собираемые из отдельных модулей, позволяют выбрать компоненты именно под конкретные прикладные задачи, полностью исключив лишнюю функциональность.

Электронные тахеометры содержат микро-ЭВМ с памятью и устройством ввода и вывода данных, с регистрацией информации в запоминающем устройстве и ее выводом на внешний накопитель. При этом в соответствии с заложенными программами, имеется возможность в полевых условиях решать различные геодезические задачи.

Приборный ряд электронных тахеометров можно разделить на две основные части. Первая часть – это инженерные тахеометры. Для них характерно большое количество встроенных прикладных программ, предназначенных для решения широкого круга задач (от съемки до уравнивания результатов измерений). Они имеют расширенные клавиатуры. Примерами инженерных тахеометров служат приборы серии PowerSet фирмы Sokkia (Япония) и приборы 36-й и 56-й серии фирмы Trimble (США). Тахеометры второй группы имеют более скромное программное обеспечение, предназначенное для решения только наиболее часто встречаемых задач (съемка, обратная засечка, недоступная высота и т.п.).

К тахеометрам второй группы можно отнести приборы серии SetX10фирмы Sokkia (Япония) и приборы 33-й серии фирмы Trimble (США).

С осени 2002 г. начались поставки новейшей модели семейства SET тахеометра SET530R.

Новая модель безотражательных электронных тахеометров CX-105 (рис. 11.54) от компании Sokkia пришла на замену популярной серии SET550RX. Данная модель, как и ее предшественник, имеет пятисекундную точность угловых измерений, и оснащена множеством функций, позволяющих с максимальной эффективностью выполнять геодезическую съемку.

Новая модель безотражательных электронных тахеометров CX-105от компании Sokkia пришла на замену популярной серии SET550RX. Данная модель, как и ее предшественник, имеет пятисекундную точность угловых измерений, и оснащена множеством функций, позволяющих с максимальной эффективностью выполнять геодезическую съемку.

Рис. 11.53. Электронный

тахеометр SET500 Рис. 11.54. Электронный

тахеометр CX-105

Серия электронных тахеометров FX-105 пришла на замену популярной пятисекундной модели SET5X, и включает в себя множество новых функций, среди которых модуль беспроводной связи Bluetooth, операционная система Windows CE6, программное обеспечение MAGNET Field, обновленный дальномер RED-Tech и уникальная система защиты TSshield.

Цифровые прецизионные нивелиры. Обеспечивают высокую точность определения высот. Могут использоваться в тех случаях, когда точность определения высот спутниковыми системами и электронными тахеометрами недостаточна.

В качестве примера может служить прецизионный цифровой нивелир SDL1X (рис. 11.56)[27], который способен, используя специальную инварную рейку BIS30A с чрезвычайно низким коэффициентом температурного расширения (0 ± 0,1 х 10-6 / °C), достичь точности 0.2 мм на километр двойного хода. Для более быстрого наведения и проведения измерений SDL1X снабжен видоискателем и автофокусом, который срабатывает автоматически с пуском измерений.

Рис. 11.56. Прецизионный цифровой

нивелир SDL1X

Цифровые нивелиры - многофункциональные геодезические приборы, совмещающие функции высокоточного оптического нивелира, электронного запоминающего устройства и встроенного программного обеспечения для обработки полученных измерений. Основная особенность цифровых нивелиров - встроенное электронное устройство для снятия отсчета по специальной рейке с высокой точностью.

Цифровые нивелиры могут эффективно использоваться при наблюдении за осадкой зданий и сооружений, при строительстве сложных в инженерном отношении объектов. С учетом широкого использования лазерной техники, в геодезии разработан метод нивелирования «лазерной плоскостью» (системы Laserplane). Ярко-красный луч вертикально расположенного He-Ne лазера падает на вращающуюся призму, создающую развертку луча в горизонтальной плоскости. Это позволяет брать отсчет по световому пятну на рейке, поставленной в любом направлении от лазера. При этом обеспечивается точность отсчета порядка 1 мм. В случае высотной съемки данный способ отличается быстротой и не ограничивает число реек.

На рисунке 11.57 приведен нивелир TrimbleDiNi, который может использоваться в таких задачах как точное нивелирование плоских и наклонных поверхностей, задание требуемых уклонов и продольных профилей, слежение за деформациями и создание высотного обоснования опорных геодезических сетей.

Рис. 11.57. Нивелир TrimbleDiNi

Для точного нивелирования создан цифровой нивелир, работающий по кодированной рейке. Код несет информацию о высоте любого места рейки относительно ее «нуля». При работе по двум рейкам автоматически определяется превышение между точками их установки.

Лазерные нивелиры. Лазерный нивелир (построитель плоскостей) предназначен для определения превышений и передачи высотных отметок. Его область применения - это работы при строительстве и реконструкции сооружений как внутри так и снаружи здания, работы по прокладке подземных коммуникаций, монтаже технологического оборудования и т.д.

Большинство приборов этого типа снабжены автоматически горизонтирующимся пучком излучения, а также вращающимся лазерным пучком, способным строить горизонтальные, а некоторые модели и вертикальные плоскости.

Рис. 11.58. Лазерный нивелир НЛ20К

На рисунке 11.58 приведен малогабаритный лазерный нивелир НЛ20К с самоустанавливающейся линией визирования, относящийся к классу строительных лазерных приборов средней точности.

Лазерные дальномеры (лазерная рулетка) - оптико-электронный прибор для измерения расстояний с применением лазерного луча.

Прибор состоит из импульсного лазера и детектора излучения.

Ручные лазерные дальномеры (лазерные рулетки) обеспечивают точность до 1,0 мм при измерении расстояний до 200 метров.

Рис. 11.60. Лазерная рулетка

LeicaDISTOD810 touch

Лазерные рулетки DISTO (рис. 11.60) компактны, удобны, и имеют функции для сложения, вычитания, расчета площади, объема и другие.

Гиростанции. При определении направления на истинный север по-прежнему остается востребованной технология гироскопических измерений. Она актуальна (применение гиростанций) при выполнении подземных выработок в горнодобывающей отрасли, а также при строительстве тоннелей и других подземных инженерных сооружений.

Лазерные сканеры находят применение там, где нужно оперативно получать трехмерные модели сложных объектов. Это, прежде всего, площади с сильно нарушенным исходным рельефом, промышленное оборудование, барельефы и скульптуры.

Фазовый лазерный сканер IMAGER5010 (рис. 11.62), производства немецкой компании Zoller + Fröhlich (Z+F), отличает непревзойденная скорость сканирования – более 1 млн. точек в секунду, что позволяет провести измерения на объекте за очень короткое время. При измерениях может быть достигнута точность лучше, чем 1мм - это особенно актуально в случаях, когда надо избежать накопления ошибки при регистрации данных, полученных с большого количества стоянок сканера. Сканер обладает огромным полем зрения – 3600 по горизонтали и 3200 по вертикали. Съемка может выполняться при температурах от минус 100.

Рис. 11.62. Лазерный сканер

Z+F IMAGER 5010

Цветной сенсорный экран позволяет легко задать режимы сканирования, просматривать полученные данные и проводить простейшие измерения по полученным облакам точек.

Данные сохраняются на встроенном в сканер накопителе. Дополнительно могут быть также подключены накопители в виде обычныхфлеш-дисков.

С помощью программного обеспечения LFM Register данные, полученные с различных точек стояния сканера, могут быть зарегистрированы в единое облако точек.

Облака точек могут быть преобразованы в программном обеспечении LFM Modeller в трехмерные твердотельные модели оборудования или плоские чертежи. Полученные трехмерные данные могут быть переданы в пакеты программ AutoCAD, SmartPlant 3D, PDMS и т.п. для использования в качестве основы для дальнейшего проектирования.

На рисунке 11.63 приведен лазерный сканер GLS-1500 производства компании Topcon (Япония). Он используется при наружных работах, когда речь идет о съемке открытых территорий значительных размеров. Он легко применим при съемке городских территорий и насыщенных объектами промышленных зон, для съемки фасадов зданий и архитектурных памятников. Сканер обладает высокой точностью производства измерений, которая достигает первых миллиметров.

Рис. 11.63. Лазерный сканер GLS-1500

Используемые программы позволяют подготавливать данные для чертежей, выполнять обмерные работы, создавать модели поверхности, профили, поперечные сечения.

Приборы вертикального проектирования (ПВП) предназначены для передачи планового положения точек в зенит (вверх) или надир (вниз). Профессиональные приборы вертикального проектирования позволяют решить проблему определения точного положения вертикальных осей сооружений в условиях современного многоэтажного строительства.

ПВП применяются при строительстве высотных зданий, сооружений и дымовых труб, также их используют при установке буровых вышек, теле- и радиоантенн.

Аналогом выпускавшегося в прошлом фирмой CarlZeissJena PZL-100 является оптический прибор вертикального проектирования FG-L100 (рис. 11.64).

Рис. 11.64. Оптический прибор

вертикального проектирования FG-L100

Он передает плановое положение точки стояния прибора в зенит.

Прибор позволяет передать плановое положение точки на 100 м с точностью ±1 мм.

5.3. ТОПОГРАФИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.

5.3.1. Современное состояние и перспективы топографического обеспечения и его обновление.

В результате выполнения топографических работ территория России (общая площадь 17075,4 тыс. кв. км) в топографическом отношении на период 2011 г. была обеспечена государственными топографическими картами в аналоговом виде масштабов 1:1 000 000 - 1:25 000 на всю территорию России, масштаба 1:10 000 на экономически развитые регионы общей площадью 4.5 млн. кв. км (26% территории). Карты соответствовали состоянию местности до 2004 г.[53, 54].

Топографические карты на районы континентального шельфа и внутренних водоемов, общей площадью 350 тыс. кв. км масштабов 1:25 000 и 1:10 000 были созданы в 1970 - 1990 гг.

В результате выполнения работ по созданию цифровых карт территория России была обеспечена государственными цифровыми топографическими картами масштабов 1:1 000 000, 1:200 000, 1:100 000, 1:50 000 на всю территорию; масштаба 1:25 000 на экономически развитые регионы России и основные транспортные коридоры (35% территории). Состояние местности соответствовало 2010 – 2014 гг.

Топографические планы масштаба 1:10 000 на города с населением более 50 тысяч (350 городов) были созданы в цифровой форме по состоянию местности 2011 – 2012 гг. С 2012 г. начали создаваться топографические планы масштаба 1:10 000 на города с населением менее 50 тысяч и районные центры.

Топографические планы масштабов 1:5000, 1:2000 и крупнее, координатно и информационно согласованные с планами масштаба 1:500, на которых отображены расположения подземных коммуникаций, были созданы в 1970 – 1990 гг. на все города и поселки городского типа. Топографические планы масштаба 1:2000 - на города с населением более 1 000 000 человек (8 городов) начали создаваться во втором десятилетии ХХI в.

Содержание многих топографических карт и планов на этот момент устарело и требовало обновления.

К 2011 г. государственные топографические карты масштабов 1:50 000 соответствовали нормативным требованиям по состоянию местности; карты масштаба 1:25 000 - нормативам по состоянию местности соответствовали только для 35% территории страны.

Топографические карты масштаба 1:10 000 и планы населенных пунктов с численностью населения менее 50 тысяч устарели в целом по стране на 80% (2011 г.) и требовали обновления или частичного создания.

На основе потребностей картографо-геодезического обеспечения территории страны и с учетом действующей нормативной базы в области геодезии и картографии (Постановление Правительства Российской Федерации от 16 августа 2002 г. N 608), потребность ежегодных объемов обновления государственных топографических карт и планов территории Российской Федерации по масштабам приведена в таблице 11.6.

Территория РФ, в соответствии с нормативами, на момент 2015 г. на 100% была обеспечена только картами масштабов 1:50 000 и 1:100 000, причем благодаря реализации мероприятий по ФЦП «ГЛОНАСС». Количество государственных топографических карт масштабов 1:10 000–1:1 000 000, не соответствующих нормативным срокам обновления, составляло 334,9 тыс. номенклатурных листов[28].

Состояние обеспечения территории РФ на начало 2015 г. государственными топографическими картами и планами приведено в таблице 11.7[29].

В рамках развития топографического обеспечения планировалось [53, 54, 55]:

- завершение перевода государственных топографических карт всего масштабного ряда и других картографо-геодезических данных в цифровую форму;

- создание топографических данных в новой государственной системе координат ГСК-2011;

- и др.

Таблица 11.6.

Масштаб создаваемых (обновляемых), планов и карт	Нормативная потребность в год, НЛ	Площадь ( тыс. км)
1:2000	23983	24,0
1:5000	6787	27,2
1:10000	42252	84,5
1:25000	15585	1246,8
1:50000	4234	1354,9
1:100000	1102	1212,2
1:200000	294	1234,8
1:500000	30	24,0
1:1000000	10	27,2

В зависимости от особенностей района применяется обновление периодическое (от 3-4 до 12-15 лет) или непрерывное; в обоих случаях оно базируется на аэрофотосъёмке и материалах картографического значения (землеустроительные и лесные планы, ведомости инвентаризации зданий в городах, лоции, линейные графики дорог, схемы линий электропередачи, справочники административно-территориального деления и др.).

Таблица 11.7.

Обеспечение территории РФ государственными топографическими

картами и планами (2015 г.)

Масштабы	Количество номенклатурных листов в ФКГФ	Покрытие территории РФ	Соответствие нормативам
1:2000 (земли населенных пунктов)	171 000	87%	0,1%
1:10 000	262 820	26%	1%
1:25 000*	200 315	100%	35%
1:50 000 и 1:100 000*	64 093	100%	100%
1:200 000–1:1 000 000	4644	100%	1%
1:10 000 (планы городов)*	1420	32%	26%

*ФЦП ГЛОНАСС

В соответствии с этими Нормами ежегодно Роскартография должна была обновлять 96413 номенклатурных листов разных масштабов, а на территории первоочередной необходимости 64345 номенклатурных листов при минимальном периоде обновления и 16124 номенклатурных листа при максимальном периоде обновления.

Министерством транспорта РФ от 17 октября 2005 г. и от 1 марта 2006 г. (с изменениями на 18 сентября 2006 года) были установлены нормы периодичности обновления государственных топографических карт.

Минтрансом РФ от 13 августа 2007 г. былиустановлены нормы периодичности и площади обновления государственных топографических карт на территориях первоочередной необходимости.

5.3.2. Методы съемок и системы, применяемые в топографии.

Основным источником информации для создания и обновления государственных топографических карт и планов, специальных (отраслевых) карт и планов являются материалы дистанционного зондирования Земли, получаемые с помощью различных видов съемок.

Материалы дистанционного зондирования Земли в прошлом в основном использовались зарубежного производства. Разработка и применение отечественного космического картографического комплекса «Топограф» задерживается (в 2015 г. были изменены сроки завершения его разработки).

В соответствии с Федеральной космической программой России на 2006-2015 гг. был предусмотрен вывод на орбиту серии космических аппаратов (КА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), в том числе КА оптико-электронного наблюдения «Канопус-В» (2010г., 2011г., 2014г.), «Ресурс-П» (2011г., 2013г.), «Картограф» (2013г.), «Ресурс-ПМ» (2015г.) и КА радиолокационного наблюдения «Аркон-2М» (2013г.). Однако перечисленные КА не обеспечили получение материалов съемки с разрешением на местности 0,5 м, т.к. в основном были нацелены на решение мониторинговых задач и только частично на решение задач картографии, поэтому не обеспечили получение материалов с требуемыми точностями в плане и особенно по высоте.

Суммарные возможности космических картографических комплексов (ККК) во втором десятилетии ХХI в. основных зарубежных стран (более десяти оптико-электронных картографических спутников на орбите одновременно) позволяют в течение 3-5 дней организовать съёмку любого участка территории земного шара и получить требуемые материалы дистанционного зондирования Земли.

Основополагающими документами, определявшими направления развития российской космической системы ДЗЗ, являлись: «Концепция развития российской космической системы дистанционного зондирования Земли на период до 2025 года», государственная программа «Космическая деятельность Российской Федерации», Федеральная космическая программа (ФКП) России на 2006-2015 гг.

Развитие российской орбитальной группировки ДЗЗ направлено на формирование и развертывание до полного состава следующих космических систем (КС):

- гидрометеорологического, океанографического и гелиогеофизического назначения;

- природоресурсного назначения;

- картографического назначения;

- мониторинга чрезвычайных ситуаций.

Существует широкий класс систем ДЗЗ, формирующих изображение исследуемой поверхности. В рамках данного класса аппаратуры можно выделить несколько подклассов, различающихся по спектральному диапазону используемого электромагнитного излучения и по типу приёмника регистрируемого излучения, а также по методу (активный или пассивный) зондирования.

В конце 1990-х гг. в области методов получения картографических материалов высокой детальности (масштаб 1:5000 и крупнее) произошли значительные изменения, связанные с появлением новых методов дистанционного зондирования Земли с использованием авиационных носителей. Постепенное распространение высокоточной лазерно-локационной съемки в сочетании с цифровой аэрофотосъемкой в мире и прогресс в производстве цифровых камер и лазерных сканеров привели к повышению точности и подробности создаваемых по этим материалам топографических планов - от масштаба 1:5000 в конце 1990-х гг. до масштаба 1:500 к 2010 г. Появились также отдельные ветви этого направления - наземное и мобильное лазерное сканирование (выполняемое с транспортных средств, движущихся по земле или воде), а также батиметрическое лазерное сканирование, обеспечивающее проникновение лазерного импульса в воду на глубину до нескольких десятков метров и его отражение от поверхности дна.

В топографическом обеспечении лазерные съёмочные системы относятся к активным съёмочным системам, работающим в оптическом диапазоне. Точность пространственных координат обратно пропорциональна высоте съёмки. Результатом съёмки является трехмерное цифровое изображение. Получение изображения лазерным сканером производится в два этапа. На первом выполняется регистрация результатов измерений множества элементарных площадок (точек) – получение так называемого «облака точек». На втором осуществляется компьютерная обработка результатов измерений и визуализация изображения. Лазерные съёмочные системы применяют для построения профилей рельефа на территориях закрытых лесами и создания цифровой модели рельефа местности. Их применение эффективно при обследовании линий электропередач. При съёмке городов и населённых пунктов получаемое трёхмерное изображение позволяет успешнее проводить работы по организации территорий.

Лазерное сканирование - вид съемки местности, вобравший в себя последние достижения компьютерных технологий. С помощью сканера аналоговое изображение карты, плана или снимка преобразуется в растровую, цифровую форму. Путем обработки на компьютере кодируются контуры ситуации, условные знаки, рельеф, т.е. вся информация о местности переводится в цифровую форму. ЦММ состоит из независимых моделей: рельефа местности, коммуникаций, зданий, сооружений, гидрографии, почвенно-растительного покрова и др.

Наземное лазерное сканирование. Технология наземного лазерного сканирования все шире используется для решения задач инженерной геодезии в различных областях строительства и промышленности. Популярность лазерного сканирования обусловлена целым рядом преимуществ, которые дает новая технология по сравнению с другими методами измерений.

Ценность технологии лазерного сканирования заключается в обеспечении единого трехмерного координатного поля для всех материалов съемки. Точность решаемой задачи определяется точностью сканирующей системы.

Суть лазерной технологии заключается в определении пространственных координат точек поверхности объекта. Это реализуется посредством измерения расстояния до всех определяемых точек с помощью лазерного безотражательного дальномера.

Особенностью лазерных сканирующих систем является избыточность получаемой информации. Это позволяет проводить полномасштабную и достоверную оценку точности построенных моделей, как отдельно взятых элементов, так и их совокупности.

Лазерное сканирование позволяет получить с детальностью 1-2см цифровую модель всего объекта, а не его отдельных частей.

Основные сферы применения трехмерного сканирования:

- промышленные предприятия;

- строительство и архитектура;

- дорожная съемка;

- горное дело;

- мониторинг зданий и сооружений;

- документирование чрезвычайных ситуаций;

- другие.

По типу получаемой информации прибор во многом схож с тахеометром. Аналогично последнему, сканер при помощи лазерного дальномера вычисляет расстояние до объекта и измеряет вертикальныe и горизонтальные углы, получая XYZ-координаты. Отличие от тахеометра заключается в том, что ежедневная съемка при помощи лазерного сканера – это десятки миллионов измерений. Получение аналогичного объема информации с тахеометра заняло бы не одну сотню лет.

Первоначальный результат работы сканера представляет собой облако точек. В процессе съемки для каждой из них записываются три координаты (XYZ) и численный показатель интенсивности отраженного сигнала. Он определяется свойствами поверхности, на которую падает лазерный луч. Облако точек раскрашивается в зависимости от степени интенсивности и после сканирования выглядит как трехмерное цифровое фото. Большинство современных моделей лазерных сканеров имеют встроенную видео- или фотокамеру, благодаря чему облако точек может быть также окрашено в реальные цвета.

Примером служат наземные лазерные сканеры ILRIS-HD (рис. 11.65) и ILRIS-HD-ER с дальностью действия 1 250 м для подробной и быстрой съемки. Модель ILRIS-HD-ER имеет большую дальность – до 1 800 м.

Принцип действия наземного лазерного сканера аналогичен принципу работы безотражательного электронного тахеометра, но значительно превосходит его по эффективности и основан на измерении расстояний до большого количества точек, расположенных на поверхности снимаемого объекта. Измерение происходит со скоростью 10 000 точек в секунду. Углы в данном случае не измеряются, а задаются поворотом зеркала, одновременно регистрируясь запоминающим устройством.

Плотность сканирования зависит от дальности и может достигать десятых долей миллиметра.

Рис. 11.65. ILRIS-HD

Входящее программное обеспечение позволяет сразу же после сканирования выполнять все необходимые измерения по трехмерному облаку точек, например для вычисления объемов породы или получения размеров конструкций. Для последующего использования возможен экспорт результатов сканирования в такие программные пакеты, как AutodeskAutoCad, BentleyMicroStation и т. д.

Сканирование применяется в совершенно разных областях и универсального сканера, который эффективно решал бы все задачи, не существует. Так, например, для съемки промышленных объектов, где не требуется большой дальности, но сама модель должна быть очень детальной (то есть нужен точный высокоскоростной прибор), применяется лазерный сканер LeicaScanStation P30(рис. 11.66): дальность до 120 м, скорость до 1 000 000 точек в секунду.

При съемке открытых разработок и складов сыпучих материалов с целью подсчета объемов, достаточно сантиметровой точности дальномера, а на первый план выходит дальность съемки и защищенность от погодных условий и пыли. Примером служит Leica HDS8810 с дальностью до 2 000 м и пылевлагозащищенностью IP65.

LeicaScanStation P40 (рис. 11.67) пополнилась в апреле 2015 г. сканером P40. Точность и скорость P40 унаследовал от предыдущей модели, но стал более «дальнобойным», а качество данных стало еще лучше.

Рис. 11.66. Лазерный сканер LeicaScanStation P30

Воздушное лазерное сканирование часто является наиболее быстрым, достоверным, а иногда единственным методом сбора данных о реальной поверхности, в том числе на труднодоступных территориях.

Технология воздушного лазерного сканирования обеспечивает получение 3D массива точек лазерных отражений, классифицированного по признаку «земля/не земля» плотностью до нескольких десятков точек на 1 кв.м. и точностью определения их координат менее 10 см в плане и по высоте. Фактически это цифровая модель истинного рельефа высокой плотности и точности, основа для ортофотопланов, цифровых топографических планов масштабов 1:500 и мельче, трехмерных моделей рельефа и объектов.

Рис. 11.67. Лазерный сканер LeicaScanStation P40

Установленная лазерная система (работающий в импульсном режиме) на летательном аппарате (самолете, вертолете, БПЛА) проводит дискретное сканирование местности и объектов, расположенных на ней. При этом регистрируется направление лазерного луча и время прохождения луча.

Текущее положение лазерного сканера определяется с помощью высокоточного GPS-ГЛОНАСС-приемника (работающего в дифференциальном режиме) совместно с инерциальной навигационной системой (IMU).

Зная углы разворота и координаты лазерного сканера, можно однозначно определить абсолютные координаты каждой точки лазерного отражения в пространстве.

При помощи воздушного лазерного сканирования создают сеточные трехмерные модели местности и объектов местности (моделей поверхности), 3D модели зданий и сооружений, застроенных территорий, проводят обследование электротехнических объектов (высоковольтных ЛЭП, подстанций и объектов транспортной инфраструктуры, инвентаризация и мониторинг лесов; инвентаризация земельно-имущественного комплекса, мониторинг крупных инженерных объектов, например, открытых разработок полезных ископаемых).

В Российской беспилотной авиации широкое распространение получилиуникальные беспилотные летательные аппараты самолетного типа, разработанные специалистами ГК «Геоскан». Благодаря своим высоким аэродинамическим качествам, БПЛА (беспилотные летательные аппараты) Геоскан отлично подходят для съемок обширных территорий, протяженных объектов и работы на значительном удалении[30].

Технологии использования БПЛА Геоскан позволяют получать высококачественные пространственные данные с разрешением в несколько см. на пиксель и точностью привязки до 5 см. без планово-высотного обоснования. С помощью автоматической обработки материалов аэрофотосъемки в AgisoftPhotoScanPro создаются ортофотопланы, матрицы высот и детальные трехмерные модели местности. Они отлично подходят для ведения кадастрового учета, создания карт и планов масштабов 1:2000, 1:1000 и 1:500.

Фотограмметрическая обработка снимков в AgisoftPhotoScan позволяет получать (2015 г.) выходные данные, аналогичные результатам лазерного сканированияНа основе детальных цифровых моделей рельефа возможно автоматически создавать гипсометрическое представление земной поверхности с высотой сечения до 1 м.

Беспилотный комплекс Геоскан 101 (рис. 11.68), предназначенный для создания ортофотопланов сверхвысокого разрешения, используется в сфере изыскательских, геодезических и картографических работ. Он специально разработан для работы в городских условиях.

С 2004 г. команда квалифицированных специалистов ZALA AERO разработала и поставила на производство широкий модельный ряд беспилотных летательных аппаратов самолетного и вертолетного типа. Компания разрабатывает целевые нагрузки, программное обеспечение, пневматические и эластичные катапульты, маяки, наземные станции управления в различных модификациях (персональный компьютер/ноутбук, планшет или мобильный телефон) на базе автомобилей, морских судов или контейнеров[31].

Рис. 11.68. Геоскан 101.

Для проведения геодезических съемок и аэрофотосъемки местности на удалении 25-50 км применяются БЛА самолетного типа класса «Е» - ZALA 421-16E (рис. 11.69) или ZALA 421-16EM.

Рис. 11.70. ZALA 421-21.

Рис. 11.69. ZALA 421-16E.

Если необходимо обследовать небольшой участок местности на удалении до 5 км, можно применить БЛА вертолетного типа — ZALA 421-21(рис. 11.70) или ZALA 421-22.

ГК «Беспилотные системы»[32]разрабатывает и производит беспилотные летательные аппараты (БПЛА, БЛА, ДПЛА) для видеонаблюдения и аэрофотосъемки.

БПЛА Supercam X6M2 (рис. 11.71) может применяться в целях картографирования, поиска, обнаружения и слежения за статичными и подвижными объектами в режиме реального времени, контроля за ЧС, оповещения населения и т.д.

Рис. 11.71. БПЛА Supercam X6M2.

Разработки БПЛА Supercam S-300M (рис. 11.72) начались летом 2013 г. В июне 2015 г. были успешно завершены внутренние испытания. Впервые летательный аппарат был продемонстрирован на международном форуме «Армия-2015», который проходил с 16 по 19 июня в Московской области.

Рис. 11.72. БПЛАSupercamS-300M

В качестве примера приведен воздушный лазерный сканер Galaxy (рис. 11.73) зарубежного производства от компании Optech подходит для выполнения абсолютно любых проектов, будь то крупномасштабное картографирование обширных территорий или коридорная съемка линейных объектов.

Рис. 11.73. Воздушный лазерный

сканер Galaxy

Развитие систем спутникового позиционирования GPS/ГЛОНАСС, лазерной локации, инерциальных систем и цифрового фотографирования привело к появлению в последние годы одного из наиболее инновационных направлений в картографии - мобильного лазерного сканирования.

Технология мобильного лазерного сканирования объединила в себе скорость получения и объемы данных от воздушного сканирования, а точность и детальность - от наземного сканирования.

Мобильная сканирующая система может монтироваться на автомобилях, судах, железнодорожных платформах и других транспортных средствах. Сканирование производится вдоль траектории движения, на расстояние до нескольких сотен метров во всех направлениях.

Рис. 11.74. Мобильная лазерная

сканирующая система Optech LYNX SG1

Рис. 11.75. Мобильная лазерная сканирующая

система Optech LYNX SG1

В мобильном лазерном сканировании для выполнения топографо-геодезических работ и инженерных проектов используется, в частности, система Optech LYNX SG1 (рис. 11.74 – 11.75)[33]. Она обладает скоростью сканирования 1,2 миллиона измерений в секунду и 500 линий в секунду, полем зрения 360° и гарантированной геодезической точностью.

Мобильный картографический комплекс (11.76-11.78)[34], функционирующий на основе технологии лазерного сканирования, включает в себя:2 лазерных сканера;4-6 фотокамер видимого диапазона; высокоточную систему спутникового позиционирования;инерциальнуюсистему;одометр (датчик движения на колесе при работе с автомобиля).

В процессе проведения съемки получают геопривязанные точки лазерных отражений, имеющие цвет реального объекта (по данным фото) и геопривязанные фотоснимки.

Рис. 11.76. Мобильный картографический комплекс

Полученные данные могут быть использованы для производства следующих видов продукции:

- карты;

- трехмерные модели рельефа и объектов;

- системы профилей и разрезов;

- развертки фасадов зданий и фасадные планы;

- виртуальные модели местности и объектов.

Рис. 11.77. Обработка полученных данных в

ПрограммномпродуктеTrimbleTridentAnalyst

Рис. 11.78. Результат съемки мобильным

картографическим комплексом

Мобильный картографический комплекс широко используется для съемки природных и техногенных объектов, таких как:

- карьеры в масштабе 1:500 (определение объемов перемещенной породы, отбивка бровок, профили, съемка скальных выходов);

- борты склонов в горных ущельях, где возможны опасные инженерно-геологические процессы;

- плотины, ГЭС, гидроузлы, шлюзы, причальные стенки (съемка с маломерных водных судов без переработки системы);

- зоны осушки в приливно-отливных частях береговой линии с воды;

- низменные берега (съемка с воды без выхода на сушу);

- открытые распределительные узлы ЛЭП и подстанции (съемка с использованием автомобилей или тележек);

- ЛЭП (съемка с земли в зонах, закрытых для полетов, или в ситуациях, когда полеты невозможны).

При создании карт, планов и трехмерных моделей городов, других населенных объектов и транспортной инфраструктуры мобильный картографический комплекс обеспечивает съемку:

- фасадов зданий;

- улиц населенных пунктов для топопланов масштаба 1:500;

- автодорог для планов масштаба 1:500;

- др.

Одновременно с лазерным сканированием ведется пассивная съемка - цифровое фотографирование с использованием камер. Совокупность данных, полученных такой системой, позволяет создавать:

- картографические материалы в виде топографических карт или отдельных слоев ГИС в масштабах от 1:10 000 до 1:500 включительно;

- цифровые модели местности и рельефа (независимо от наличия растительности);

-др.

Батиметрическое сканирование успешно применяется для комплексного картирования озер, рек, шельфовых зон морей и океанов, причем одновременно проводятся как измерения глубин водных объектов, т.е. по сути картографирование дна, так и прецизионное крупномасштабное топографическое картографирование прибрежных районов суши. Особенно актуально использование батиметрических лидаров там, где невозможно, либо экономически нецелесообразно применение традиционных методов акустической локации: в прибрежной зоне, на мелководьях, в рифовых областях, районах стихийных бедствий и пр. Данные, получаемые с помощью батиметрических лидаров, могут быть использованы как для решения общих задач-для составления морских или навигационных карт, морфологического анализа рельефа дна и побережья, так и для решения прикладных задач - оценка поведения наносов, проектирование, строительство и мониторинг инженерных объектов и коммуникаций на шельфе и др.

LMSQ780 (рис. 11.79) и LMSQ680i - воздушные лазерные сканеры для топографической съемки земной поверхности. Также, как и воздушная лазерная сканирующая система LMSQ1560 характеризуются максимальными техническими характеристиками.

VQ820G и VQ880G (рис. 11.80) — воздушные лазерные сканеры для топографической съемки земной поверхности и батиметрической съемки.

Рис. 11.79. Воздушный сканер RIEGL LMSQ780

Воздушный сканер RIEGL VQ-480i Рис. 10.80. Воздушный сканер RIEGL VQ-820G

Рис. 11.82. Беспилотная система RiCOPTER,

оснащенная воздушным сканером RIEGL VUX-1

Рис. 11.81. Воздушный сканер RIEGL VQ-480i

VQ580, VQ480i (рис. 11.81) и VQ380i — воздушные лазерные сканеры для широкого круга аэросъемочных работ.

Они обладают высокой скоростью и средней дальностью сканирования.

RiCOPTER — новая беспилотная система в виде октокоптера (восьмимоторной летающей платформы с 4-мя соосными винтами), оснащенного малогабаритным воздушным лазерным сканером VUX-1, легкой высокоточной инерциальной системой и фотокамерой (рис. 11.82).Это законченное решение, которое позволяет в автономном режиме осуществлять топографическую съемку небольших участков местности с высокой плотностью.

Также находит применение всепогодная радиолокационная съемка с использованием РСА (радиолокаторов с синтезированной апертурой).

Аэромагнитная съемка широко применяется в процессе поиска и разведки месторождений полезных ископаемых. Аэрогравиметрическая съемка предназначена для получения геофизических данных о гравитационном поле Земли. Результаты, полученные при этих видах воздушной съемки, визуализируются и интерпретируются в ГИС.

Данные спутниковой съемки позволяют осуществлять актуализацию имеющейся картографической информации, проводить мониторинг изменения ситуации в режиме реального времени, формировать актуальные цифровые картографические базы данных.

Тепловая съемка - регистрация электромагнитного излучения объектов в тепловой инфракрасной (ИК) области спектра и представление его в виде изображения.

При дистанционном зондировании Земли в тепловом диапазоне используются окна прозрачности с длиной волны 3-5, 8-14 мкм. В этом диапазоне проявляется собственное излучение объектов земной поверхности.

Тепловые сканирующие системы работают в инфракрасной и тепловых зонах электромагнитного излучения. Разрешение на местности достигает, при малых высотах съёмки Н= 200-300м, величины 0,01- 0,12 м. Изображения, получаемые с помощью тепловых съёмочных систем, используются в целях картографирования подземных коммуникаций, выявления техногенных нарушений сооружений (нефте- и газопроводов, теплосетей, зданий и т.п.) и изучении негативных экологических процессов в природной среде (выявление загрязнения почв и водных объектов нефтепродуктами, засоления почв, зон подтопления и т.п.)^{^[35]}.

Современные спутниковые съёмочные системы получают тепловые снимки совместно с данными в других зонах спектра, что позволяет использовать их, объединяя достоинства разных типов данных.
Снимки с отечественных метеорологических спутников получают с 1967 года, когда начала действовать спутниковая система «Метеор» Гидрометеослужбы нашей страны, включающая 2 - 3 одновременно работающих спутника на круговых субполярных орбитах высотой 800 — 1200 км. В 2009 году запущен КА «Метеор-М» №1. Назначением этого спутника является глобальное наблюдение атмосферы и подстилающей поверхности Земли, позволяющее систематически получать гидрометеорологическую и гелиогеофизическую информацию в планетарном масштабе. На борту установлена съёмочная система МСУ-МР, позволяющая получать снимки в тепловом инфракрасном диапазоне.

Тепловизионное обследование - это разновидность теплового контроля, в котором в качестве измерительного прибора применяется тепловизор. Тепловизор позволяет видеть то, что невозможно увидеть невооруженным глазом. Он способен отразить на своем дисплее термограмму объекта с точностью +/- 1 °С.

Высокое геометрическое и температурное разрешение цифровых тепловых аэроснимков и большой захват на местности позволяют выполнять мониторинг инженерных систем (в частности, состояние газо- и нефтепроводов, теплосетей).

Мультиспектральная съемка (тепловая аэросъемка совместно со съемкой в видимом диапазоне и других зонах спектра) применяется в экологических приложениях для обнаружения и мониторинга загрязнений различных масштабов от сбросов городских коллекторов до загрязнений акваторий нефтепродуктами.

Относительно новой областью применения космической съемки является создание цифровых моделей рельефа местности (в виде матрицы высот), представленных координатами и характеристиками точек местности, записанными в цифровой форме для последующей обработки на ЭВМ с помощью радаров и сонаров, установленных на спутниках.

Георадарное зондирование выполняется с использованием георадаров, работающих до глубины 5 м с разрешением 20 см. Этот метод способен выявлять подземные коммуникации.

Георадиолокация или георадарная съемка - методика обследования грунта и конструкций здания, заключающаяся в анализе импульсов, отраженных от границ сред с разными электрофизическими характеристиками.

На рис. 11.83. приведена мировая группировка спутников дистанционного зондирования Земли на 2015 г.[36].

Оптико-электронные спутники. Оптико-электронные спутниковые системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) позволяют получать пространственную информацию о земной поверхности в видимом и инфракрасном диапазонах длин электромагнтных волн. Они способны распознавать пассивное отраженное излучение земной поверхности в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. В таких системах излучение попадает на соответсвующие датчики, генерирующие, электрические сигналы в зависимости от интенсивности излучения.

В целях мониторинга кадастровой информации и создания картографической продукции масштабов 1:М=1:5000 – 1:10000 используются космические съёмочные системы высокого разрешения. Для крупномасштабного картографирования используются снимки с российских спутников типа ДК-1, с разрешением 1м. Управление космическим аппаратом «Ресурс-ДК1» прекращено 2 марта 2016 г.

Рис. 11.83. Мировая группировка спутников дистанционного зондирования Земли на 2015 г.

В 2016 г. российская группировка космических аппаратов дистанционного зондирования Земли располагали двумя аппаратами типа «Ресурс-П», которые позволяют выполнять стереосъемку земной поверхности на одном орбитальном витке.

Серия российских гражданских космических аппаратов дистанционного зондирования Земли «Ресурс-П», являющихся развитием проекта «Ресурс-ДК1». Всего было запущено три спутника «Ресурс-П»:

1. «Ресурс-П» № 1 (рис. 11.84) выведен на орбиту 25 июня 2013г. в 21:28:48.

Рис. 11.84. КА «Ресурс-П» № 1

2. «Ресурс-П» № 2 выведен на орбиту 26 декабря 2014 г. в 21:55.

3. «Ресурс-П» № 3 выведен на орбиту в резервную дату 13 марта 2016 г. в 21:56.

Основные задачи Ресурс-П:

- составление и обновление общегеографических, тематических и топографических карт;

- контроль загрязнения окружающей среды, экологический контроль в районах геологоразведочных работ и добычи полезных ископаемых, контроль водоохранных и заповедных районов;

- инвентаризация природных ресурсов (сельскохозяйственных и лесных угодий, пастбищ, районов промысла морепродуктов), создание земельного кадастра и контроль хозяйственных процессов для обеспечения рациональной деятельности в различных отраслях хозяйства;

- др.

КА «Ресурс-П» обеспечивает следующие режимы съёмки: объектовая; маршрутная; стереосъёмка маршрутов размером 115 км; съёмка площадок размером до 100 км х 300 км.

Координатная привязка снимков имеет среднеквадратическую ошибку не более 10—15 м.

С помощью прибора «ГЕОТОН-Л1» спутник может получать высокодетальную съёмку земной поверхности с разрешением 70 см в монохроматическом режиме и не хуже 3-4 м в 5 спектральных полосах. Ширина полосы земной поверхности, снимаемой за один пролёт - 38 км, что является лучшим показателем среди зарубежных и отечественных КА при данном пространственном разрешении.

Также имеется комплекс гиперспектральных наблюдений (ГСА) в 96-255 интервалах (длина волны 0,4-1,1 мкм) с разрешением 25-30 м в полосе 25 км.

Оптико-электронные съёмочные системы становятся перспективными при использовании компьютерных технологий фотограмметрической обработки снимков, так как не требуют дополнительного преобразования снимка в цифровое изображение. С помощью программных средств формируется цифровой снимок. Фирмой LH Systems была создана самолётная цифровая система ADS-40 (рис. 10.85)[37]. В основу положена схема сканера с тремя парами линеек ПЗС, расположенными в фокальной плоскости объектива. Разрешение на местности в направлении полёта составляет около 25см. Разрешающая способность ADS-40 сопоставима с топографическими аэрофотоаппаратами и может использоваться для целей крупномасштабного картографирования.

Рис. 10.85. Цифровая система ADS-40

Цифровая съемочная система ADS40 дает возможность реализации новой, полностью цифровой технологии создания картографической продукции. Она также обеспечивает другие существенные преимущества.

Радарная космическая съемка выполняется в ультракоротковолновой (сверхвысокочастотной) области радиоволн, подразделяемой на X-, C- и L-диапазоны. Радиолокатор направляет луч электромагнитных импульсов на объект. Часть импульсов отражается от объекта, и датчик измеряет характеристики отраженного сигнала и расстояние до объекта. Все современные космические радарные системы — это радиолокаторы с синтезированной апертурой (SAR).

Радарный КА «Обзор-Р» (рис. 11.86) предназначен для проведения съемки в X-диапозоне в любое время суток (вне зависимости от погодных условий). «Обзор-Р» предназначен для обеспечения МЧС России, Минсельхоза России, Росреестра, других министерств, ведомств и территориальных образований данными радарной съемки. До 2017 г. планировалось запустить второй КА «Обзор-Р».
Рис. 11.86. Радарный КА «Обзор-Р»

В 2013 г. была закончена опытно-конструкторская работа, результатом которой стали разработка и принятие на снабжение программно-аппаратных комплексов: Единые автоматизированные системы обеспечения геопространственной информацией (ЕАСОГПИ) и создание и обновление цифровой информации о местности (ПАК СОЦИМ). Обе системы - части подсистемы топогеодезического обеспечения перспективной АСУ Вооружённых Сил РФ. Аэрофотосъёмка местности выполняется соответствующими подразделениями ВВС на самолётах, оборудованных аэрофотосъёмочной аппаратурой, а также с использованием космических картографических комплексов[38].

На международном военно-техническом форуме «Армия-2016», который проходил в Подмосковье с 6 по 12 сентября, был представлен мобильный 4-диапазонный вертолетный радар «Компакт-4» с синтезированной апертурой[39]. Он позволяет получать детальные радиолокационные изображения поверхности и находящихся на ней объектов независимо от метеоусловий и освещенности.

5.4. КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.

5.4.1. Современное состояние картографического обеспечения России.

На основе результатов топографо-геодезической деятельности выполняется картографическое обеспечение путем составления и издания картографической продукции в виде общегеографических, политико-административных, научно-справочных, учебно-методических и других тематических карт и атласов.

В сложный переходный период, начало которого относится к концу ХХ в., отрасль геодезии и картографии осуществила разработку и успешное внедрение ряда новейших научно-технических решений, технических средств и автоматизированных технологий, направленных на:

- создание и использование цифровых и электронных карт и совершенствование картосоставительского и картоиздательского производства;

- обеспечение наполнения достоверной картографической информационной базы;

- повышение уровня доступности материалов и данных федерального картографо-геодезического фонда;

- переход к созданию инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации как важнейшей составной части единого информационного пространства страны и ряд других.

К началу 2008 года отрасль преодолела последствия системного экономического кризиса конца XX века в России.

На рис. 11.87 приведены достигнутые индикаторы уровня наполнения достоверной картографической информационной базы по государственным топографическим картам и планам установленных масштабов за 2006-2010 гг.

В целях картографического обеспечения различных категорий пользователей системы ГЛОНАСС с 2006 г. в Российской Федерации было организовано выполнение картографических работ по созданию открытых цифровых навигационных карт для автомобильного транспорта.

Создание открытых цифровых навигационных карт масштабов 1:25000, 1:50000, 1:100000 и открытых цифровых навигационных планов городов масштаба 1:10000 на основе цифровых топографических карт и цифровых планов городов открытого пользования продолжается в рамках реализации федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы».

Структура выполняемых видов работ отрасли для федеральных нужд в 2011 г. изменилась по сравнению с 2006 г. Появились новые виды картографических работ с использованием современных технологий и технических средств: создание открытых цифровых топографических карт (ОЦТК), создание открытых цифровых навигационных карт (ОЦНК), создание инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации (РИПД) и др.

Рис. 11.87. Достигнутые индикаторы уровня наполнения достоверной

картографической информационной базы по государственным

топографическим картам и планам установленных масштабов по годам.

В рамках выполнения мероприятий Федеральной целевой программы (ФЦП) «Глобальная навигационная система» на период 2002-2011 гг. в 2011 г. Росреестр обеспечивал создание открытых цифровых навигационных карт.

Фактически за указанный период (2002-2011 гг.) создано и помещено в федеральный картографо-геодезический фонд:

- в масштабе 1:100 000 – 20 252 номенклатурных листа (что составляет 95,8 % от показателей предусмотренных ФЦП);

- в масштабе 1:50 000 – 58 573 номенклатурных листа (113,5 %);

- в масштабе 1:25 000 – 62 334 номенклатурных листа (131,7 %);

- в масштабе 1:10 000 – 150 открытых цифровых навигационных планов городов с населением свыше 50 тыс. человек, что составляет 42,9 % от показателей предусмотренных ФЦП.

Общее число номенклатурных листов топографических карт и планов и площади, обеспеченные топографическими съемками, к 2011 г. характеризовалось данными, приведенными в таблице 11.6.

Цифровые топографические карты были созданы в соответствии с требованиями «Основных положений по созданию топографических карт и планов…», а также для открытого пользования. Топографические карты созданы в среде ПО «ПАНОРАМА» в системе координат СК-95, а также, начиная с 2010 г. открытые цифровые топографические карты и планы в формате mid\mif.

Таблица 11.6

Масштаб плана, карты	Общее число топографических карт и планов территории Российской Федерации по масштабам, НЛ	Площадь территории обеспеченная топографическими съемками (тыс. км)
1:2000	171000	171,0
1:5000	55200	22,8
1:10000	261504	5230,1
1:25000	201442	17098,2
1:50000	51128	17098,2
1:100000	13244	17098,2
1:200000	3564	17098,2
1:500000	494	17098,2
1:1000000	149	17098,2

Для достижения целей Концепции [53] в Программе (подпрограмме «Развитие производства в области геодезии и картографии Российской Федерации») запланировано выполнение задач:

- создание и поддержание в актуальном состоянии открытой цифровой картографической основы в виде цифровых топографических карт и планов, государственных ортофотокарт и ортофотопланов, покрывающих территорию Российской Федерации, являющихся важной базовой основой инфраструктуры пространственных данных;

- обеспечение морских зон, находящиеся под юрисдикцией Российской Федерации, и акватории Мирового океана высокоточной топографической съемкой шельфа с использованием современных технических средств;

- создание, обновление и поддержание в актуальном состоянии топографических съемок ложа дна крупных внутренних водных объектов;

- картографирование Антарктиды;

- картографическое обеспечение демаркации линии государственной границы Российской Федерации;

- создание и ведение Государственного каталога географических названий Российской Федерации;

- проектирование, составление, подготовка к изданию и обновление общегеографических, политико-административных, научно-справочных, тематических карт и атласов межотраслевого назначения, учебных картографических пособий для общеобразовательных учреждений.

По состоянию на 01.01.2015 г. открытыми цифровыми топографическими картами масштабов 1:100 000 и 1:50 000 обеспечено 99 % территории Российской Федерации. Открытые цифровые топографические карты масштаба 1:25 000 созданы на обжитые и экономически развитые районы Российской Федерации, что составляет около 25% от всей территории страны[40].

На территорию 580 городов Российской Федерации созданы цифровые топографические планы открытого пользования масштаба 1:10 000.

Важное место в деятельности Росреестра отводится организации геодезических и картографических работ в Арктической зоне Российской Федерации в соответствии со стратегией развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 г.

Развитие системы картографического обеспечения Российской Федерации на ближайшую перспективу предусматривает:

- повышение уровня качества и актуальности картографического обеспечения;

- внедрение единой открытой цифровой картографической основы;

- разработка, создание и вывод на орбиту российского космического картографического комплекса нового поколения для дистанционного зондирования Земли с пространственным разрешением не хуже 0,5 м;

- повышение уровня доступности картографического обеспечения в виде удобных для пользователя специальных сетевых сервисов, размещенных на федеральном геоинформационном портале.

Единая электронная картографическая основа (ЕЭКО) – универсальный информационный ресурс, содержащий открытые пространственные данные различных масштабов и предназначенный для решения широкого спектра задач[41].

Приказ Министерства экономического развития Российской Федерации от 24.12.2008 г. № 467 определяет следующие основные требования к ЕЭКО:

- ЕЭКО создается на основе государственных топографических карт масштабов 1:2 000, 1:5 000, 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:500 000, 1:1 000 000;

- ЕЭКО открыта и доступна;

- ЕЭКО является федеральным государственным информационным ресурсом.

В Росреестре в течение 2010 г. выполнялись работы по созданию единой электронной картографической основы. В указанной работе ЕЭКО используется для составления и публикации кадастровых карт и размещается в сети интернет на портале Государственных услуг Росреестра в виде сервиса, поддерживающего стандарт OpenGeospatialConsortiumWebMapServerInterface (OGC WMS).

Основой для создания ЕЭКО являются цифровые топографические карты открытого пользования (ЦТК ОП), содержащиеся в Федеральном картографо-геодезическом фонде (ФКГФ). Для создания ЕЭКО использовались следующие масштабы ЦТК ОП в формате SXF (Панорама): 1:1 000 000; 1:100 000; 1: 50 000; Цифровые топографические планы городов М 1:10 000.

Для публикации в сети интернет и обеспечения совместимости с популярными картографическими сервисами (Google, Microsoft BingMaps и др.) в процессе создания ЕЭКО использовалась цилиндрическая проекция WebMercator WGS 84.

В результате выполнения данной работы был создан кэш на территорию более чем 30 000 НЛ ЦТК ОП, хранящихся в ФКГФ. Это, пожалуй, самый масштабный проект по переработке картографических данных с целью их публикации в сети интернет. По мере тестирования и переноса данных на технологическую платформу портала Госуслуг Росреестра, ЕЭКО будет появляться в сети интернет: регион за регионом, город за городом.

5.4.2. Изданные картографические произведения.

Информация об изданных предприятиями геодезии и картографии в 2000-2008 гг. картах и атласах федерального назначения, предназначенных для открытого опубликования, приведена в каталогах:

1. Каталог карт и атласов, изданных в 1986-1996 гг. Том 2 (1993-1996 гг.) М.: Картгеоцентр – Геоиздат, 2002.

2. Каталог карт и атласов, изданных в 1997-2001 гг. М.: ПКО «Картография», 2003.

3. Каталог карт и атласов, изданных в 2002-2005 гг. М.:ФГУП «ЦКГФ», 2007 (электронный).

4. Каталог карт и атласов, изданных в 2006-2007 гг. М.:ФГУП «ЦКГФ», 2008 (электронный).

5. Каталог карт и атласов, изданных в 2008 г. М.:ФГУП «ЦКГФ», 2009 (электронный).

6. Атлас «Золотые страницы российской истории» 1-й том (электронная версия).

Разработка концепций, программ, содержания, составление, подготовка к изданию и издание томов «Национального атласа России» выполнены ФГУП «Производственное картосоставительское объединение «Картография» (ПКО «Картография») в творческом сотрудничестве с около 1000 учёных, картографов и специалистов из более 50 научных организаций и предприятий различной ведомственной подчинённости.

«Национальный атлас России» фундаментальное комплексное картографическое произведение, призванное дать целостное представление о природе, населении, хозяйстве, экологии, истории и культуре России, общенациональный свод научно обработанной и взаимно согласованной пространственно-временной информации. Это особый вид картографического произведения, в котором объектом картографирования выступает государство во всех аспектах и сферах его существования и развития.

Национальный атлас России состоит из четырех томов. Каждый том, являясь составной частью Национального атласа России, вместе с тем представляет самостоятельное картографическое произведение, имеющее собственную информационную и познавательную ценность.

Том 1 — «Общая характеристика территории».

Том 2 — «Природа. Экология».

Том 3 — «Население. Экономика».

Том 4 — «История. Культура».

В 1995 г. сотрудники лаборатории картографии Института географии РАН приняли участие в разработке проекта концепции «Национального атласа России» (НАР)[42]. Реализация проекта началась в 1999 г. В редколлегию атласа вошли от Института географии В.М. Котляков и А.А. Лютый, в редакционный совет – Н.Н. Комедчиков.

Первый том НАР опубликован в 2005 г. С 2004 г. началась работа над вторым томом НАР «Природа. Экология». Главным редактором тома был назначен директор Института географии, академик В.М. Котляков. Лабораторией картографии под руководством Н.Н. Комедчикова были выполнены фактически все работы по подготовке к изданию и редактированию карт и текстов трех разделов тома «Эволюция природной среды», «Рельеф», «Снег. Лед. Мерзлота». Авторами карт разделов выступили многие сотрудники отделов и лабораторий института, а также географического факультета МГУ, Пермского государственного университета, Института водных проблем РАН. С 2006 г. начались работы по третьему тому атласа «Население. Экономика».

В конце 1990-х гг. под руководством А.А. Лютого стало разрабатываться новое крупное научно-справочное картографическое произведение большого общественного значения – атлас Курильских островов. Он создавался в рамках федеральной целевой программы социально-экономического развития Курильских островов. Были разработаны и опубликованы концепция и программа атласа, содержащие подробное описание его разделов и аннотации карт, а также предложения по электронной версии (ГИС-версии) атласа, макет атласа, технические требования к электронным картам. Авторские оригиналы карт выполнялись научными учреждениями, организациями и авторскими коллективами из Южно-Сахалинска, Владивостока и Москвы, в том числе сотрудниками лаборатории картографии. Создание электронных карт (ГИС-версий) с использованием программ ArcView, MapInfo осуществлялось в лаборатории картографии под руководством В.Р. Геворкова, Л.В. Логиновой, А.В. Федина, которые были ответственными исполнителями работ на различных их этапах.

Крупным этапным картографическим произведением, разработанным в лаборатории картографии совместно с Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России), МГУ и другими организациями и учреждениями страны, стал «Атлас природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций в Российской Федерации» (ответственный редактор Н.Н. Комедчиков). Работа над атласом началась в 2000 г. В начале 2005 г. он был издан ИПЦ «Дизайн. Информация. Картография», а в конце 2005 г. вышло второе исправленное и дополненное издание. Созданный атлас не имеет аналогов в мире, как по тематическому содержанию, так и по охвату территории. В нем впервые обобщаемые сведения о природных и техногенных опасностях и рисках представлены по субъектам Российской Федерации, элементам социально-экономической структуры, городам, а также дана оценка вероятности и характера потенциально возможных чрезвычайных ситуаций в стране.

В рамках выполнения мероприятий государственной программы «Патриотическое воспитание граждан Российской Федерации на 2011-2015 годы» в 2014 г. создана электронная версия 1-го тома атласа «Золотые страницы российской истории».

Учеными географического факультета МГУ, Института географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, Байкальского института природопользования СО РАН и Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН создан Атлас социально-экономического развития России, изданный ФГУП «ПКО «Картография» в 2010 г.[43].Он представляет собой комплексную многоцелевую картографическую модель, позволяющую проанализировать изменения, произошедшие в нашей стране на рубеже XX и XXI веков в области экономики и социальных отношений. В нем дается полная характеристика всех основных сюжетов социально-экономического состояния страны с акцентом на характер происходящих изменений.

Атлас содержит 216 страниц (246 карт, текст и иллюстрации). При этом весь материал сгруппирован в четыре раздела: «Общая характеристика Российской Федерации», «Население и социальное развитие», «Хозяйство и социальное развитие»; «Развитие Байкальского региона». Карты созданы на основе статистических материалов федерального и регионального уровней (как опубликованных, так и фондовых) с использованием новейших достижений тематического атласного картографирования и ГИС-технологий.

Электронное атласное картографирование Байкальского региона было осуществлено на двух масштабных уровнях: 1:5 000 000 для фундаментальных базовых карт и 1:7 500 000 для обзорно-статистических.

Рис. 11.88.Атлас «Российская Арктика в XXI веке:

природные условия и риски освоения»

Географический факультет МГУ подготовил атлас «Российская Арктика в XXI веке: природные условия и риски освоения» (рис. 11.88), на публикацию которого в 2013 г. был выдан грант Русского географического общества[44]. Атлас был издан во второй половине сентября в издательстве «Феория».

Атлас «Российская Арктика в ХХI веке: природные условия и риски освоения» включает семь основных разделов.

В Атласе содержатся данные, отражающие геоэкологическое состояние исследуемого региона в течение базового периода (1960–1990 гг.), современного этапа (1990–2011 гг.) и его изменения на период до 2050 года.

Атлас содержит цикл оригинальных, обновленных или адаптированных тематических карт и пояснительные записки. Например, с учетом новейших представлений создана карта геолого-тектонического строения дна Северного Ледовитого океана.

Атлас мира - наиболее полное современное справочное картографическое издание, включающее физические карты мира и континентов, важнейшие сведения о географических особенностях континентов и океанов, политические и политико-административные карты государств и территорий, подробные карты субъектов Российской Федерации, информацию о языках и религиях народов мира, о городах, населении и денежных единицах государств, подробный указатель географических названий (рис. 11.89).

Атлас подготовлен ПКО «Картография» Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии Министерства экономического развития Российской Федерации: Издательство Оникс, 2010. — 256 с.[45]

В 2007 г. Выпущен электронный «Атлас автодорог России. Русская и английская версии» . Он содержит базу данных объектов местности на всю России масштаба 1:1 000 000 с подробностью до грунтовых дорог.

В 2014 г. Был выпущен «Атлас автомобильных дорог. Россия. + карты городов» (https://www.livelib.ru/publisher/23986-merkurij-tsentr-karta). Легенда условных знаков на русском и английском языках. Масштабы карт атласа: 1:700 000 (в 1 см - 7 км); 1:1 400 000 (в 1 см - 14 км); 1:2 800 000 см (в 1 см - 28 км), 1:100 000 (в 1 см - 1 км).

Продукция, изданная Омской картографической фабрикой:

2003г. – Награда за выдающееся мастерство в картографии — создание общегеографической карты России масштаба 1:4 000 000, на международной выставке карт (21-я международная картографическая конференция – 10-16 августа 2003 г., ЮАР, г. Дурбан).

2004 г. – Атлас Ямало-Ненецкого автономного округа, самое тяжелое произведение (2 кг 360 г; 304 стр.).

2004 – 2005гг. — Новое поколение атласов по географии для школ (6, 7, 8, 9,10 классы) по государственному заказу.

2005 г. – Атлас Республики Башкортостан — самое наукоемкое произведение (420 стр.)

2006 – 2007 гг. – «Россия» общегеографическая карта. Масштаб 1 : 2 500 000, 12 листов – самое большое произведение по площади (общий формат карты 2073 мм х 3518 мм).

2008 г. – Серия туристских карт на территорию разных субъектов Российской Федерации». Эта серия — дипломант всероссийской программы «100 лучших товаров России».

2008 г. — Атлас «Автомобильные дороги. Россия, страны СНГ, Прибалтика» (самый идеальный товар на рынке — выдержал издание более 700 000 экз.) становится лауреатом всероссийской программы «100 лучших товаров России».

2008 г. – Атлас «Автомобильные дороги. Россия и сопредельные государства», 496 стр. самый подробный атлас.

2009 г. – Серия «Города России» (Вологда, Воронеж, Казань, Томск) признана лауреатом всероссийской программы «100 лучших товаров России» (первое место).

Серия «Общегеографические карты России» (Ульяновская область, Воронежская область, Белгородская область, Тюменская область) – дипломантом (второе место).

Рис. 11.89. Атлас Мира.

В 2015 г. издано 30 тысяч экземпляров Атласа «Великие сражения 1941-1945» - уникального историко-картографического произведения к 70-летию Победы коллективом специалистов ОАО «Роскартография» при поддержке ОАО «Северо-Кавказское АГП», а также Русского географического общества. Тираж отпечатан на Омской картографической фабрике .

Вся хронология событий Второй мировой войны - от аншлюса Австрии и, казалось бы, неумолимого блицкрига фашистских войск до триумфального взятия Берлина Красной армией - показана на картах продвижения войск и изложена в подробных комментариях на 65 стр. Этот атлас не имеет аналогов в России.

Геологическое картирование. Отдел геологического картирования ВНИИОкеангеология им. акад. И.С. Грамберга[46] выполняет научно-методическое руководство работами по созданию Государственной геологической карты масштаба 1:1 000 000 континентального шельфа России, а также листов Госгеолкарты масштаба 1:200 000, охватывающих островную и материковую сушу и акваторию. Современный комплекс Государственной геологической карты шельфа представляет собой компьютерную информационно-аналитическую систему в технологии ГИС - банк фундаментальной геолого-геофизической информации по каждому листу международной разграфки. За последние несколько лет отделом геологического картирования составлено и подготовлено к изданию 4 счетверенных и 5 сдвоенных листов Госгеолкарты масштаба 1:1 000 000, входящих в Лаптево-Сибироморскую и Чукотскую серии листов Госгеолкарты-1000/3 (морей Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское, Северный Ледовитый океан) и 1 сдвоенный лист по Дальневосточной серии листов (Японское море) (рис. 11.90).

Федеральным Государственным научно-производственным предприятием «Полярная Морская Геологоразведочная Экспедиция» (ПМГРЭ)[47] в 1999 году, на основе обобщения материалов, накопленных к этому времени, составлен комплект карт геологического содержания на всю территорию архипелага «Новая Земля», включающий: геологическую карту и карту полезных ископаемых (масштаба 1:500 000), геоморфологическую, тектоническую и прогнозно-металлогеническую карты (масштаба 1:1 000 000).

Рис. 11.90. Состав комплекта Госгеолкарты-1000/3

5.4.3. Современные картографические и фотограмметрические технологии.

Современные цифровые технологии, спутниковые навигационные системы и системы дистанционного сбора топографо-геодезических данных позволяют более полно и достоверно отображать картографическую информацию, совершенствуя способы ее представления и организацию доступа к ней. Современные цифровые фотограмметрические станции (ЦФС) позволяют, используя методы цифровой фотограмметрии, создавать цифровые ортофотопланы с наполнением векторными данными в виде пользовательских карт и привязкой к внешним базам данных, а современные высокоэффективные, автоматизированные аэрофотограмметрические технологии – замещать методы традиционной аэрофототопографии.

К основным итогам выполненных прикладных научных работ в области фотограмметрии и картографии относят:

- цифровая фотограмметрическая станция и технология создания цифровых карт;

- методы и технология получения трехмерной информации для цифровых навигационных карт;

- технологии создания 3D планов городов и инструментальных средств использования этих планов;

- картографический портал в целях обеспечения потребителей цифровой навигационной картографической продукцией [53].

Обработка цифровых снимков - важнейшая составляющая дистанционного зондирования, назначение которой состоит в том, чтобы сделать цифровые снимки пригодными для большинства областей

применения.

Результатом обработки является новый снимок, который можно вывести на экран монитора и сохранить в цифровом формате для последующего использования.

С учетом географической привязки к изучаемой территории выполняется объединение данных космической съемки с другими данными, например, объединение данных, полученных в разное время с одного и того же спутника, или данные, полученные разными системами дистанционного зондирования. Для объединения данных ДЗ с данными из других источников используют средства ГИС.

Геоинформационные технологии

Возникновение и бурное развитие ГИС было предопределено богатейшим опытом топографического и, особенно, тематического картографирования, успешными попытками автоматизировать картосоставительский процесс, а также революционным достижениями в области компьютерных технологий, информатики и компьютерной графики.

В истории развития геоинформационных систем выделяются четыре периода[48]:

1. «Пионерный период» (конец 1950 – начало 1970гг.).

2. «Период государственных инициатив» (начало 1970 – начало 1980 гг.).

3. «Период коммерческого развития ГИС» (начало 1980 – конец 1990 гг.).

4. «Пользовательский период» (конец 1990– начало 2000-х гг.).

Первым продуктом геоинформационных технологий (середина 1960-х гг.) считается создание географической информационной системы Канады (CanadaGeographicInformationSystem, CGIS), созданной Роджером Томлинсоном (RogerTomlinson)[49].

В начале 70-х гг. появилось такое явление, как растровое компьютерное картографирование. Все внимание было сосредоточено на карте, что и определило основы современной ГИС-технологии.

В 80-е гг. были заложены основы современной компьютерной картографии. В это время внимание разработчиков концентрировалось на создании качественной цифровой карты с использованием графических объектов (точек, линий и полигонов), представленных множеством координат. «Электронная картография» дала возможность выбирать участок на карте, изменять масштаб, выводить ее на плоттер в различных шкалах и проекциях.

Совершенствование технических средств вело к увеличению количества картографических произведений. В результате в 80-е гг. появились системы управления пространственными данными, суть которых заключалась в объединении картографической информации и традиционных баз данных.

В 90-е гг. появились интеллектуальные информационные системы, использующие одновременно визуальные и звуковые образы, разнообразные мультимедийные возможности.

В ГИТ карта стала динамическим объектом. Последнее было обусловлено следующими новыми возможностями ГИТ:

• изменяемостью масштаба;

• преобразованием картографических проекций;

• варьированием объектным составом карты;

• «опросом» через карту в режиме реального времени многочисленных БД, содержащих изменяемую информацию;

• варьированием символогией, то есть способом отображения объектов (цвет, тип линии и т.п).

Сфера приложения ГИС достаточно широка: военное дело, картография, география, градостроительство, организация транспортных диспетчерских служб и т.д.

В модель ГИС-технологии входят следующие базовые операции:

- редакционно-подготовительные работы - сбор, анализ и подготовка исходной информации (картографические данные, аэрофотоснимки, данные дистанционного зондирования, результаты наземных наблюдений, статистическая информация и т.д.) для автоматизированной обработки;

- проектирование геодезической и математической основ карт;

- проектирование карт;

- построение проекта цифровой тематической карты;

- преобразование исходных данных в цифровую форму;

- разработка макета тематического содержания карты;

- определение методов автоматизированного построения тематического содержания;

- формирование цифровой общегеографической основы создаваемой карты;

- создание цифровой тематической карты в соответствии с разработанным проектом;

- получение выходной картографической продукции.

На протяжении последних полутора десятилетий ХХI в. происходитинтеграция систем и баз данных в национальные, международные и глобальные информационные структуры.

В виду того, что в ГИС осуществляется комплексная обработка информации (от ее сбора до хранения, обновления и предоставления), их рассматривают в следующих видах:

- ГИС как система управления - для обеспечения поддержки принятия решений на основе использования картографических данных;

- ГИС как автоматизированная информационная система - объединяет ряд технологий известных информационных систем (САПР и др.);

- ГИС как геосистема - включает технологии фотометрии, картографии;

- ГИС как система, использующая БД;

- ГИС как система моделирования, система предоставления информации - является развитием систем документального оборота, систем мультимедиа и т.д.

В системах ГИС важную роль приобретает блок визуализации данных, в которомкартографический модуль ГИС обеспечивает представление исходных, производных или результирующих данных в виде цифровых, компьютерных и электронных (видеоэкранных) карт, являясь элементом интерфейса пользователя и средством документирования итоговых результатов. К числу обязательных средств программного обеспечения ГИСотноситсявысококачественная картографическая графика (в том числе мультипликационные и анимационные возможности).

ГИС нового поколения представляют собой многофункциональные программные комплексы, при помощи которых можно создавать цифровые многослойные карты любого масштаба, работать с растровыми и векторными изображениями, конвертировать карты из одного формата в другой, создавать базы данных.

Самым нашумевшим web-ГИС проектом в 2005 г. стал GoogleMaps[50]. Это первый сервер на котором стали доступны для широкого пользования космические снимки с высоким разрешением. Сначалаэто были снимки только США, но спустя некоторое время стали появляться другие страны мира, в том числе и Россия с крупными городами (Москва, Санкт-Петербург и др.) с разрешением до 5 метров.

Уникальный сервис HousingMaps представляет собой совмещение googleMaps и актуальной базы данных с информацией о домах, сдающихся в аренду. Сохраняется привычный и очень удобный интерфейс googleMaps, позволяющий масштабировать и передвигать карты на экране.

В середине второго десятилетия наиболее известными в мире картографическими порталами считаются (MapQuest, Yahoo!Maps, MultiMap.com и др.), которые содержат картографические данные по США, Канаде, странам Европы и Австралии.Они позволяют искать самые разные объекты: населенные пункты (по названию), адреса (по наименованию улицы и номеру дома), фирмы (по названию, виду деятельности, телефону) и пр.(рис. 11.92).

Рис. 11.92.

Наиболее распространённые российские коммерческие платформы для построения ГИС[51].

На рынке гражданской картографии большой популярностью пользуютсяГИС серии «Карта» разработки ЗАО «КБ «Панорама».

1. ГИС Панорама (Карта 2005) для Linux.

Это универсальная геоинформационная система, имеющая средства создания и редактирования

электронных карт, выполнения различных измерений и расчетов, оверлейных операций, построения 3D моделей, обработки растровых данных, средства подготовки графических документов в электронном и печатном виде, а также инструментальные средства для работы с базами данных[52]. Имеет развитые средства редактирования векторных и растровых карт местности и нанесения прикладной графической информации на карту. Поддержка нескольких десятков различных проекций карт и систем координат, включая системы 42 года, ПЗ-90, WGS-84 и другие. Поддержка всего масштабного ряда – от поэтажного плана до космонавигационной карты Земли.В РФ это одна из наиболее функциональных разработок, изначально ориентированной на нужды Роскартографии и Министерства обороны РФ.

2. Профессиональная ГИС «Карта 2011».

Геоинформационная система, имеющая средства создания и редактирования электронных карт в многопользовательском режиме, выполнения различных измерений и расчетов, оверлейных операций, построения 3D моделей, обработки растровых данных, построения ортофотопланов, создания матриц высот, качеств, многослойных (геологических) матриц, средства тематического картографирования, подготовки карт к изданию, работы с GPS-приемниками, а также инструментальные средства для работы с базами данных (конструкторы форм, запросов, отчетов).

3. Настольная ГИС Карта 2011.

Геоинформационная система, имеющая базовые средства создания и редактирования электронных карт, выполнения различных измерений и расчетов, оверлейных операций, печати карт, а также инструментальные средства для работы с базами данных.

4. Профессиональныйвекторизатор Панорама-редактор

Применяется для создания и обновления векторных карт на основе спутниковых и аэрофотоснимков, тиражных оттисков, растровых изображений, полевых измерений и текстовых данных.

5. GIS PanoramaMobile

Программа для навигации по векторным и растровым картам и матрицам высот в форматах ГИС «Карта 2011» (Панорама) в ОС MicrosoftWindowsMobile. Обеспечивает запись трассы движения, поиск объектов, определение координат произвольных точек, определение длины и азимута линии, нанесение объектов на карту, изменение состава отображаемых данных и другие операции.

6. Другие.

Программы ЗАО «КБ Панорама» являются одной из основных технологических платформ геодезических предприятий для подготовки цифровых образов традиционных топографических карт форматов от 1:10 000 до 1:1 000 000. На базе данной платформы реализовано множество проектов в различных отраслях хозяйства в органах управления различного уровня.

ЗАО Центр системных исследований «Интегро» разработалГИС «ИнГео».

Открытое акционерное общество «Научно-производственная корпорация «РЕКОД»создано в мае 2008 года по инициативе Роскосмоса и Росимущества. Платформа «Рекод» активно используется в качестве базовой платформы в большинстве проектов по линии Роскосмоса, в частности в различных системах мониторинга подвижных объектов федерального и регионального уровней на базе системы ГЛОНАСС.

Платформа ООО «Политерм» — Zulu 7.0[53](рис. 11.93).Геоинформационная система Zulu предназначена для разработки ГИС приложений, требующих визуализации пространственных данных в векторном и растровом виде, анализа их топологии и их связи с семантическими базами данных.

С помощью Zulu можно создавать всевозможные карты в географических проекциях или план-схемы, включая карты и схемы инженерных сетей с поддержкой их топологии, работать с большим количеством растров, проводить совместный семантический и пространственный анализ графических и табличных данных, создавать различные тематические карты, осуществлять экспорт и импорт данных.Современные цифровые фотограмметрические станции и соответствующее специализированное программное обеспечение позволяют получать цифровую модель рельефа в 2D- и 3D-форматах. При этом в качестве текстуры в 3D-форматах часто используются ортофотопланы.

Рис. 11.93

Платформа «ГЕОКАД плюс» - GeocadSystems.Ориентирована на разработку кадастровых

геоинформационных систем. Помимо классического ГИС инструментария, платформа имеет развитые средства проектирования и отображения семантической информации, а также набор инструментов для решения специфических задач в области кадастра и землеустройства.

Инструментальная ГИС Credo – Кредо-Диалог.Программные продукты семейства CREDO широко применяются в специализированных организациях, выполняющих геодезические или геологические работы, инженерные изыскания для проектирования, строительства или эксплуатации различных промышленных, гражданских или транспортных объектов и сооружений. На уровне муниципалитетов внедряются технологии ведения цифровых дежурных планов.

Цифровая фотограмметрия. Внедрение способов цифровой фотограмметрии и, особенно, её переход на использование персональных компьютеров позволили самим пользователям осуществлять фотограмметрическую обработку снимков.

Фотограмметрическое программное обеспечение имеет свои специфические особенности. Это прежде всего необходимость работы с огромными объёмами информации.Для работы с большими объёмами файлов используются специальные форматы данных: иерархические, блоковые и др. Иерархическая структура представляет собой пирамидные слои. Это серии цифровых изображений одного и того же снимка, полученных с различной разрешающей способностью. От слоя к слою разрешающая способность уменьшается в 2 – 4 - 8 раз и т.д.

Фотограмметрическое программное обеспечение подразделяется на два больших класса: программы обработки одиночных снимков и программы стереофотограмметрической обработки.

В начале 1990-х гг. аналитические приборы стали вытесняться цифровыми методами фотограмметрической обработки снимков, появились цифровые стереоплоттеры, которые постепенно вытеснили аналитические[54]. В 1993–1995 гг. начали появляться цифровые стереоплоттеры, использующие PC (рабочие станции) и жидкокристаллические очки. Стереоплоттеры на PC появились и в России (Фотомод, Талка, ЦФС ЦНИИГАиК (Москва), SdS (Новосибирск).

В настоящее время (2015 г.) можно обрабатывать любые снимки оптического типа как кадровые, так и сканерные, снимки, полученные многокадровой съемочной системой, а также радиолокационные изображения, данные лазерного сканирования.

Важным этапом стала разработка методов построения суперплотных цифровых моделей рельефа и цифровых моделей поверхности. На основе таких моделей получают реалистические измерительные 3d-модели, которые являются принципиально новым фотограмметрическим продуктом.

Системы (оборудование и программное обеспечение), применяемые в цифровой фотограмметрии, обеспечивают не только измерительные процессы, но и могут заменить традиционное фотограмметрическое оборудование, такое как, например:

- устройство для маркировки и перенесения опорных точек на фотоснимки;

- моно- или стереокомпараторы;

- аналоговые или аналитические стереоаппараты;

- ортофотосистемы.

Технические средства, используемые при цифровой фотограмметрии следующие[55]:

- цифровая метрическая камера;

- фотограмметрический сканер;

- цифровая фотограмметрическая рабочая станция.

Цифровая метрическая камера служит для регистрации пространственных объектов в двухмерном поле датчиками камеры.

Трехканальный аэрофотосканер 3-DAS-1 (рис. 11.94)[56]высокого разрешения с тремя цветными каналами (forward-nadir-backward). Его достоинствами являются: полностью цифровая фотограмметрическая технология без проявки и сканирования фильмов;непрерывное бесшовное изображение всего маршрута с постоянным тройным перекрытием;три RGB-сенсора Kodak обеспечивают кристально чистые 42-битные изображения;просмотр снимаемого изображения и выбор оптимальной экспозиции прямо в полете;сжатие без потерь в реальном времени обеспечивает 48 часов съемки без замены носителя;гибкая технология стереосоставления с выбором стереопар изображений с углами конвергенции 16°, 26° или 42°.

Рис 11.94. Цифровая сканирующая аэрофотокамера «3-DAS-1».

Фотограмметрические сканеры предназначены для преобразования фотографического изображения снимка (негатив, диапозитив) в цифровое изображение.Первые модели фотограмметрических сканеров для коммерческого использования появились в начале 1990-х гг., когда развитие компьютерной техники создало предпосылки для перехода от аналитической фотограмметрии к цифровой.

Цветной фотограмметрический сканер «Дельтаскан» (рис. 11.95). Существует несколько различных моделей сканера на единой механической базе. Все сканеры имеют одинаковое разрешение, геометрические и радиометрические параметры.

Первая, профессиональная модель имеет автоматическую систему перемотки фильма, вторая, оснащается модулем ручной перемотки. Все модели позволяют также сканировать одиночные (резаные) снимки. Стандартные сканеры предназначены для рулонов шириной до 250 мм и диаметром до 168 мм. Они также позволяют сканировать одиночные снимки размером до 300x300 мм.

Рис. 11.95. Фотограмметрический сканер «Deltascan-6Auto»

Специальная, широкоформатная модель предназначена для космических снимков до 300x450 мм и фильмов до 300 мм шириной.


Рис. 11.96. Цветной картографический сканер «Картскан»[57]	Рис. 11.97. Фотограмметрический сканер «DSW500»

Цифровые технологии фотограмметрической обработки снимков предусматривают использование специального комплекса технических средств – цифровых фотограмметрических рабочих станций (ЦФРС), включающих устройства ввода-вывода изображений и вычислительный комплекс.

Цифровая фотограмметрическая станция (ЦФС, цифровая фотограмметрическая система) представляет собой набор специальных программных и аппаратных средств, предназначенных для фотограмметрической обработки данных дистанционного зондирования Земли, таких как аэросъёмка, космическая съёмка, лазерное сканирование, обработка данных, полученных с беспилотных летальных аппаратов[58].

Основное направление развития ЦФС - автоматизация процессов, исключающих ручной труд оператора, а также ускорение процессов фотограмметрической обработки данных с использование вычислительных возможностей персональных компьютеров и компьютерных кластеров.

Среди иностранных производителей ЦФС наиболее распространены системы ImaginePhotogrammetry (Hexagon), INPHO (Trimble), SummiteEvolution (DAT/EM).

На момент 2006 г. в фотограмметрическом производстве России и других стран СНГ использовалось несколько коммерческих цифровых фотограмметрических систем (ЦФС) с различной концепцией построения, определяемой предпочтениями разработчиков[59]. Одни из них стремились максимально приблизить технологию обработки снимков к применяемой на аналоговых и аналитических приборах; другие – максимально автоматизировать все операции; третьи – обеспечить обработку определенных наборов данных, используемых конкретными предприятиями; четвертые – создать системы,

обеспечивающие возможность обработки максимального числа типов съемочных систем и их параметров. Однако все они были ориентированы на решение основных фотограмметрических задач и различались лишь интерфейсом и эксплуатационными параметрами. Наиболее универсальными являются полнофункциональные цифровые фотограмметрические системы «PHOTOMOD», «Дельта» и «Талка», ориентированные на решение всего комплекса задач по созданию топографических и специальных карт

и планов. Именно эти системы стоят на вооружении подавляющего большинства специализированных топографо-геодезических и изыскательских организаций.

ЦФС «Дельта» (рис. 11.98) разработана ЦНИИГАиК (Россия) совместно с ГНПП «Геосистема» (Украина) и распространяется на российском рынке как ЦФС ЦНИИГАиК или ЦФС-Ц, а на Украине и в странах СНГ – как ЦФС «Дельта». Система обеспечивает обработку наземных, аэро- и космических аналоговых и цифровых снимков центральной, панорамной и сканерной проекций и ориентирована на решение геодезических, фотограмметрических и некоторых специальных задач (землеустроительных, изыскательских и др.).

Рис. 11.98. ЦФС «Дельта»[60]

ЦФС «Талка» разработана ИПУ РАН под руководством доктора физико-математических наук Д.В. Тюкавкина (ее сопровождение и работы по совершенствованию выполняются под руководством д.т.н. А.И. Алчинова) как полнофункциональная цифровая фотограмметрическая система, ориентированная на решение задач, прежде всего, топографо-геодезического производства и изысканий. Система обеспечивает обработку цифровых и аналоговых аэро- и космических снимков центральной проекции, а также материалов оптико-электронного сканирования.

PHOTOMOD[61]- (ЦФС PHOTOMOD, Фотомод) первая разработанная в России цифровая фотограмметрическая система. Применяется для фотограмметрической обработки данных дистанционного зондирования Земли. Это единственная поддерживаемая в актуальном состоянии ЦФС в России, не уступающая зарубежным аналогам.В настоящее время (2016 г.) PHOTOMOD является наиболее распространенной коммерческой ЦФС в России и успешно эксплуатируется в 80 странах мира.

Первая версия ЦФС PHOTOMOD была выпущена в 1994 г. коллективом выпускников Московского физико-технического института. Функционал программы ограничивался ориентированием одиночных стереопар, стереовизуализацией и поиском соответственных точек на паре снимков.

1995 год – добавлен модуль DTM для построения и редактирования цифровых моделей рельефа.

1996 год – появление модуля StereoDraw, предназначенного для трехмерной векторизации в стереорежиме.

1997 год – добавлен модуль ScanCorrect для калибровки планшетных сканеров.

1999 год – добавлены модуль AT для проведения триангуляция и уравнивания.

2001 год – возможность обработки космических сканерных снимков.

2002 год – модуль Mosaic для построения ортофотопланов.

2004 год – появление программы PHOTOMOD Radar для обработки данных дистанционного зондирования Земли, полученных радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны.

2005 год – выпуск программы PHOTOMOD GeoMosaiс.

2009 год - добавление возможности создания трехмерных моделей в программном модуле 3D-Mod.

2010 год – создание версии для использования на высокопроизводительных вычислительных кластерах.

2011 год – выпуск программы PHOTOMOD Conveyor.

2013 год - выпущена китайская локализация системы.

2014 год – перевод системы PHOTOMOD на новую платформу. Полная 64 битная версия.

2016 год – новая версия 6.2.

Достоинствами системы являются:

- замкнутый технологический цикл получения всех видов конечной продукции: ЦМР, 3D-векторов, ортофотопланов, цифровых карт без использования других программных продуктов;

- автоматизация фотограмметрических процессов;

- гибкая модульная конфигурация, позволяющая подобрать оптимальную комплектацию продуктов PHOTOMOD для решения тех или иных задач;

- распределенная сетевая среда для реализации больших проектов;

- высокая производительность и надежность системы.

Цифровая фотограмметрическая система PHOTOMOD позволяет решать весь спектр задач от сбора данных для построения сетей фототриангуляции до создания трехмерных моделей местности.

PHOTOMOD[62] может использоваться как локальная полнофункциональная цифровая фотограмметрическая станция, распределенная сетевая среда для реализации больших проектов, дополнительные рабочие места к имеющимся фотограмметрическим системам для выполнения наиболее трудоемких процессов.

Электронные картографические системы.

Большим достижением современных навигационных и компьютерных технологий стало создание электронной картографической информационной системы, осуществляющей отображение карт и места судна, прокладку трассы движения и контроль отклонений от заданного маршрута, вычисление безопасных курсов, предупреждение судоводителя об опасности, ведение судового журнала, управление автопилотом и т. п.

Существуют следующие типы электронных картографических систем[63]:

1. ЭКНИС (ECDIS) – морская навигационно-картографическая система, удовлетворяющая требованиям национального морского регистра.

2. СОЭНКИ – речная навигационно-картографическая система, удовлетворяющая требованиям национального речного. СОЭНКИ, имеющая сертификаты речного и морского регистров (удовлетворяющая требованиям, предъявляемым к ЭКНИС) предназначена для судов смешанного плавания.

3. ЭКС (ECS) – электронно-картографическая система, удовлетворяющая требованиям стандарта IEC-62376(2010), предназначенная для использования на судах каботажного и внутреннего плавания. Стандарт рассматривает 3 типа ЭКС (классы «А», «B» и «C») и определяет требования к ним.

Электронно-картографическая навигационная информационная система (ЭКНИС) состоит из трех основных элементов — цифровых карт, записанных на каких-либо носителях (в основном на компакт-дисках), приемника спутниковой навигации, компьютера и соответствующего программного обеспечения. Такая система применяется на больших судах профессионального флота и способна выполнять следующие функции[64]:

- проведение различных операций с картами;

- автоматическое ведение судового журнала;

- получение информации по навигационным объектам;

- планирование перехода;

- учет течений и погодных условий;

- тревожная сигнализация;

- создание планов поисково-спасательных операций;

- работа с оборудованием автоматической идентификации судов (АИС);

- режим истинного/относительного движения;

- работа с системами автоматической радиолокационной прокладки (САРП);

- отображение трехмерного рельефа дна.

Система Отображения Электронных Навигационных Карт и Информации (СОЭНКИ 2010)[65] (рис. 11.99) одно из навигационных средств, автоматизирующих процесс управления судном на внутренних водных путях, разработана для оснащения судов, осуществляющих плавания по внутренним водным путям и участкам с морским режимом судоходства.

Совмещение разносторонней навигационной информации на одном дисплее позволяет оценить обстановку и принять решение судоводителю в кратчайшее время. Программно-аппаратный комплекс предназначен для решения навигационных задач по обеспечению безопасности судовождения, имеет возможность подключения любых навигационных датчиков.

В системе реализовано выполнение автоматической корректуры карт по каналам связи, а также ведение ручной корректуры в случае поступления оперативной информации об изменениях.

Электронная картографическаянавигационная информационная система(ЭКНИС) «ШКИПЕР-М»

ЭКНИС «Шкипер-М» (рис. 11.100)предназначена для эффективного решения задач судовождения и обеспечения безопасности плавания судов, а также решения специальных и сервисных штурманских задач, отображение интегрированной информации об обстоятельствах плавания на электронной карте, эквивалентной бумажной морской навигационной карте.

Рис. 11.99. СОЭНКИ 2010.

Рис. 11.100. ЭКНИС «Шкипер-М».

ЭКНИС «ШКИПЕР-М» может комплектоваться встраиваемым радар-процессором.

Работа с картами позволяет осуществлять:

- выбор уровня нагрузки(базовый/стандартный/полный) и состава дополнительной информации на карте;

- выбор геодезического датума для решения задач, согласование его с датумом системы определения места;

- непрерывная прокладка пути судна в режимах истинного и относительного движения;

- ввод и учет поправок к координатам, вырабатываемым системой определения места;

- контроль навигационной безопасности плавания;

- контроль движения по маршруту и в заданную точку;

- предварительная прокладка в табличном виде и на карте;

- документирование информации с частотой 1 раз в секунду. Проигрывание обстоятельств плавания на карте.

ЭКНИС/РЛС «Карат» предназначена для автоматизации деятельности судоводителя и повышения навигационной безопасности плавания.

Изделие включает в себя полноценные ЭКНИС и радиолокационную станцию, конструктивно выполненных в единой стойке, с раздельным управлением двумя клавиатурами и одним монитором. Экраны РЛС и ЭКНИС переключаются нажатием одной кнопки.

Состояние деятельности и разработок в области военной картографии (фотограмметрии) на момент 2015 г. характеризуется следующими основными показателями:

– созданы и доведены до ВС РФ топографические карты масштабов от 1:50 000 до 1:1 000 000 по утвержденным нормам, организовано плановое проведение картографических (фотограмметрических) работ;

– организовано получение материалов дистанционного зондирования Земли, выполнено проектирование космических картографических комплексов нового поколения, разработана экспериментальная технология построения высокоточных локальных моделей местности и крупномасштабных фотокарт по материалам космического фотографирования на удаленные и недоступные районы суши земного шара;

– в интересах видов ВС и родов войск разработана и принята на снабжение ВС РФ система электронных топографических карт;

– выполнено формирование и организация использования банков цифровых, электронных карт и геодезических данных, в том числе и центрального банка цифровых картографических данных, в одной из воинских частей ТС ВС РФ;

– разработана и принята на вооружение в 2008 г. подвижная цифровая топографическая система (ПЦТС), разработаны технологии подготовки трехмерных моделей местности и подземных коммуникаций для применения высокоточного оружия;

– разработано и адаптировано к производству в ТС ВС РФ экспериментальное программное обеспечение и руководство пользователя по фотограмметрической обработке изображений, получаемых новыми космическими аппаратами, выполнено военно-научное сопровождение разработки средств и методов обработки материалов аэрокосмической съемки в целях создания планово-высотной основы, получения информации о рельефе;

– разработаны принципы интеграции и комплексного взаимодействия автоматизированных информационных систем топогеодезического обеспечения в интересах Генерального штаба ВС РФ и центральных органов военного управления;

– другие.

Состав комплекса подвижная цифровая топографическая система (ПЦТС):

– унифицированный модуль (объединяет создание и производство цифровой информации о местности и выполнение геодезических работ);

– полиграфический модуль;

– модуль жизнеобеспечения.

ПЦТСсоздана для решения задач топогеодезического обеспечения войск с использованием цифровых технологий передачи, обработки и хранения геопространственной информации (разработана в 2008 г.):

– прием и размещение исходной цифровой и аналоговой информации о местности;

– создание (обновление) топографических документов о местности;

– тиражирование цифровой информации о местности;

– непрерывное определение плановых координат и высот точек местности с использованием аппаратуры потребителя системы спутниковой навигации;

– подготовка к изданию и издание цветных графических и топографических документов с использованием офсетной печатной машины большим тиражом.

Подвижная цифровая топографическая система 459 Топографической службы вооруженных сил России.

Глава 6

ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО И КАДАСТР В XXI в.

6.1. ЗЕМЕЛЬНЫЕ РЕФОРМЫ.

В истории проведения земельных реформ особое место занимает землеустройство как основной механизм обоснованного осуществления крупных земельных преобразований.

Через систему землеустройства осуществляются главные функции государства по управлению земельными ресурсами: планирование и организация рационального использования земель и их охрана, информационное обеспечение (земельный кадастр и мониторинг), земельный контроль и т.д.

Теоретические и методологические вопросы управления земельными ресурсами и регулирования землеустройства нашли свое отражение в работах многих российских исследователей.

В 1999 г. начат новый этап земельной реформы, осуществляемый в рамках федеральной целевой программы «Развитие земельной реформы в Российской Федерации на 1999 - 2002 гг.», принятой постановлением Правительства Российской Федерации от 26 июня 1999 г. № 694. Целью программы явилось обеспечение разработки и реализации комплекса взаимосвязанных правовых, организационных, финансовых, научно-технических, землеустроительных и других мероприятий. Это позволило к 2002 г. завершить, в основном, земельную реформу в России, создать эффективный механизм регулирования земельных отношений и управления земельными ресурсами.

В России правовой вакуум в области землеустройства начал исчезать в 2001 г. с принятием нового Земельного Кодекса Российской Федерации Государственной думой 28.09.2001 г. (ст. 68, 69) и Федерального закона от 18 июня 2001 г. N 78-ФЗ «О землеустройстве» (с изм. от 18.07.2005 г., 04.12.2006 г., 13.05.2008 г., 23.07.2008 г., 18.07.2011 г., 22.10.2014 г., 13.07.2015 г.).

Во исполнение Федерального закона «О землеустройстве» в 2002 г. был принят также ряд постановления Правительства Российской Федерации, регулирующие порядок землеустроительных действий, в том числе[66] «Об утверждении Положения о проведении территориального землеустройства» (№396 от 7 июня 2002 г.).

В развитие Положения о проведении территориального землеустройства Росземкадастром были разработаны и утверждены методические документы по вопросам территориального землеустройства, включая межевание земель, в том числе при разграничении государственной собственности на землю.

С принятием Федерального закона от 27.12.2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а также с созданием саморегулируемых организаций, выполняющих землеустроительные работы, изменилось регулирование отношений при разработке, принятии, применении и исполнении обязательных требований, в т.ч. к землеустроительной, топографо-геодезической и другой продукции; при осуществлении процедурных вопросов землеустроительного производства, выполнении землеустроительных работ и оказании услуг, оценке соответствия землеустроительных действий техническим регламентам.

За 2001–2005 гг. по самому массовому и наиболее востребованному в настоящее время направлению работ – территориальному землеустройству, проводимому с целью формирования земельных участков как объектов недвижимого имущества, вопросы в России в целом были урегулированы.

В первое десятилетие ХХI в. наблюдалось отставание развития федеральной нормативной правовой базы, регулирующей организацию территории районов Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока РФ.

С 2003 г. земельный фонд РФ предварительно был разграничен по формам собственности:

· земли федеральной собственности - 32%;

· земли субъектов РФ - 42%;

· муниципальные земли - 15%;

· земли, находящиеся в частной собственности - 11%.

В процессе анализа состояния и использования земельного фонда Российской Федерации по категориям, формам собственности и угодьям за 1990-2005 гг. выявлено, что площадь земельного фонда Российской Федерации на 1 января 2006 г. составляла 1709,8 млн. га.

На 1 января 2006 г. в собственности граждан и юридических лиц имелось 129,4 млн. га, что составило 1,6% земельного фонда страны. Из них площадь земель, находящихся в собственности граждан и их объединений, составила 124,2 млн. га или 7,3%, в собственности юридических лиц находилось 5,2 млн. га или 0,3% земельного фонда России. Площадь земель, находящихся в государственной и муниципальной собственности, составила 1580,4 млн. га или 92,4%.

Земельные доли граждан, включая долю в праве общей совместной собственности в земельном фонде страны, составили 6,6% (111,9 млн. га) или 86,4% земель, находящихся в частной собственности в целом по стране.

Основными землевладельцами и землепользователями в сельском хозяйстве являлись сельскохозяйственные организации, у которых по состоянию на 1 января 2006 г. находилось в пользовании 137,9 млн. га или 73,8% всех сельскохозяйственных угодий, в том числе 88,8 млн. га пашни, или 78,5% от всех площадей, находящихся у сельских товаропроизводителей.

На начало 2014 г. в России на земли лесного фонда приходилось почти 2/3 всей территории страны (более 1 млрд. гектаров); на земли сельскохозяйственного назначения - 22,6% или 386 млн. га; на земли запаса - 5,3%, почти 91 млн. га; на земли особо охраняемых территорий и объектов - 2,7% (46 млн. га); на земли водного фонда - 1,6% (28 млн. га); на земли населенных пунктов 1,2% (почти 20 млн. га); на земли промышленности и иного специального назначения - 1,0% (почти 17 млн. га)[67].

В системе государственного управления землеустройством особое место занимает правовое регулирование отношений, возникающих при проведении землеустройства, которое осуществляется в соответствии:

1. Конституция Российской Федерации: Принята всенародным голосованием 12 декабря 1993 г. (в ред. ФКЗ РФ от 30 декабря 2008 г.) // Рос.газ. –1993.–25 дек. –No 237.

2. Гражданский кодекс Российской Федерации. Часть первая: Федеральный закон от 30 ноября 1994 г. No 51-ФЗ (в ред. ФЗ от 07 февраля 2011 г. No 4-ФЗ) // СЗ РФ.–1994.–No 32. –Ст. 3301. Определяет механизм осуществления права собственности и других вещных прав на землю, порядок распоряжения землей, находящейся в общей собственности, общие правила совершения сделок с землей

3. Земельный Кодекс Российской Федерации: Федеральный закон от 25 октября 2001 г. No 136-ФЗ (в ред. ФЗ от 29 декабря 2010 г. No 442-ФЗ) // СЗ РФ.–2001.–No 44.–Ст. 4147.

4. Градостроительный кодекс Российской Федерации: Федеральный закон от 29 декабря 2004 г. No 190-ФЗ (в ред. ФЗ от 29 ноября 2010 г. No 314-ФЗ) // СЗ РФ. –2005.–No 1 (часть 1). –Ст. 16. Определяет типы поселений, обеспечение соблюдения градостроительных требований и использования гражданами и юридическими лицами земельных участков, выбор земельных участков, проведения аукционов и конкурсов при продаже земельных участков, установление черты городских и сельских поселений и другое.

5. Водный кодекс Российской Федерации: Федеральный закон от 03 июня 2006 г. No 74-ФЗ (в ред. ФЗ от 28 декабря 2010 г. No 420-ФЗ) // СЗ РФ.–2006.–No 23.–Ст. 2381. Определяет особенности формирования водоохранных зон и прибрежных защитных зон.

6. Лесной кодекс Российской Федерации: Федеральный закон от 04 декабря 2006 г. No 200-ФЗ (в ред. ФЗ от 29 декабря 2010 г. No 442-ФЗ) // СЗ РФ.–2006. –No 50.–Ст. 5278. Дает основные понятия лесного участка, особенности использования лесного фонда, при проектировании лесных участков используются материалы землеустройства. Лесным участком является земельный участок.

7. О государственной регистрации прав на недвижимое имущество и сделок с ним: Федеральный закон от 21 июля 1997 г. No 122-ФЗ (в ред. ФЗ от 29 декабря 2010 г. No 435-ФЗ) // СЗ РФ. –1997.–No 30. –Ст. 3594.

8. О государственном кадастре недвижимости: Федеральный закон от 24 июля 2007 г. No 221-ФЗ (в ред. ФЗ от 29 декабря 2010 г. No 435-ФЗ) //СЗ РФ. –2007.–No 31. –Ст. 4017.

9. О введении в действие Земельного кодекса Российской Федерации: Федеральный закон от 25 октября 2001 г. No 137-ФЗ (в ред. ФЗ от 29 декабря 2010 г. No 435-ФЗ) // СЗ РФ. –2001.–No 44. –Ст. 4148.

10. О введении в действие Водного кодекса Российской Федерации: Федеральный закон от 03 июня 2006 г. No 73-ФЗ (в ред. ФЗ от 14 июля 2008 г. No 118-ФЗ) // СЗ РФ.–2006. –No 23.–Ст. 2380.

11. О введении в действие Лесного кодекса Российской Федерации: Федеральный закон от 4 декабря 2006 г. No 201-ФЗ (в ред. ФЗ от 29 декабря 2010 г. No 442-ФЗ) // СЗ РФ.–2006.–No 50. –Ст. 5279.

12. Об обороте земель сельскохозяйственного назначения : Федеральный закон от 24 июля 2002 г. No 101-ФЗ (в ред. ФЗ от 29 декабря 2010 г. No 435-ФЗ)// CЗ РФ.–2002.–No 30. –Ст. 3018.

13. О землеустройстве: Федеральный закон от 18 июня 2001 г.No 78-ФЗ// CЗ РФ.–2001.–No 26.–Ст. 2582.

14. Об охране окружающей среды: Федеральный закон от 10 января 2002 г. No 7-ФЗ // CЗ РФ.–2002.–No 2.–Ст. 133.

Основными нормативными актами в проведении землеустройства являются:

1. Федеральный закон « О землеустройстве» от 18 июня 2001 г. № 78-ФЗ;

2. Постановление Правительства Российской Федерации от 4 апреля 2002 г. N 214 «Об утверждении Положения о государственной экспертизе землеустроительной документации;

3. Постановление Правительства Российской Федерации от 11.07.2002 г. N 514 «Об утверждении Положения о согласовании и утверждении землеустроительной документации, создании и ведении государственного фонда данных, полученных в результате проведения землеустройства»;

4. Постановление Правительства Российской Федерации от 29 декабря 2008 г. N 1061 «Об утверждении Положения о контроле за проведением землеустройства» (в ред. Федерального закона от 23.07.2008 г. N 160-ФЗ);

5. Постановление Правительства Российской Федерации от 30 июля 2009 г. № 621 «Об утверждении формы карты (плана) объекта землеустройства и Требований к составлению карты (плана) объекта землеустройства»;

6. Постановление Правительства Российской Федерации от 20 августа 2009 г. № 688 « Об утверждении Правил установления на местности границ объектов землеустройства»;

7. Постановление Правительства Российской Федерации от 1 июня 2009 г. N 457 «Об утверждении Положения о федеральной службе государственной регистрации, кадастра и картографии».

6.2. СОВРЕМЕННЫЙ КАДАСТР.

Интенсивные преобразования в области земельных отношений потребовали кардинальных изменений в сфере кадастровых работ. Проведение земельной реформы еще раз подчеркнуло необходимость государственного земельного кадастра как системы информации, обеспечивающей осуществление государственного регулирования земельных отношений и управления земельными ресурсами в Российской Федерации.

В истории учета земель современной России можно выделить четыре основных периода:

1960-1990 гг. особое внимание уделялось землям сельскохозяйственного назначения, а также перераспределению земель, обеспечению развития производственных сил (в том числе административного планирования) и в достаточно большой степени сохранение плодородия земель. Процесс учета земель находился под управлением министерства сельского хозяйства. Для учета земель сельских населенных пунктов и сельскохозяйственных предприятий использовалась земельная шнуровая книга. В городских поселениях — книга регистрации землепользований;

1992-2001 гг. органы кадастрового учета фактически занимались поддержкой проходившей по всей стране процесса приватизации земель. Т.е. кадастр выполнял функции одновременно кадастрового учета и регистрации права. В начале 90-х годов XX в. земельные участки на праве частной собственности на землю были едва ли не единичными, а полная ясность с его правовым содержанием и возможными перспективами отсутствовала из-за острой политической борьбы. Таким образом, потребность в законодательном регулировании ведения государственного земельного кадастра остро возникла только во второй половине 90-х годов прошлого века;

2001-2008 гг. ведутся две системы учета: по земельным участкам — государственный земельный кадастр (ГЗК), по объектам капитального строительства (ОКС) — организации технической инвентаризации (ОТИ) или бюро технической инвентаризации (БТИ);

С 2008 г. развивается единая система регистрации прав и кадастрового учета.

Нормативно-правовая база единого государственного кадастра недвижимости начала складываться с принятием Федерального закона «О государственном земельном кадастре» в 2000 г., Земельного кодекса и Федерального закона «О землеустройстве» в 2001 г., Градостроительного кодекса в 2004 г.

Земельный кодекс Российской Федерации от 25 октября 2001 г. определил, что государственный земельный кадастр – это систематизированный свод документированных сведений об объектах государственного кадастрового учета, о правовом режиме земель Российской Федерации, о кадастровой стоимости, месторасположении, размерах земельных участков и прочно связанных с ними объектов недвижимости. В государственный земельный кадастр также включают информацию о субъектах прав на земельные участки.

Согласно Гражданскому кодексу Российской Федерации к недвижимости относится целый ряд объектов, в том числе земельные участки, здания сооружения и т.д. Решения о создании такого кадастра были приняты еще в 2004 г. и выразились в организации специального ведомства – Федерального агентства кадастра объектов недвижимости. Однако реальное ведение кадастра недвижимости началось только в 2008 г. после вступления в силу положений Федерального закона от 24.07.2007 г. № 221-ФЗ «О государственном кадастре недвижимости» (далее – Закон о кадастре). Данный закон стал естественным продолжением или развитием другого Федерального закона – «О государственном земельном кадастре», изданного в 2000 г.

В 1991-2001 гг. систему земельного кадастра начинают автоматизировать. Разработали специальную федеральную целевую программу «Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра (1996-2002 гг.)».

Для практической реализации создания единой системы ГКН в 2001 г. была принята Федеральная целевая программа «Создание автоматизированной системы ведения ГЗК и государственного учета объектов недвижимости».

С 1 января 2013 г. кадастровую деятельность в отношении зданий, сооружений, помещений, объектов незавершенного строительства наряду с органами и организациями по государственному техническому учету и (или) технической инвентаризации, также вправе осуществлять кадастровые инженеры[68]. Начиная с 1 января 2014 г. кадастровую деятельность в отношении всех объектов недвижимости, подлежащих государственному кадастровому учету в соответствии с Законом о кадастре, уполномочены осуществлять только кадастровые инженеры.

Учет земель представлял собой процесс регистрации земельных участков и территориальных зон с внесением записей в Единый государственный реестр земель[69]. В начале ХХI в. была создана автоматизированная система ведения государственного земельного кадастра и государственного учета объектов недвижимости (разработанная в соответствии с федеральной целевой программой «Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра и государственного учета объектов недвижимости (2002-2007 гг.)», утвержденная Постановлением Правительства Российской Федерации от 25.10.2005 г. № 745). Ведение ЕГРП осуществляется на основе Федерального закона РФ от 21 июля 1997 г. № 122-ФЗ «О государственной регистрации прав на недвижимое имущество и сделок с ним».

Начиная с 2015 г. в ряд основных документов внесены существенные изменения, которые упорядочивают кадастровую деятельность на территории РФ, а также приводят в соответствии два основных закона, регламентирующих земельно-кадастровые отношения в стране. К ним отнесятся ФЗ No171-ФЗ от 23.06.2014 г. «О внесении изменений в Земельный Кодекс Российской Федерации и отдельные законодательные акты российской федерации» и Федеральный закон от 22.12.2014 г. No447-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О государственном кадастре недвижимости», а также отдельные законодательные акты Российской Федерации. С 1 января 2015 г. вступили в силу изменения в федеральный закон «О государственном кадастре недвижимости». Появился новый раздел – комплексные кадастровые работы. Их отличительной особенностью является выполнение кадастровых работ одновременно в отношении всех земельных участков на территории кадастрового квартала.

Согласно Федеральному закону от 13.07.2015 г. № 218-ФЗ «О государственной регистрации недвижимости», если сведения об объекте недвижимости отсутствуют в ЕГРН, его учет в кадастре и госрегистрация прав осуществляют одновременно.

1 января 2017 г. вступил в силу порядок ведения Единого государственного реестра недвижимости.

Ниже приводится хронология реформирования кадастровых служб. 2 февраля 1993 г. Постановлением Правительства Российской Федерации № 91 создан Комитет Российской Федерации по земельным ресурсам и землеустройству (Роскомзем). В его функции входила обязанность по ведению землеустроительных и кадастровых работ. 6 июля 1999 г. Постановлением Правительства Российской Федерации № 744 Роскомзем упразднен. На смену ему создан Государственный комитет Российской Федерации по земельной политике (Госкомзем). 22 сентября 1999 г. Постановлением Правительства Российской Федерации № 1056 утверждено Положение «О Государственном комитете Российской Федерации по земельной политике». 17 мая 2000 г. Указом Президента Российской Федерации был упразднен Государственный комитет Российской Федерации по земельной политике. До указанного времени Госкомзем осуществлял деятельность в сфере земельных отношений и земельного кадастра. Функции упраздненного Госкомитета по земельной политике переданы Федеральной службе земельного кадастра (ФСЗК), или Росземкадастру, а также Министерству имущественных отношений России. Интенсивные преобразования в области земельных отношений потребовали кардинальных изменений в сфере кадастровых работ. 18 июля 2000 г. Постановлением Правительства Российской Федерации была официально утверждена Федеральная служба земельного кадастра или Росземкадастр. 20 июля 2000 г. Приказом № 3 по Росземкадастру была создана организационная структура Федеральная служба земельного кадастра (ФСЗК). Данная служба сформирована как федеральный орган исполнительной власти по государственному управлению земельными ресурсами. В её компетенцию входило: ведение государственного земельного кадастра, государственный учет недвижимого имущества и присвоение всем структурным единицам кадастрового деления идентификационных номеров. Федеральная служба земельного кадастра специальным приказом № 10 от 17 августа 2000 г. создала территориальные органы, которым были переданы функции упраздненного Госкомзема. Приказом Правительства Российской Федерации № 22 от 11 января 2001 г. утверждено положение о Федеральной службе земельного кадастра.

На основании этого приказа действующие подразделения Госкомитета по земельной политике переданы Росземкадастру. При этом в крупных населенных пунктах в то время создаются федеральные государственные учреждения, называемые земельными кадастровыми палатами (ФГУ ЗКП).

В 2004 г. федеральная служба земельного кадастра упразднена, а создано федеральное агентство кадастра объектов недвижимости (Роснедвижимость), которое просуществовало до 2008 г.

На основании Указа президента № 1847 создана федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр), объединяющая три ведомства: Росрегистрацию, Роснедвижимость и Роскартографию.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 1 июня 2009 г. № 457 было утверждено Положение о Федеральной службе государственной регистрации, кадастра и картографии, которым определены её полномочия в установленной сфере деятельности:

1) осуществляет в установленном законодательством Российской Федерации порядке:

- государственный кадастровый учет недвижимого имущества;

- ведение государственного кадастра недвижимости;

- ведение государственного реестра кадастровых инженеров;

- ведение государственного фонда данных, полученных в результате проведения землеустройства;

- контроль за проведением землеустройства;

- государственный мониторинг земель в Российской Федерации (за исключением земель сельскохозяйственного назначения);

- предоставление сведений, внесенных в государственный кадастр недвижимости;

2) организует:

- проведение землеустройства

- подготовку землеустроительной документации для делимитации и демаркации государственной границы Российской Федерации, а также для установления границ субъектов Российской Федерации, границ муниципальных образований;

-проводит государственную экспертизу землеустроительной документации.

С 1993 по 2004 гг. численность сотрудников территориальных органов «Росземкадастра» (Роснедвижимости), которые совместно с центральным аппаратом осуществляли функцию организации землеустройства в Российской Федерации, сократилась с 18 595 до 7162 чел. Параллельно с этим шло создание и укрепление земельно-кадастровых палат. С 2000 по 2004 гг. их число увеличилось с 86 до 1745, а количество работающих – с 652 до 9150 человек.

Поставленные перед Роснедвижимостью на 2006–2011 гг. новые задачи по созданию кадастра объектов недвижимости, а также планируемое увеличение численности сотрудников территориальных органов и земельно-кадастровых палат в 2006 г. на 22 тыс. человек требовали дальнейшей организации работы по подготовке, переподготовке и повышению квалификации кадров.

Геодезические работы для целей Государственного кадастра недвижимости выполняются в референцной системе СК-95 и общеземной системе ПЗ-90. СК-95 используется при выполнении геодезических и картографических работ, ПЗ-90 – для геодезического обеспечения орбитальных полетов.

Целесообразно использовать в территориальных зонах с высокой кадастровой стоимостью объектов недвижимости (например, на территориях городов) местной системы координат. Закрепление данной координатной системы на местности осуществляется городскими геодезическими сетями.

В соответствии с Федеральным законом от 24.07.2008 г. N 221-ФЗ «О государственном кадастре недвижимости» создаваемые Роснедвижимостью и передаваемые ею в территориальные органы Роснедвижимости по субъектам Российской Федерации цифровые ортофотопланы являются единой картографической основой государственного кадастра недвижимости (ЕКО ГКН). На основе ЕКО ГКН Роснедвижимостью и ее территориальными органами создаются кадастровые карты различной тематической направленности, которые в соответствии со статьей 13 Закона о кадастре являются неотъемлемой частью ГКН.

Геодезическая и картографическая основы кадастра создаются и обновляются в соответствии с Федеральным законом от 26 декабря 1995 г. N 209-ФЗ «О геодезии и картографии».

В государственный кадастр недвижимости вносятся следующие сведения о геодезической основе кадастра:

- каталоги (списки) координат пунктов опорных межевых сетей с указанием системы координат;

- типы знаков опорных межевых сетей;

- описания местоположения пунктов опорных межевых сетей (абрисы).

6.3. КАДАСТРОВАЯ ОЦЕНКА.

С 1991 г., в соответствии с Федеральным Законом от 11.10.91 г. № 1738-1 «О плате за землю», использование земли в России стало платным. Формами платы являются земельный налог, арендная плата, нормативная цена земли. Современный земельный кадастр от ранее существовавших форм отличается также проведением массовых мероприятий по определению кадастровой стоимости земли по единому методическому подходу.

25 августа 1999 г. Правительство Российской Федерации приняло Постановление № 945 «О государственной кадастровой оценке земель», а 8 апреля 2000 г. - Постановление № 316 «Об утверждении правил проведения Государственной кадастровой оценке земель» [8]. С этого момента в России начался новый этап в экономической оценке земель. Для целей налогообложения и в иных случаях, предусмотренных земельным законодательством (в том числе для определения арендной платы за земельный участок, находящийся в государственной или муниципальной собственности), устанавливалась кадастровая стоимость земельного участка. Для установления кадастровой стоимости земельного участка периодически проводится государственная кадастровая оценка земель, осуществляемая в соответствии с законодательством РФ об оценочной деятельности. Это массовая оценка, её результаты утверждают органы исполнительной власти субъектов РФ по представлению территориальных органов Росреестра.

Кроме кадастровой стоимости земельного участка может быть также установлена его рыночная стоимость в результате индивидуальной оценки, осуществляемой также в соответствии с законодательством РФ об оценочной деятельности.

Величина земельного налога и арендной платы за землю рассчитывается по результатам кадастровой оценки земель.

В 2001 г. был завершен кадастр угодий сельскохозяйственного назначения, в том же году была закончена Федеральная Целевая программа «Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра», а также довершена разработка ФЦП «Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра и государственного учета объектов недвижимости» и организована система органов кадастрового государственного учета и статистики (ФГУ ЗКП) «Земельные кадастровые палаты», действующая на всей территории Российской Федерации.

В соответствии с федеральным законом от 29 ноября 2004 г. «О внесении изменений в часть вторую Налогового кодекса Российской Федерации и некоторые другие законодательные акты Российской Федерации, а также о признании утратившими силу отдельных законодательных актов (положений законодательных актов) Российской Федерации» налоговой базой стала являться кадастровая стоимость земли.

В соответствии с Налоговым кодексом Российской Федерации в 2006 г. был введен порядок исчисления земельного налога на основе кадастровой стоимости земельного участка. С начала 2006 г. на территории всех муниципальных образований Российской Федерации введен в действие новый земельный налог, исчисляемый на основе кадастровой стоимости земельных участков. Таким образом, сделан первый шаг в реформировании системы имущественного налогообложения, ее перевода на экономически обоснованную стоимостную базу.

Массовая (кадастровая) оценка земель в целях налогообложения в Российской Федерации началась в 1998-1999 гг. с оценки земель сельскохозяйственного назначения. Затем были оценены земли поселений, земли промышленности, земли водного и лесного фондов, земли особо охраняемых территорий и объектов. В 2006 г., через 7 лет после начала проведения работ по кадастровой оценке земель, впервые в Российской Федерации налоги за землю были рассчитаны на основании кадастровой стоимости[70].

Согласно законодательству, регламентирующему проведение кадастровой оценки в РФ (Федеральный закон «Об оценочной деятельности в Российской Федерации» №135-ФЗ от 29.07.1998 г., Правила проведения государственной кадастровой оценки земель, утвержденные Постановлением Правительства Российской Федерации № 316 от 08.04.2000г., в действующих редакциях), государственная кадастровая оценка земель проводится не реже одного раза в 5 лет. Указанная норма была введена в 2010г., в соответствии с прежней редакцией Правил проведения государственной кадастровой оценки земель, кадастровая оценка должна была проводиться не чаще чем раз в 3 года и не реже одного раза в 5лет. Поэтому по состоянию на 2011 г. в Российской Федерации кадастровая оценка всех категорий земель проведена дважды, а две категории земель — земли сельскохозяйственного назначения и земли населенных пунктов были переоценены в третий раз.

В 2010 г. Росреестром были организованы работы по определению кадастровой стоимости земель на территории 49 субъектов Российской Федерации, осуществлена проверка 357 отчетов об определении кадастровой стоимости различных категорий земель, рассмотрено 649 обращений граждан, бизнес-сообщества и органов власти по вопросам кадастровой оценки.

В рамках подпрограммы «Создание системы кадастра недвижимости (2006-2012 гг.)» ФЦП «Создание автоматизированной системы ведения государственного земельного кадастра и государственного учета объектов недвижимости (2002-2008 гг.)» были организованы работы по проведению массовой оценки объектов капитального строительства в отдельных субъектах Российской Федерации.

2010 г. стал переломным для государственной кадастровой оценки[71]. Полномочия по проведению массовой кадастровой оценки переданы от государственных учреждений (Росземкадастр, Роснедвижимость, Росреестр) профессиональным независимым оценщикам. Это стало возможным благодаря принятию ФЗ-167 от 22.07.2010 г. «О внесении изменений в Федеральный закон «Об оценочной деятельности в Российской Федерации», а также ФСО-4 «Определение кадастровой стоимости».

2012 г. запомнился в налоговой политике и истории кадастровой стоимости Российской Федерации как год, когда главным направлением стало введение налога на недвижимое имущество.

В июле 2014 г. претерпел изменения Закон «Об оценочной деятельности в Российской Федерации». Была скорректирована периодичность оценки кадастровой стоимости недвижимого имущества. Оценка должна проводиться не чаще одного раза в три года (в городах федерального значения не чаще чем один раз в течение двух лет). Также были внесены некоторые поправки, благодаря которым должно было облегчиться рассмотрение споров о кадастровой стоимости.

Федеральный закон «О государственной кадастровой оценке» от 03.07.2016 г. N 237-ФЗ предусматривает революционное развитие системы кадастровой оценки: монополизацию рынка кадастровой оценки и передачу всех полномочий по кадастровой оценке государственным структурам без возможности оспаривания и установления рыночной стоимости.

В ноябре 2010 г. Росреестром развернуты работы по разработке автоматизированной информационной системы «Мониторинг рынка недвижимости», являющейся одним из составных элементов фонда данных кадастровой оценки.

2015 г. стал знаменательным в истории кадастровой оценки благодаря законопроекту Минэкономразвития «О государственной кадастровой оценке», который внесли в Госдуму в начале 2016 г. С 2016 г. введен налог на недвижимость.

Глава 7

ОБРАЗОВАНИЕ В XXI в.

7.1. ОСОБЕННОСТИ И ЗНАЧИМОСТЬ ОБРАЗОВАНИЯ В ПЕРВЫЕ ДВА ДЕСЯТИЛЕТИЯ ХХI в.

Современный уровень научно-технического развития в области геодезической и картографической деятельности, связанный с использованием спутниковых геодезических методов, широким внедрением новых технических средств и технологий создания цифровой картографической продукции, геоинформационных систем, требует наличия высококвалифицированных специалистов, способных решать сложные производственные и научные задачи в области геодезии и картографии.

В основе современного высшего геодезического профессионального образования лежат циклы гуманитарных и социально-экономических дисциплин; естественнонаучных дисциплин; общепрофессиональных и специальных дисциплин, а также дисциплины, определяющие специализацию [22].

На начало 2011 г. в отрасли геодезии и картографии работало порядка 130 тысяч специалистов, в том числе в центральном аппарате Росреестра и его территориальных органах - 401 человек, в ФГБУ - 467 человек, из них 32 человека с ученой степенью, в ОАО «Роскартография» - 5011 человек [53, 54].

В 2010 г. 38% гражданских служащих Росреестра, 28% сотрудников ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД» и 26% сотрудников ОАО «Роскартография» не имели профильного образования по группам специальностей «Геодезия», «Картография».

Ежегодная потребность отрасли геодезии и картографии в выпуске специалистов с высшим и средним специальным образованием составляла 7 – 8 тысяч человек (2011 г.). По сведениям Минобрнауки России, высшие и средние учебные заведения на момент 2011 г. в среднем ежегодно выпускали 8229 специалистов, что было вполне достаточно для удовлетворения потребности отрасли геодезии и картографии в кадрах.

Специалистов в области геодезии, картографии и землеустройства с высшим образованием готовят 135 образовательных организаций, среди которых основными являются:

- Географический факультет Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (МГУ, г. Москва);

- Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК, г. Москва);

- Сибирский государственный университет геосистем и технологий (СГУГиТ, г. Новосибирск);

- Военно-космическая академия им. А.Ф. Можайского;

- Государственный университет землеустройства (ГУЗ, г. Москва).

Высокие темпы развития технологий геодезических измерений, создания цифровых карт, геоинформационных технологий, постоянное обновление технических средств, требуют получения новых знаний и навыков, поэтому вопросы переподготовки кадров и повышения квалификации в отрасли приобрели особое значение.

Переподготовкой специалистов в области геодезии и картографии занимаются как профильные образовательные организации, так и другие образовательные организации, которые зачастую не имеют соответствующей учебно-технической базы. В 2011 г. не было установленных государственных требований к программам переподготовки кадров и повышения квалификации в отрасли.

Российская образовательная система картографогеодезического профиля включает в себя два уровня получения образования.

В настоящее время в России два специализированных высших учебных заведения осуществляют подготовку специалистов c высшим образованием (бакалавриат, специалитет, магистратура) и высшей квалификации (аспирантура, докторантура) картографо-геодезического и землеустроительного профиля: МИИГАиК, СГУГиТ и ГУЗ. Эти учебные заведения готовят специалистов по следующим специальностям: «прикладная геодезия», «астрономогеодезия», «аэрофотогеодезия», «космическая геодезия и навигация», «картография», «исследование природных ресурсов аэрокосмическими средствами», «прикладная информатика в геодезии», «организация и технологии защиты информации», «городской кадастр» и др.

С 1994 г. в МИИГАиК и СГГА осуществляется подготовка бакалавровгеодезистов с ежегодным выпуском примерно 200 человек, а с 2000 г. - магистров по геодезии. Ежегодный выпуск магистров составляет примерно 30 человек в год (2009 г.) [21].

Распоряжением Правительства Российской Федерации от 09 сентября 2016 г. № 1890-р «О подписании Соглашения о сотрудничестве государств-участников Содружества независимых государств в подготовке, переподготовке и повышении квалификации специалистов в области геодезии, картографии, кадастра и дистанционного зондирования Земли», МИИГАиК присвоен статус базовой организации Содружества независимых государств по подготовке, переподготовке и повышению квалификации специалистов в этой области.

МИИГАиК включает шесть факультетов дневного обучения, факультеты вечернего и заочного обучения, факультет по обучению иностранных граждан, центр дополнительного профессионального образования (повышение квалификации и переподготовка). Имеются аспирантура и докторантура. При ВУЗе — несколько лабораторий (оптического приборостроения, геоинформационных технологий, обработки спутниковой информации, экологического картографирования и др.), учебно-производственный Российский картографический центр. В университете действует Молодёжный научный инновационный центр «Импульс», а также Комплексная лаборатория исследования внеземных территорий (КЛИВТ). При МИИГАиКе - издательство, выпускающее журнал «Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъёмка». Число студентов и аспирантов в настоящее время достигает 5 тысяч человек[72].

МИИГАиК готовит дипломированных специалистов в области геодезии (космическая геодезия, астрономо-геодезия, прикладная геодезия), картографии, аэрофотосъёмки, фотограмметрии, оптического приборостроения, геоинформационных систем, а также архитекторов, юристов, специалистов по земельному кадастру и др. (всего 14 специальностей).

Направления научно-образовательной и инновационной деятельности МИИГАиК следующие[73]:

1. Геодезия (прикладная, высшая, астрономогеодезия, космическая геодезия).

2. Картография и геоинформатика.

3. Дистанционное зондирование Земли (космический мониторинг и мониторинг окружающей среды, аэрофотосъёмка (включая БПЛА), фотограмметрия).

4. Спутниковая навигация (применение ГНСС по отраслям).

5. Информационные системы, инфраструктура пространственных данных, информационная безопасность.

6. Космические исследования, планетология, астероидно-кометная опасность.

7. Метрология, стандартизация и сертификация.

8. Оптическое и геодезическое приборостроение, лазерные системы.

9. Территориальное планирование, развитие территорий, государственное и муниципальное управление.

10. Землеустройство и кадастры.

11. Управление недвижимостью.

12. Земельно-имущественные отношения.

13. Архитектура и градостроительное проектирование.

От 8 декабря 2014 г. вышел приказ Минобрнауки РФ о переименовании ФГБОУ ВПО «СГГА» в Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет геосистем и технологий», СГУГиТ.

Из стен университета вышло более 20 тысяч специалистов. Университет является учебно-научным комплексом с развитой социально-производственной инфраструктурой с филиалами и отделениями в районах города и области, других городах России и СНГ.

В состав университета входит 4 института, 18 кафедр[74]. Центр информационных технологий (ЦИТ СГУГиТ) обеспечивает компьютерную связь, как между всеми подразделениями академии, так и со всем миром. Университет имеет более 50 специальных лабораторий, оснащенных приборами и оборудованием. В 2014 г. была закончена и апробирована уникальная технология трехмерного (3D) сканирования местности.

В состав СГУГиТ входят четыре института:

1. Институт геодезии и менеджмента (ИГиМ).

Специальности:

- Прикладная геодезия;

- Горное дело.

Направления:

- Геодезия и дистанционное зондирование (бакалавр, магистр);

- Картография и геоинформатика (бакалавр);

- Информационные системы и технологии (бакалавр);

- Менеджмент (бакалавр).

2. Институт кадастра и природопользования (ИКиП). Год образования - 1995.

Направления:

- Землеустройство и земельный кадастр (бакалавр, магистр);

- Инноватика (бакалавр);

- Техносферная безопасность (бакалавр);

- Экология и природопользование (бакалавр);

- Экономика (бакалавр).

3. Институт оптики и оптических технологий (ИОиОТ). Был образован в 1994 г. В 2016 г. в структуре ИОиОТ имелись два факультета: оптический факультет (ОФ) и факультет прикладной оптико-электроники (ФПОЭ).

4. Институт дистанционного обучения (ИДО). Создан 5 марта 2002 г. с целью повышения эффективности деятельности академии в области дистанционного и заочного обучения.

Специальности:

- Прикладная геодезия;

- Горное дело.

Направления (выпуск только бакалавров):

- Картография и геоинформатика;

- Экология и природопользование;

- Информационные системы и технологии ;

- Землеустройство и кадастры;

- Геодезия и дистанционное зондирование;

- Стандартизация и метрология;

- Приборостроение;

- Оптотехника;

- Техносферная безопасность;

- Экономика;

- Менеджмент.

С 2012 г. выпускается журнал «Вестник СГУГиТ» (до 2015 г. «Вестник СГГА»).

В МИИГАиК и СГГА по указанным специальностям обучается более 5 тыс. студентов. Ежегодный выпуск специалистов составляет более 1000 человек.

Государственный университет по землеустройству (ГУЗ) - один из старейших вузов России, единственное в России специализированное высшее учебное заведение, занимающееся подготовкой специалистов в области землеустройства, кадастра недвижимости и городского кадастра, а также геодезистов, архитекторов, юристов, экономистов-менеджеров в области управления земельными ресурсами и земельного рынка, оценщиков земли и недвижимости. Входит в пятёрку лучших аграрных вузов страны, а также в пятёрку лучших архитектурных вузов страны. Лауреат множества международных наград[75].

В университете обучается (2016 г.) более 5000 студентов и аспирантов из России и 40 зарубежных стран, действует аспирантура, докторантура, работают диссертационные советы. С 1988 г. университет возглавляет Учебно-методическое объединение по образованию в области землеустройства и кадастров, которое координирует всю образовательную деятельность в этом направлении.

Университет поддерживает связи со многими высшими учебными заведениями США, Канады, Германии, Франции, Швеции, Дании, Австралии, Китая, Вьетнама, Монголии, Чехии, Польши, Словакии, Болгарии и других зарубежных стран (в том числе ближнего зарубежья).

В университете работают более 320 преподавателей, включая 10 действительных членов и членов- корреспондентов различных академий, 50 профессоров и докторов наук, 160 кандидатов наук. Имеется 7 факультетов (юридический, землеустроительный, городского кадастра, кадастра недвижимости, архитектурный, заочный, второго высшего образования) и 24 кафедры.

Успешно действует Центр информационных технологий, Международный центр дополнительного профессионального образования, Консалтинговый центр по проблемам земельных отношений и землеустройства, региональный центр государственного тестирования, научно-производственный отдел.

В 2005 г. на базе факультета повышении квалификации был создан Институт повышения квалификации «Информкадастр» с целью обучения работников системы «Роснедвижимость» с числом слушателей около 2,5 тыс. человек в год.

В 2007 г. в университете создан научно-производственный институт Земельно-информационных технологий (НПИ «Земинформ»). На базе этого института студенты инженерных специальностей получили возможность проходить производственную практику с применением самых современных технологий, космических, авиационных, а также беспилотных летательных аппаратов, новейшего геодезического оборудования и приборов, программно- технических средств и научных разработок.

В 2002 г., в дополнение к Почетному академическому нагрудному знаку, которым начиная с 1861г. награждались выпускники ВУЗа, по решению Ученого Совета университета был учрежден Почетный Константиновский нагрудный знак трех степеней (золотой, серебряный и медаль), которым награждаются выпускники и преподаватели, внесшие значительный вклад в развитие ВУЗа и землеустроительного образования.

В 2004 г., в ознаменование 225-летия со дня образования Государственного университета по землеустройству, был учрежден Почетный знак «За заслуги перед университетом», которым награждены многие преподаватели и сотрудники университета, а в 2009 году - в ознаменование 230-летия ГУЗа - Почетный знак «За вклад в землеустройство» двух степеней.

В ряде университетов России на географических факультетах осуществляется подготовка картографов-географов, которые работают в средних и высших образовательных учреждениях, научно-исследовательских и производственных организациях. К учреждениям среднего профессионального образования относятся следующие:

- Томский топографический техникум (с 2002 г. входит в состав Томского государственного Архитектурностроительного университета);

- Санкт-Петербургский техникум геодезии и картографии (с 2007 г. входит в состав СанктПетербургского государственного горного института им. Г.В. Плеханова (технический университет). В 2012 г. согласно Распоряжению Правительства РФ и Постановлению Правительства Санкт-Петербурга колледж был передан в ведение города Санкт-Петербурга и получил новый статус и наименование СПб ГБОУ СПО «Петровский колледж». С этого времени учредителем колледжа является город Санкт-Петербург в лице Комитета по науке и высшей школе и Комитета по управлению городским имуществом. В 2011 г. на отделении финансов, экономики и права в Петровском колледже были открыты новые специальности: «земельно-имущественные отношения» и «рациональное использование природо-хозяйственных комплексов», одной из учебных дисциплин которых является «Геодезия». В 2014 г. состоялся первый выпуск по специальности «земельно-имущественные отношения»[76];

- Московский колледж геодезии и картографии (В настоящее время в соответствии с Распоряжением Правительства РФ № 1351-р от 04.10.2007 г. является структурным подразделением Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК). С 1 сентября 2014 г. подготовка специалистов в колледже осуществляется в соответствии с откорректированными в 2014 г. ФГОС СПО. Обучение проводится как в очной, так и заочной формах по специальностям: «прикладная геодезия», «аэрофотогеодезия», «земельно-имущественные отношения» и «картография». В 2016 г. в колледже обучалось 826 студентов[77];

- Новосибирский техникум геодезии и картографии (согласно Распоряжения Правительства РФ от 15.12.2009г. № 1962-Р вошел в состав Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирская государственная геодезическая академия» в качестве обособленного структурного подразделения. Техникум готовит кадры по следующим специальностям[78]:

-Аэрофотогеодезия;

- Землеустройство;

- Информационные системы;

- Картография;

- Прикладная геодезия.

Техникум проводит курсы повышение квалификации и переподготовки специалистов и руководителей по основным специальностям техникума.

Фактический выпуск специалистов в 2015-2016 гг. по очному отделению составил – 91 чел;

- Дальневосточный техникум геодезии и картографии.

В вышеперечисленных средних профессиональных учреждениях по специальностям «прикладная геодезия», «аэрофотогеодезия» и «картография» на момент 2009 г. обучалось более 2 тыс. человек, а выпуск молодых специалистов составлял более 600 человек в год.

В ряде строительных колледжей готовятся техники по специальности «прикладная геодезия», выпуск которых составлял примерно 1000 человек в год (2009 г.).

По статистическим данным за 2008 г. потребности картографо-геодезической отрасли в специалистах среднего и высшего образовательного уровней удовлетворялись не более чем на 50%.

Современными центрами координации образовательной деятельности вузов России являются Учебно-методические объединения (УМО) вузов по соответствующим направлениям. В 1998 г. число таких объединений составляло 75. УМО по образованию в области землеустройства и кадастров было создано в 1988 г. на базе Государственного университета по землеустройству (г. Москва) и включало в себя 15 сельскохозяйственных вузов бывшего СССР.

В 1992 г. Было создано УМО вузов России по образованию в области землеустройства и кадастров (головной вуз — Государственный университет по землеустройству), насчитывающее 9 высших учебных заведений.

В 1998 г. УМО вузов России по образованию в области землеустройства и кадастров объединяло уже 33 высших учебных заведения. К их числу относились следующие вузы:

I. Находящиеся в ведении Министерства сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации (19 вузов).

II. Находящиеся в ведении Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации (14 вузов).

В ХХI в. (второе десятилетие) УМО насчитывает в своем составе 67 вузов России.

За УМО закреплено одно направление — 560600 «Землеустройство и земельный кадастр» и три специальности:

310900 - «Землеустройство»;

311000 - «Земельный кадастр»;

311100 - «Городской кадастр».

Учебно-методическое объединение вузов России в области образования по геодезии и фотограмметрии создано на базе Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) в 2000 году[79]. В нем зарегистрировано 35 высших учебных заведений России (в 2004 г. было 17). Среди них Госуниверситет по Землеустройству, Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет) им. Плеханова, Московский государственный университет геодезии и картографии, Сибирская государственная геодезическая академия, Казанский (Приволжский федеральный университет), Дальневосточный федеральный университет, Пермский государственный технический университет Южно-Российский Государственный технический университет и др. Они осуществляют подготовку специалистов в области геодезии на специализированных кафедрах, обычно, на кафедрах геодезии и геоинформатики. Ежегодно ими принимается на первый курс более 600 студентов и выпускается примерно 450 инженеров-геодезистов в год. В области картографии ежегодно выпускается около 100 инженеров-картографов, и еще около 100 специалистов географов-картографов, которые обучаются на географических факультетах ряда российских университетов.

В структуру совета УМО входят учебно-методические комиссии по профилям и специальностям «геодезия», «дистанционное зондирование Земли», «космическая геодезия и навигация» и «аэрокосмические съемки и фотограмметрия». Также в УМО входят учебно-методические советы по направлению «геодезия и дистанционное зондирование» и по специальности «прикладная геодезия».

7.2. РЕФОРМЫ И ИЗМЕНЕНИЯ В ОТЕЧЕСТВЕННОМ ГЕОДЕЗИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ.

В начале 90-х годов прошлого столетия начался новый период в истории России – переход от социалистической системы хозяйствования к рыночной экономике. Это обусловило экономическую и политическую перестройку страны, разработку принципиально нового законодательства. В связи с переходом на рыночную экономику в 1990е гг. многим российским вузам, пришлось существенным образом перестроить структуру подготовки специалистов.

По инициативе и при участии Государственного университета по землеустройству в 1996-1997 гг. Госкомземом России была разработана Комплексная программа подготовки, переподготовки и повышения квалификации специалистов Госкомзема и других ведомств, организаций и учреждений на перспективу до 2005 г. Согласно этой Программе, численность работников землеустроительной службы страны должна была увеличиться к 2005 г. с 19785 до 38990 человек, в том числе специалистов, имеющих землеустроительное образование и прошедших переподготовку и повышения квалификации - с 7482 до 28798 человек.

В 2012 г. впервые под эгидой Международной Федерации Геодезистов (FIG) в России прошла Международная Конференция «Образование в области геодезии, кадастра и землеустройства: тенденции глобализации и конвергенции» [20]. Эта Конференция стала важным международным мероприятием, на котором обсуждались актуальные проблемы глобализации профессионального образования в области геодезии, кадастра недвижимости и управления территорий с целью обмена опытом, профессионального общения и обсуждения основных тенденций развития.

На конференции были представлены различные доклады о тенденциях и проблемах глобализации профессионального образования; о методологиях и технологиях обучения, разработке и оптимизации учебных программ в профессиональной области; об интеграции технических, социальных и экономических аспектов профессионального образования; о повышении квалификации и переподготовке кадров; об интеграции образовательных и научных учреждений, производственных предприятий различного вида в учебно-научно-производственные комплексы; и другие[80].

Анализ состояния в области геодезических профессий показывает, что условно в мировом геодезическом образовании с целью его международной интеграции можно ввести три общие специальности, включающие более мелкие направления:

1. Топограф (сурвеюр, агрименсор, верменшустекик, верменшуй-инженер и геометр) – эти специальности могут иметь подобные программы.

2. Геоматик (аналог геоинформатик) – эти специальности могут иметь подобные программы.

3. Геодезист (космический геодезист, прикладной геодезист) – современный специалист в области геодезии – эти специальности могут иметь близкие программы.

С начала ХХI в. активно идет процесс интеграции различных уровней картографогеодезического образования на базе технических университетов, путем присоединения к ним образовательных учреждений, ведущих начальную и среднюю профессиональную подготовку.

Это позволяет надеяться, что в ближайшем будущем удастся создать систему непрерывного многоуровневого картографо-геодезического образования.

Важная проблема касается реформы высшего образования, связанной с присоединением в 2003 г. Российской Федерации к Болонской декларации. Суть реформы состоит в том, что с 1 сентября 2010 г. все вузы должны были перейти на двухуровневую систему подготовки специалистов «бакалавр - магистр».

С 1 сентября 2011 г. вузы перешли на подготовку специалистов по новым направлениям и специальностям — «Геодезия и дистанционное зондирование» (бакалавриат и магистратура) и «Прикладная геодезия» (специалитет). Требования к подготовке таких дипломированных специалистов определяются стандартами 3-го поколения (Федеральный государственный образовательный стандарт — ФГОС) [15].

Двухуровневая система образования в последние годы претерпела следующие изменения: появились такие формы подготовки как «академический бакалавриат», «прикладной бакалавриат», «прикладная магистратура», «инженерная магистратура». С целью максимального задействования в образо-

вательном процессе ресурсов нескольких образовательных организаций и предприятий реального сектора экономики появились сетевые формы подготовки, практико-ориентированные программы, рекомендуется создание базовых кафедр на производственных предприятиях. В приказе Минобрнауки России от 12.09.2013 г. № 1061 квалификация бакалавров подразделяется на «академический бакалавр» и «прикладной бакалавр», а в редакции приказа Минобрнауки России от 25.03.2015 г. №270 квалификация выпускников бакалавриата установлена как просто «бакалавр», хотя во всех ФГОС ВО бакалавриат подразделяется на «академический» и «прикладной» [25].

В концептуальные основания новых стандартов вошли важные аспекты, отражающие связь российского высшего образования с ведущими общемировыми школами, включая европейские тенденции в расширении и межнациональном развитии единого образовательного пространства.

Результаты образования и компетенции устанавливаются не только на уровне квалификации, но и на уровне как циклов учебных дисциплин, так и отдельных учебных дисциплин (модулей).

7.3. НОВЫЕ ПОНЯТИЯ, ПРОФЕССИИ И УЧЕБНЫЕ ПРОГРАММЫ В ОБРАЗОВАНИИ

В последние десятилетия высокими темпами развиваются технологии использования глобальных навигационных спутниковых систем при выполнении геодезических и навигационных задач, совершенствуется электронная тахеометрия, появляются новые методы и технологии цифровой фотограмметрии, накапливается опыт практического использования наземного и воздушного трехмерного лазерного сканирования, пространственных данных дистанционного зондирования Земли из космоса, по лучили широкое распространение геоинформационные технологии, позволяющие по новому решать не только задачи традиционного картографирования, но и создавать и анализировать пространственные модели реального мира и др. С начала ХХI в. МИИГАиК, СГГА и другие вузы ведут работу по существенному изменению соответствующих учебных программ и курсов.

С учетом приоритетов модернизации экономики и технологического развития России, а также современных тенденций в развитии мировой науки в настоящее время выделяются следующие ведущие направления подготовки специалистов в области геодезии и картографии [54, 55]:

- космическая геодезия и геодинамика;

- дистанционное зондирование Земли;

- инфраструктура пространственных данных;

- геоинформационные системы и технологии;

- создание и обновление цифровых и электронных карт.

Развитие компьютерных технологий привело к новому виду моделирования – цифровому моделированию, которое нашло широкое применение в геодезической практике. С 90-х гг. появились две новые науки - геоинформатика и геоматика [20].

Современная геоинформатика является обобщением наук о Земле в первую очередь и методов информатики во вторую. В образовании геоинформатика решает важную задачу междисциплинарной интеграции. Геоинформатика объединяет многие учебные дисциплины в сфере образования и не только науки о Земле. Специалист-геоинформатик в равной степени должен знать и уметь на практике использовать фотограмметрию, геодезию, картографию, обязательно дистанционное зондирование, а также кадастр [20].

Выделяют пять видов геодезических информационных технологий:

1) астрономогеодезии;

2) фотограмметрии;

3) прикладной геодезии;

4) космической геодезии;

5) геоинформационные.

Первые три вида информационных технологий начали формироваться в двадцатые годы прошлого века. Информационные технологии космической геодезии начали формироваться в середине шестидесятых годов прошлого века.

Самым молодым видом геодезических информационных технологий являются геоинформационные. В широком смысле под геоинформационными технологиями понимают технологии, связанные с обработкой любой пространственной информации с использованием автоматизированных информационных систем.

Геодезические информационные технологии наряду с космическими являются наиболее наукоемким и перспективным направлением исследований и технологических разработок.

На начало ХХI в. в отрасли геодезия и картография произошли качественные изменения её информационной инфраструктуры, суть которых заключалась в том, что, во-первых, решение теоретических и практических геодезических и картографических задач осуществлялось преимущественно с использованием компьютерных технологий, а во-вторых, существенно расширилось использование электронных форм хранения и распространения картографо-геодезических знаний (методов, способов, алгоритмов в форме программ, электронных текстов и таблиц, цифровых моделей) [22].

Прикладная информатика в геодезии определяется как комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты проектирования, разработки, оценки и функционирования, основанных на системах переработки пространственных данных, а также их применение и воздействие на практическую деятельность в области геодезии и картографии. Объектом исследования прикладной информатики в геодезии (геоинформатики) является информационная инфраструктура пространственных данных сложных организационно-технических систем, функционирующих в отрасли геодезия и картография и смежных с ней отраслях. Предметом исследований прикладной информатики в геодезии (геоинформатике) являются методы и способы реализации информационных процессов получения, обработки и представления пространственных данных в сложных организационно-технических системах, функционирующих в отрасли геодезия и картография, с использованием компьютерных информационных систем и ИТ-изделий [22].

В первом десятилетии ХХI в. возникло противоречие между достижениями в области технических и технологических достижений геодезической науки, потребностями общества в пространственной информации и ее содержанием, которое формирует существующий паспорт научной специальности «Геодезия». Группой ученых Московского государственного университета геодезии и картографии и Сибирской государственной геодезической академии в составе докторов наук Ямбаева Б.Н., Гуляева Ю.П., Лисицкого Д.В., Мазурова Б.Т., Каленицкого А.И., Уставича Г.А. по инициативе и при активном участии Карпика А.П. и Малинникова В.А. был разработан и направлен в ВАК РФ проект нового паспорта научной специальности «Геодезия» [16]. Реализация нового паспорта научной специальности «Геодезия» позволиласнять упомянутые выше противоречия. Центром фундаментальных научных исследований в области геодезических наук стали Московский государственный университет геодезии и картографии и Сибирская государственная геодезическая академия.

7.4 ОБОСНОВАНИЕ ПОНЯТИЯ ГЕОДЕЗИЯ В ХХI В.

В геодезии до середины ХХ в. не было каких-либо значительных работ по методологии определения и понимания геодезии. В работах Гаусса К. Ф., Болотова А. П. и последующих представителей геодезической науки геодезия трактовалась как геометрия, практическая геометрия. Последними представителями этого понимания геодезической науки были Бонч-Бруевич М. Д., Бик А. Н., Чеботарев А. С.

В середине ХХ в., начиная с 50-х гг., во всех учебниках, справочниках, энциклопедиях появилось определение, ключевыми словами которого были «фигура Земли» и «гравитационное поле». По существу, основой этого определения стала главная научная задача геодезии, сформулированная Красовским Ф. Н. еще в 30-40-е гг. ХХ в.

Никакой методологической базы этого определения и понимания не существовало, как и исторической и концептуальной основы. Некоторые сомнения в этом понимании появились в 70-80-е гг. Но какой-либо другой альтернативы учеными не выдвигалось.

Впервые альтернативный взгляд на понимание науки геодезии был сформулирован Тетериным Г. Н. еще в 70-е гг. на основе его исторических исследований. Позже был принят еще ряд методологических положений и, в целом, геометрическая концепция как основная методологическая база.

Разработанная в дальнейшем теория развития геодезии (ТРГ) позволила расширить теоретические и методологические основы формирования геодезии как научной метасистемной геодезии.

За все прошедшие годы было опубликовано по этой проблеме значительное число статей и монографий. В различных публикациях, связанных с определением и пониманием геодезии (ОПГ), отзывов и замечаний на эту теорию и ОПГ не было за исключением двух: Юркиной М. И. и Бровара Б. В.[81],[82] . Первая появилась как рецензия на статью Тетерина Г. Н. «Что такое геодезия» [38], вторая – «Отсутствие геодезии при ее наличии» [45]. На эти рецензии были даны ответы в форме статей [42, 48]. При этом был сделан подробный анализ рецензии Бровара Б. В. Более каких-либо других рецензий в печати не наблюдалось.

Бездоказательное и противоречивое ОПГ, введенное в обиход с середины ХХ в., присутствующее в геодезической литературе и что хуже – в образовании, ставшее своего рода «классическим», не отвечает ни истории геодезии, ни научному современному состоянию совокупных наук, связанных с геодезией, не вписывается в современную картину мира науки. Продолжение сохранения представления ОПГ на уровне середины ХХ в. не украшает геодезическую отрасль и ее адептов. Ниже предлагается достаточно полное научно-методологическое обоснование ОПГ.

Предметом геодезии, с учетом исторического подхода и геометрической концепции, являются форма, размер, пространственное положение (ФРПП), именуемое также геодезической метрикой. Это предметное существо геодезии соответствует пониманию классической геометрии как науке о пространственных отношениях и форме. Геодезия в рамках этого понимания просуществовала более 2000 лет. Справедливость использования термина «геодезическая метрика» подтверждается и обосновывается объектом приложения, именуемым как геопространство, получившее распространение в последнее время.

Под геопространством понимается пространство жизнедеятельности, что соответствует определению этого понятия в словарях и энциклопедиях: «Географическое пространство…». Рассматриваемое пространство, как и положено, должно иметь свою метрику. В нашем случае это ФРПП или иначе – геодезическая метрика. Отсюда следует, что геодезия является наукой о геодезической метрике объектов и явлений геопространства (ОПГ-1).

Например, в древнее время таким геопространством являлась совокупность земельных угодий, объектов землепользования, для которых, важнейшей задачей было определение ФРПП, т. е. метрики, что и определяло древнюю систему знаний, определявшейся как землемерие (геометрия). Позже появились городские пространства, метрика которых определялась римскими специалистами: геодетами, громатиками, агрименсорами. В качестве основного метода в геометрии этого времени было измерение (т. е. определение) ФРПП, или геодезической метрики. Для измерения использовались так называемые структурные элементы (СЭ): точки, линии, поверхности. Объекты и явления геопространства представляются (моделируются) с помощью СЭ. В геометрии Евклида суть этих исходных геометрических объектов определялась с помощью соответствующих постулатов (аксиом).

Аналогично в ТРГ вводится пять групп аксиом [40], определяющих особенности СЭ, устанавливающих, по существу, правила и технологию геодезических измерений и закладывающих основы и требования к средствам измерения и их применения. При этом введены, так называемые, принципы влияния (ПВ): принцип «вертикаль-горизонталь» (ПВГ) и два принципа – «4-х и 6-ти направлений» (П4Н и П6Н). Из последних вытекают прямоугольный и координатный принципы, составляющие важнейшую основу геодезических измерений на всех исторических этапах развития геодезии.

С учетом всего отмеченного суть геодезии можно выразить следующим образом. Геодезия есть наука по измерению, моделированию и контролю геодезической метрики объектов и явлений геопространства с помощью и использованием СЭ (ОПГ-2). В ОПГ-2 под контролем геодезической метрики понимается установление ее изменений в пространстве и времени.

В тоже время под моделированием геодезической метрики понимаем представление объектов и явлений геопространства в виде четырех моделей: графических, аналитических, цифровых и физических интерпретаций соответственно, в частности в виде картографии, совокупности теоретических построений (физической и теоретической геодезии), баз данных, инженерно-геодезических объектов. Совокупность этих четырех видов моделирования устанавливает уровень геометризации геопространства.

Учитывая приведенные пояснения к геодезии ОПГ-2 можно ввести определение геодезии ОПГ-3, как науки о геометризации геопространства.

В системе введенных СЭ в форме пяти групп аксиом учтено важнейшее условие системы координат и соответствующего метода координатизации пространства. Поэтому можно заключить, что геодезия – это наука о геометризации и координатизации геопространства (ОПГ-4).

Структурные элементы – это основополагающие составляющие геопространства. Они определяют структуру геопространства, по существу – геометрию геопространства. Поэтому геодезия – это своего рода наука, занимающаяся установлением геометрии геопространства или геодезия – это наука о геометрии геопространства.

Если к трем СЭ, составляющим основу геопространства, добавить еще одну составляющую совокупности СЭ – идентификационную единицу информации, то такая совокупность 4-х СЭ составит так называемое геоинформационное пространство. Решение на этом пространстве трех рассмотренных в ОПГ-2 задач определяет современную геодезию метасистемного уровня. Такое понимание и определение геодезии, объектом приложения которой является геоинформационное пространство, отвечает современному пониманию научных и технологических проблем геодезии.

Рассмотренный подход основан на научно-методологической основе. Геометрическая концепция истории геодезии является в целом достаточно доказательной базой четырех представленных ОПГ, непротиворечивой и отвечающей современному представлению науки. Классическое определение геодезии, введенное в оборот (ХХ в.) в геодезической науке и образовании, не имеет (и не имело) никакой доказательной основы и методологически не объясняло смысл геодезических задач прикладного характера.

Приведенные определения геодезии (ОПГ-1 – ОПГ-4) различаются разным уровнем обобщения и конкретизации. По существу, ОПГ несет в себе три важнейшие характеристики или, иначе, методологические основы сущности представления геодезии. Первой из них является предметная составляющая часть – геодезическая метрика. Вторая составляющая – технологическая. Она отражает в себе особенности технологии геодезических работ – это СЭ и ПВ. Наконец, третья составляющая – прикладная – геопространство, геоинформационное пространство, используемое в ОПГ (ОПГ-4) понятие геометризации и координатизации системно отражает в себе и предметные, и технологические, и прикладные аспекты геодезии.

Наконец, развитие геодезии в рамках исторического времени характеризует динамику технологического и теоретического развития геодезии. В рамках ТРГ введен логистический закон развития геодезии (ЛЗРГ)[83] [40]. На основе этого закона определена периодизация всей истории геодезии. Установлены 4 парадигмы. Определены их исторические границы, в том числе их революционные и эволюционные составляющие.

В соответствии с ЛЗРГ определены три критерия развития геодезии. Это критерий предопределенности развития геодезии, точности и метрической организации геопространства. Все критерии имеют численные показатели (параметры) развития. При этом как сам ЛЗРГ, так и все критерии, дают достаточно полную интерпретацию исторического развития геодезии. Они же дают основу прогнозирования развития геодезии.

Разработанная ТРГ и изложенные выше предложения, связанные с пониманием и определением геодезии, а также ЛЗРГ являются фактором упорядочевания и систематизации геодезических знаний.

Заключение

История геодезии, картографии и землеустройства имеет важное значение по причине их исторической общности, полноты, неразделимости и системности. Раздельное историческое описание рассматриваемых наук невозможно и потому, что все задачи, которые они решают и полученные результаты становятся в полной мере понятными при их общем комплексном рассмотрении. По существу, их задача на всех исторических этапах сводилась к организации окружающего пространства, геопространства в рамках государства. Организация пространства на всех исторических этапах представляет собой уникальную значимость и предопределенность этих наук в истории государств. Именно это позволяет более глубоко понимать, с одной стороны содержание, значение и характер эволюции этих наук, с другой стороны, понимание истории развития государства, социально-экономических и научно-технических особенностей этого развития.

Весь путь исторического развития сопровождается различными социально-экономическими, техническими и политическими реформами. Участие в этих реформах рассматриваемых трех наук расширяет и обогащает понимание государственного развития.

В предлагаемом курсе, в какой-то мере, все это нашло достаточно полное отражение, особенно в решении важнейших исторических задач и, в том числе, в организации пространства.

Теория развития геодезии, ее законы, принципы, критерии достаточно полно подтверждаются фактами. Эта теория развития геодезии позволяет прогнозировать технологическое и теоретическое развитие геодезии, картографии и землеустройства на последующие десятилетия ХХI в.

ЛИТЕРАТУРА

1. Антонович К.М. Использованиеспутниковых радионавигационных систем в геодезии.Т.1 - М.: Картгеоцентр, 2005. - 280 с.

2. Боднарский М.С. Очерки по истории русского землеведения. — М.: Изд. Академия наук СССР, 1947. — 292 с.

3. 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.

4. Герман И.Е. Материалы к истории генерального межевания в России. — М., 1911. — 193 с.

5. Горобец В.П., Демьянов Г.В., Майоров А.Н., Побединский Г.Г. Современное состояние и направления развития геодезического обеспечения РФ. Системыкоординат.//Геопрофи.-2013. - №6. - С. 4-9.

6. Горобец В.П., Демьянов Г.В., Майоров А.Н., Побединский Г.Г. Современное состояние и направления развития геодезического обеспечения РФ. Высотное и гравиметрическое обеспечение. //Геопрофи.-2014. - №1. - С. 5-11.

7. Гусев В.Н., Науменко А.И. и др. Основы наземной лазерно-сканирующей съемки. Санкт-петербург. 2008 - 80с.

8. Дамдын О. С., Очур Ю. С. История становления и развития земельного кадастра в России // Молодой ученый. — 2009. — №6. — С. 122-124.

9. Демьянов Г.В. Геодезические системы координат, современное состояние и основные направления развития. «Геодезия и картография», 2008, №9, с. 17–20.

10. Демьянов Г.В., Майоров А.Н., Побединский Г.Г.Проблемы непрерывного совершенствования ГГС и геоцентрической системы координат России. //Геопрофи.-2011. - №4. - С. 15-21.

11. Дюпен-де Монтенсон. Искусство снимания мест и в особенности о военной съемке. СПб., 1814 — 363 с.

12. Заичко В.А. Российская система ДЗЗ будет развиваться в рамках специализированных по целевому назначению подсистем. ГЕОМАТИКА №2'2015. С. 12-21.

13. Изотов А.А., Кутузов И.А., Татевян А.Ш. Развитие геодезической и картографической науки / 50 лет советской геодезии и картографии. - М.: Недра, 1967. - C. 91-140.

14. Исторический очерк деятельности корпуса военных топографов (1822–1872). — С.Петербург, 1872. — 1751 с.

15. Калугин В.В., Шлапак В.В. Геодезическое инструментоведение - важнейший этап в геодезическом профессиональном образовании. // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка – 2012. – № 2. - С.106-109.

16. Карпик А.П., Малинников В.А. Современные проблемы и перспективы развития геодезии и геодезического образования в России, Интерэкспо Гео-Сибирь, 2011

17. Карпик А.П., Малинников В.А., Горобцова О.В. Современные образовательные тренды в геоиндустрии, Интерэкспо Гео-Сибирь, 2015

18. Кротков А. Морской кадетский корпус. Краткий исторический очерк с иллюстрациями. — СПб, 1901. — 227 с.

19. Лимонов А.Н., Гаврилова Л.А. Лекции по дисциплине «Дистанционное зондирование и кадастровое картографирование». Государственный университет по землеустройству. 2012 – 109 с.

20. Майоров А.А. Интеграция геодезического образования // Образовательные ресурсы и технологии. 2015. – № 3 (11). - С.103-110.

21. Малинников В.А. 230 лет геодезическому и картографическому образованию в России // Геопрофи – 2009. – № 2. - С.5-9.

22. Малинников В.А., Соловьёв И.В., Шлапак В.В. Современное высшее геодезическое профессиональное образование и геоинформатика // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка – 2009. – № 6. - С.102-107.

23. Молчанов А.В. Развитие теории С.П. Капицы. Население Земли как растущая иерархическая сеть. Санкт-Петербург: «Академия Тринитаризма», 2006. – 178 с.

24. Новокшанова-Соколовская З.К. Картографические и геодезические работы в России в XIX - начале XX в. - М.: Наука, 1967. – 266 c.

25. Обиденко В.И., Ащеулов А.В. Некоторые аспекты организации учебного процесса и формирования основных профессиональных образовательных программ направлений подготовки в рамках ФГОС ВО // Сборник материалов международной научно-методической конференции. СГУГиТ, Новосибирск, 2016, ч.1. C. 5-9.

26. Рождественский С.В. Исторический обзор деятельности министерства народного просвящения. 1802–1902. — СПб., 1092. — 785 с.

27. Судаков С.Г. Основные топографо-геодезические работы за 50 лет Советской власти. / 50 лет Советской геодезии и картографии. - М.: Недра, 1967. - C. 21-90.

28. Тетерин Г.Н. Системный анализ функциональных и структурных изменений в топографо-геодезическом производстве. - Новосибирск.: Зап.Сиб. кн. изд-во, 1974. – 84 с.

29. Тетерин Г.Н. История геодезии. - Новосибирск, НИИГАиК, 1990, ч.1. – 68 с.

30. Тетерин Г.Н. История НИИГАиК. - Новосибирск.: НИИГАиК, 1993. 190 с.

31. Тетерин Г.Н. История геодезии в России (до 1917 г.). - Новосибирск.: СГГА, 1994. – 91 с.

32. Тетерин Г.Н. Периодизация истории геодезии // Итоги XLIII на уч-техн. конф. СГГА, 1994 / Межвуз.сб.тр. Новосибирск, 1995, ч.1. C. 31-37.

33. Тетерин Г. Н. Принципы, критерии, законы развития геодезии. // Новосибирск: Сибпринт, 2003. – 106 с.

34. Тетерин Г. Н. Теория развития и метасистемное понимание геодезии // Новосибирск: Сибпринт, 2006. — 162 с.

35. Тетерин Г. Н. История межевания, землеустройства и земельного кадастра - Новосибирск: Сибпринт, 2007. — 99 с.

36. Тетерин Г.Н. История геодезии (до XX в.) // Новосибирск: ООО «Альянс-Регион» 2008 — 300 с.

37. Тетерин Г.Н. Геодезия – это метод или это «Наука о фигуре земли», или нечто большее // Изыскательский вестник. 2009. – № 2. - С.5-11.

38. Тетерин Г.Н. Что такое геодезия? // Изыскательский вестник. 2009. – № 1. - С.48-57.

39. Тетерин Г.Н., Синянская М.Л. Биографический и хронологический справочник (Геодезия, до ХХ в.) – Новосибирск- Сибпринт, 2009. – 516 с.

40. Тетерин Г.Н. Феномен и проблемы геодезии - Новосибирск: СГГА, 2009.- 95 с.

41. Тетерин Г.Н. История геодезии – двадцатый век (Россия, СССР) – Новосибирск- Манускрипт, 2010. – 403 с.

42. Тетерин, Г.Н. «Геометрическое» и «Геофизическое» в геодезии // Вестник СГГА, 2011, №1. — С. 26-33.

43. Тетерин Г.Н., Синянская М.Л. Биографический и хронологический справочник (Геодезия, картография – двадцатый век) Том II – Новосибирск- Манускрипт, 2012. – 592 с.

44. Тетерин Г.Н., Синянская М.Л. Геометрическая концепция и теория развития (предопределенности) геодезии - Новосибирск, СГГА. – 2014. – с 239.

45. Тетерин, Г.Н. Отсутствие геодезии при ее наличии // Геодезия и картография, 2014, №5. — С. 56-60.

46. Тетерин Г.Н., Синянская М.Л. Закон пространственно-временной предопределенности и датировка исторических событий и эпох // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка – 2015. – № 1. - С.38-42.

47. Тетерин Г.Н., Синянская М.Л. Константы и параметры развития геодезии // Геодезия и картография – 2015. – № 6. - С.58-62.

48. 6. Тетерин, Г. Н. К вопросу «о некоторых понятиях геодезии» // Геодезия и картография. — 2015. — № 8. — С. 55-59.

49. Тетерин Г.Н., Телеганов Н.А. Метод и системы координат в геодезии// Новосибирск: СГГА, 2008. - 143 с.

50. Финкельштейн А. М., Ипатов А. В., Скурихина Е. А. и др. Фундаментальное координатно- временное обеспечение системы ГЛОНАСС средствами РСДБ-сети «Квазар-КВО» // Труды ИПА РАН – СПб.; Наука, 2007. № 17. С. 3–23.

51. Хренов Л.С. Хронология отечественной геодезии с древнейших времен и до наших дней. - М., 1987. – 291 с.

52. Юшкевич А.П. Математика и ее преподавание в России XVII–XIX вв. // Математика в школе. — М., 1947. — №2. — с. 11–21.

53. Концепция развития отрасли геодезии и картографии до 2020 года. Утверждена распоряжением Правительства РФ от 17 декабря 2010 года N 2378-р

54. План мероприятий по реализации Концепции развития отрасли геодезии и картографии до 2020 года, утвержденный распоряжением Правительства Российской Федерации от 7 июля 2011 года № 1177-р.

55. Программа развития геодезии и картографии на основе плана мероприятий по реализации концепции развития отрасли геодезии и картографии до 2020 г. Москва, 2012 г.

56. Проект стратегии топографо-геодезического и картографического обеспечения Российской Федерации на перспективу до 2030 года. Москва, 2015 г.

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АГП - аэрогеодезическое предприятие

АГС - астрономо-геодезическая сеть

АГЭ - аэрогравиметрическая экспедиция

АКА - автоматический космический аппарат

АКС - автоматизированная картографическая система

АС - автоматизированные системы

АСК - автоматизированная система картографирования

БД - базы данных

БПЛА - беспилотные летательные аппараты

БСАМ - Большой советский атлас мира

ВАГС - высокоточная астрономо-геодезическая сеть

ВГУ - Высшее геодезическое управление

ВКТ - всесоюзный картографический трест

ВСНХ - Всесоюзный совет народного хозяйства

ВТО - военно-топографический отдел

ВТОГИГР - Всесоюзный трест основных геодезических и гравиметрических работ

ВТС - военно-топографическая служба

ВТУ - военно-топографическое управление

ГАО - главная астрономическая обсерватория

ГВО - главная высотная основа

ГГГГУ - Главное геолого-гидро-геодезическое управление

ГГК - Главный геодезический комитет

ГГО - государственное географическое общество

ГГрС - государственная гравиметрическая сеть

ГГС - государственная геодезическая сеть

ГГУ - главное геодезическое управление

ГДП - геодинамические полигоны

ГЕО-ИК-2 - космическая геодезическая система

ГЗК - государственный земельный кадастр

ГИГК - Государственный институт геодезии и картографии

ГИИГИС - государственный институт инженерно-геодезических изысканий и съемок

ГИС - геоинформационные системы

ГК - геодезический комитет

ГК - городской каластр

ГК,1995, N5 - журнал «Геодезии и картографии», за 1958 г. N5

ГМГС - Государственный межведомственный геодезический Совет

ГО - геодезическое обоснование

ГПЗ - гравитационное поле Земли

Гр ПЗ - гравитационное поле Земли

ГСВЧ - Государственная служба времени и частоты

ГСО - геодезическое съемочное обоснование

ГСС - геодезические сети сгущения

ГУГК - Главное управление геодезии и картографии

ГУГСК - главное управление государственной съемки и картографии

ГУЗ - Государственный университет землеустроительства

ГФГС - государственная фундаментальная гравиметрическая сеть

ДГС - доплеровская геодезическая сеть

ДЗ - дистанционное зондирование

ДЗЗ - дистанционное зондирование Земли

ЕАСОГПИ - единые автоматизированные системы обеспечения геопространственной информацией

ЕГРЗ - единый государственный реестр земель

ЕГРН - Единый Государственный реестр недвижимости

ЕГРП - Единый государственный реестр прав на недвижимое имущество и сделок с ним

ЕКО ГКН - единая картографическая основа государственного кадастра недвижимости

ЕЭКО - единая электронная картографическая основа

ЗЗК - Земской земельный кадастр

ЗК - земельный кадастр

ЗКП - земельные кадастровые палаты

ИИС - информационно-измерительная(ые) система(ы)

ИФЗ - институт физики Земли

КА - космический аппарат

КВТ - Корпус военных топографов

КГТ - корпус гражданских топографов

КИ - космическая информация

ККК - космические картографические комплексы

ККС - компьютерные картографические системы

КЛИВТ - комплексная лаборатория исследования внеземных территорий

КМУ - Константиновское межевое училище

ЛЗРГ - логистический закон развития геодезии

МАГ, IAG - Международная ассоциация геодезии

МАС - Международный астрономический союз

МГА - Международная геодезическая ассоциация

МГГС - международный союз геодезии и геофизики

МГИ - Московский геодезический институт

МГК - межведомственный геодезический комитет

МГС - мировая гравиметрическая сеть

МГСС - мировая гравиметрическая стандартная сеть

МИИГАиК - Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии

МИИЗ - Московский институт инженеров землеустройства

ММИ - Московский межевой институт

МосГУГК - Московский государственный университет геодезии и картографии

МОФДЗ - Международное общество фотограмметрии и дистанционного зондирования

МСВЗ, IERS - Международная служба вращения Земли

НИИГАиК - Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и

НИИПГ - научно-исследовательский институт прикладной геодезии

НКВД - Народный комиссариат внутренних дел

НКТП - Народный комиссариат тяжелой промышленности

НЛ - номенклатурный лист

НТД - нормативно-техническая документация

ОГИ - омский геодезический институт

ОГС - опорная геодезическая сеть

ОМС - опорная межевая сеть

ОП-ГГС - основные положения по государственным геодезическим сетям

ОТ - организация территорий

ОЦНК - открытые цифровые навигационные карты

ОЦТК - открытые цифровые топографические карты

ПАК СОЦИМ - создание и обновление цифровой информации о местности

П4Н - принцип четырех направлений

П6Н - принцип шести направлений

ПВГ - принцип «вертикаль-горизонталь»

ПВЗ - параметры вращения Земли

ПВП - приборы вертикального проектирования

ПДМГЭ - постоянно действующая морская гравиметрическая экспедиция

ПЗ-90 - параметры Земли 1990 г.Система геодезических параметров, включающая фундаментальные геодезические постоянные, параметры общеземного эллипсоида, параметры гравитационного поля Земли, геоцентрическую систему координат и параметры ее связи с другими системами координат. Используется в целях геодезического обеспечения орбитальных полётов и решения навигационных задач (в частности, для обеспечения работы глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС). ПЗ-90 заменила предыдущие наборы ПЗ-77 и ПЗ-85 и является альтернативой WGS 84.

ПНГК - подвижные навигационно-геодезические комплексы

ПЦТС - подвижная цифровая топографическая система

ПЭВМ - персональные ЭВМ

РГО - Русское географическое общество

РИПД - инфраструктура пространственных данных Российской Федерации

РИРВ - ОАО «Российский институт радионавигации и времени»

РЛСБО - радиолокационные системы бокового обзора

РСА - радиолокаторы с синтезированной апертурой

РСДБ - радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой

САГИ - Сибирский астрономо-геодезический институт

САК - системы автоматического контроля

СВДЗК - современные вертикальные движения земной коры

СГА - спутниковая геодезическая аппаратура

СГИ - Сибирский геодезический институт

СГС - спутниковая годезическая сеть

СДГС - спутниковая дифференциальная геодезическая сеть

СДЗК - современные движения земной коры

СДИД - система дистанционного измерения деформаций

СДКМ - система дифференциальной коррекции и мониторинга радионавигационных полей

СК - система координат

СК-42 - система координат 1942 г.

СК-95 - единая государственная система геодезических координат 1995 г.

СНК - Совет народных комиссаров

СРНС - спутниковые радионавигационные системы

СЭ - структурные элементы

ТГП - топографо-геодезическое производство

ТИСИЗ - трест инженерно-строительных изысканий

ТК - топографические карты

ТРГ - теория развития геодезии

ТСВС - топографическая служба вооруженных сил

УВТ - Управление военных топографов

УОМЗ - Уральский оптико-механический завод

ФАГС - фундаментальная астрономо-геодезическая сеть

ФГАМ - физико-географический атлас мира

ФКГФ - Федеральный картографо-геодезический фонд

ФКП - Федеральная космическая программа

ФРПП - форма, размер, пространственное положение

ЦК - цифровые камеры

ЦМК - цифровая модель карты

ЦММ - цифровая модель местности

ЦНИИГАиК - Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэрофотосъемки и картографии

ЦТИ - цифровая топографическая информация

ЦТК - цифровая топографическая карта

ЦТП - цифровая топографическая продукция

ЦЭНКИ - Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры

ЭК - электронная карта

GCRS - геоцентрическая небесная система координат

GGOS - Глобальная Геодезическая Система Наблюдений

GRS-80 - геодезическая референц-система 1980 г.

ICRF - Международная небесная опорная система отсчета (International Celestial Reference Frame)

ICRS - Международная небесная система координат (International Celestial Reference System )

IERS – МеждународнаяслужбавращенияЗемли (International Earth Rotation Service)

ITRS – International Terrestial Reference System – международнаяземнаясистемакоординат. Реализуется путем построения земной опорной основы ITRF (Frame), закрепленной сетью наземных пунктов с координатами, являющимися функциями времени.

JFGRN - Международная сеть абсолютных опорных гравиметрических пунктов

UTC - Всемирное координированное время

WGS-72, 84 - Мировая геодезическая система-72, 84. WGS-84 является четвертой из серии глобальных геоцентрических системкоординат, созданных Министерством обороны США.

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ПРЕДИСЛОВИЕ I4

ПРЕДИСЛОВИЕ II5

ВВЕДЕНИЕ 6

В.1. Системные основы современной геодезии. 6

В.2. Логистический закон развития геодезии. 10

В.3. Критерии развития геодезии.13

В.4. Методология развития трех древнейших наук – их общность и разделенность. 14

ЧАСТЬ I

ГЕОДЕЗИЯ, КАРТОГРАФИЯ И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО ДО ХХ ВЕКА. 17

Глава 1

ГЕОДЕЗИЯ В РОССИИ ДО XIX в.18

1.1. Строительство городов и геодезия в древней Руси. 18

1. 2. Геодезические, картографические и межевые (землеустроительные) работы до XVIII в. 20

1.3. Геодезия во времена Петра I. 24

1.4. Послепетровский период (ХVIII в.). 26

1.5. Межевые съемки. 28

1.6. Меры измерений. 30

1.7. Подготовка кадров. Геодезическая литература. 31

1.8. Достижения в геодезии. 38

Глава 2

ГЕОДЕЗИЯ В РОССИИ В XIX в.41

2.1. Особенности развития геодезических работ. 41

2.2. Геодезия в строительстве городов и железных дорог в XIX-XX вв. 43

2.2.1. Строительство городов. 43

2.2.2. Железнодорожное строительство в России. Великий Сибирский путь. 44

2.3. Межевание и земельный кадастр. 46

2.3.1. Межевые и кадастровые работы. 46

2.3.2. Столыпинские земельные реформы и землеустройство.50

2.4. Изменения в предмете и методе геодезии. Основные задачи.51

2.5. Развитие триангуляционных, астрономических и гравиметрических работ.

Градусные измерения. 52

2.6. Нивелирные работы.56

2.7. Топографические и картографические работы.57

2.8. Измерительные приборы. Нормальные меры.59

2.9. Структура организации геодезических работ. 60

2.10. Образование и подготовка кадров. 61

2.11. Московское учебное заведение для колонновожатых. 63

2.12. Некоторые замечания по учебникам и терминологии. 66

2.13. Основные достижения в отечественной геодезии в XIX в. 68

ЧАСТЬ II

ГЕОДЕЗИЯ, КАРТОГРАФИЯ И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО В ХХ ВЕКЕ. 69

Глава 3

ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ СССР. 70

3.1. Становление геодезических работ. Формирование гражданской и военной служб. 70

3.2. Особенности и направления развития геодезии.Реорганизация системы управления отрасли геодезии и картографии. 73

Глава 4

ТОПОГРАФО_ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РОССИИ И СССР. 75

4.1. Государственные геодезические сети (плановые). 75

4.2. Схемы, программы, этапы развития нивелирных сетей. 79

4.3. Создание государственной гравиметрической сети. 82

4.4. Космическая геодезия и координатные системы. 85

2.5. Геодинамические исследования. 93

2.6. Основные методы и технологии координатизации пространства. 94

Глава 5

КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ СССР; ТОПОГРАФИЯ И АЭРОФОТОТОПОГРАФИЯ. 99

5.1. Картографическая обеспеченность территории России к 1917 г. 99

5.2. Развитие топографических съемок. 100

5.2.1. Топографические съемки в России в начале XX в. 100

5.2.2. Начальний период (1918–1928); выбор масштабов съемки и составление карт

(1918–1928). 100

5.3. Аэросъемка и формирование новых технологий картографирования

(сер. 20-х-сер. 30-х гг.). 101

5.4. Формирование дифференцированного метода стереосъемки. 104

5.5. Геодезисты и топографы, топографо-геодезические работыв военные годы

(1941-1945 гг.). 106

5.6. Топографические съемки в послевоенные десятилетия. 107

5.7. Механизация и автоматизация в топографических съемках. 109

5.8. Новые методы и технологии съемок;аналоговая, аналитическая и цифровая фотограмметрии;

цифровая аэросъемка. 113

5.9. Космические съемки, дистанционное зондирование. 120

Глава 6

ИСТОРИЯ КАРТОГРАФИИ В СССР. ОРГАНИЗАЦИЯ КАРТОГРАФИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА 125

6.1. Период становления (1918-1930). 125

6.2. Картография Советского Союза в 30-х и 40-х годах. 128

6.3. Картография в СССР в послевоенные годы. 131

6.4. Картографическая отрасль в последнее десятилетие XX в. 132

6.5. Электронно-цифровая революция в картографии и компьютерные технологии.

Спутниковая картография. 133

6.6. Общая характеристика развития цифровых методов в картографии. 135

6.7. Компьютерное и цифровое картографирование. 137

6.7.1. Технология цифрования ТК масштабов 1:1000000 и 1:200000. 137

6.7.2. Технология цифрования топографических карт масштабов 1:10000-1:100000. 138

Глава 7

РАЗВИТИЕ ПРИКЛАДНОЙ ГЕОДЕЗИИ В СССР. 140

7.1. Инженерная геодезия - истоки и особенности развития. 140

7.2. Общие закономерности развития прикладной геодезии в XX в. 141

7.3. Город - как основной объект инженерной геодезии. 144

7.4. Автоматизация крупномасштабных съемок. 149

7.5. Изыскания. Организационная структура инженерно-геодезических работ. 150

7.6. Поиск и съемка скрытых коммуникаций. 151

7.7. Развитие инженерно-геодезических сетей. 152

7.8. Вынос проекта инженерного сооружения в натуру. 154

7.9.Геодезическое обоснование строительно-монтажныхи эксплуатационных работ. 156

7.9.1. Сооружения мачтового и башенного типа. 156

7.9.2. Геодезическое обеспечение строительно-монтажных работ при возведении электростанций. 157

7.10.Наблюдения за деформациями, осадкамии кренами инженерных сооружений. 158

7.10.1. Измерение деформаций (по высоте) и осадок. 158

7.10.2. Створные наблюдения. Струнные и лазерные методы определения деформаций. 159

7.10.3. Информационно-измерительные системы геодезического назначения. 160

7.10.4. Методы и средства контроля кренов и подкрановых путей. 161

7.11.Применение фотограмметрии в прикладной геодезии. 162

7.12.Панорамные съемки и аппаратура. 163

7.13.Инженерно-геодезические приборы и инструменты. 165

Глава 8

КАДАСТР. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОДЕЗИИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ. 169

8.1. Землеустройство и кадастр в СССР. 169

8.2. Межевание и землеустройство в России, - закономерности и их нарушение. 173

8.3. Кадастр в России в конце 90-х годов. 178

Глава 9

ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ В СССР.181

9.1. Общая характеристика. 181

9.2. Высшее геодезическое образование. 181

9.3. Высшее геодезическое образование во второй половине XX века. 184

9.4. Среднее геодезическое образование. 186

Глава 10

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ОРГАНИЗАЦИИ И ГЕОДЕЗИСТЫ, ВНЕСШИЕ БОЛЬШОЙ ВКЛАД В РАЗВИТИЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И ПРОИЗВОДСТВА В ХХ в. 196

10.1. Системы управления Роскартографии. 197

10.2. Образование, наука. 199

10.3. Производство (АГП, картфабрика, завод). 217

ЧАСТЬ III

ГЕОДЕЗИЯ, КАРТОГРАФИЯ И ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО В ПЕРВЫХ ДВУХ ДЕСЯТИЛЕТИЯХ ХХI ВЕКА. 232

Глава 11

ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ И КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ. 233

11.1.Реорганизация системы управления отрасли геодезии и картографии. 233

11.2.Геодезические системы координат. 240

11.3.Геодезическое обеспечение Российской Федерации. 244

11.3.1.Государственные геодезические сети (плановые). 246

11.3.2.Государственные геодезические сети (высотные). 248

11.3.3.Создание государственной гравиметрической сети. 250

11.3.4.Геодинамические исследования. 254

11.3.5.Космическая геодезия. 257

11.3.6.Современные технологии, методы и средства геодезии. 266

11.4.Топографическое обеспечение Российской Федерации. 285

11.4.1.Современное состояние и перспективы топографического обеспечения и его обновление. 285

11.4.2.Методы съемок и системы, применяемые в топографии. 287

11.5.Картографическое обеспечение Российской Федерации. 298

11.5.1.Современное состояние картографического обеспечения России. 298

11.5.2.Изданные картографические произведения. 302

11.5.3.Современные технологии картографирования. 308

Глава 12

ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВО И КАДАСТР В РОССИИ. 317

12.1. Земельные реформы. 317

12.2. Современный кадастр. 321

12.3. Кадастровая оценка. 325

Глава 13

ОБРАЗОВАНИЕ. 328

13.1.Особенности и значимость образования в первые два десятилетия ХХI в. 328

13.2.Реформы и изменения в отечественном геодезическом образовании. 333

13.3.Новые понятия, профессии и учебные программы в образовании. 335

13.4.Обоснование понятия геодезия в ХХI в. 336

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 339

ЛИТЕРАТУРА. 340

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ. 342

Скачано с www.znanio.ru

[1]_{file:///C:/Users/User/Downloads/4-12.pdf}

[2]http://www.kik-sssr.ru/Coordinates_geodesy.htm

[3]http://docs.cntd.ru/document/gost-r-51794-2008

[4]Побединский Г.Г. Системы координат и нормативное регулирование создания и функционирования спутниковых сетей точного позиционирования. //Геопрофи-2016. - №6. - С. 4-12.

[5]http://docs.cntd.ru/document/420347207

[6]https://rosreestr.ru/site/activity/geodeziya-i-kartografiya/geodezicheskoe-obespechenie-territorii-rossiyskoy-federatsii/

[7]http://lib.ssga.ru/fulltext/UMK/120103%20(%D0%B4%D0%BE%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5)/8%20%D1%81%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D1%81%D1%82%D1%80/%D0%A1%D0%BE%D0%B2%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D1%8B%20%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9%20%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D0%B8/120103%20%D0%A2%D0%B5%D0%BE%D1%80.%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%B0%D0%BB%D1%8B%20%D0%A1%D0%9F%D0%A4%D0%93%202011.pdf

[8]https://geod.ru/equipment/#CG5

[9]http://ppcmnic.ru/gnss/glonass/description

[10]http://www.hob-vasilevskoe.lact.ru/sila-rossii/navigatsionnaya-sputnikovaya-sistema-glonass

[11]https://ru.wikipedia.org/wiki/Орбитальная_спутниковая_группировка_России

[12]http://pandia.ru/text/78/206/10211.php

[13]http://docplayer.ru/31877004-Globalnye-navigacionnye-sputnikovye-sistemy.html

[14]http://lib.ssga.ru/fulltext/UMK/120101/5%20%D1%81%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D1%81%D1%82%D1%80/%D0%92%D1%8B%D1%81%D1%88%D0%B0%D1%8F%20%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D1%8F/120101%20%D0%9C%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4.%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%B5%20%D0%92%D1%8B%D1%81%D1%88%D0%B0%D1%8F%20%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D1%8F%202004.pdf

[15]http://life-prog.ru/1_35144_sputnikovie-geodezicheskie-izmereniya.html

[16]http://life-prog.ru/1_35144_sputnikovie-geodezicheskie-izmereniya.html

[17]http://zabika.ru/adpopaa

[18]http://www.studfiles.ru/preview/4156704/page:5/

[19]http://lfvn.astronomer.ru/report/0000007/p000007.htm

[20]http://www.ipa.nw.ru/PAGE/obsmap02.htm

[21]http://www.bbc.com/russian/science/2016/01/160130_europe_space_laser_network

[22]http://shmat-razum.blogspot.ru/2016/01/lunar-laser-ranging.html

[23]http://www.npk-spp.ru/deyatelnost/lazernaya-set/121-rossijskaya-set-lazernyx-stanczij.html

[24]http://ntk.kubstu.ru/file/958

[25]http://www.laserlocation.ru/catalog/navigation/gnss-pro/3229/

[26]http://www.geo-instrument.ru/products/geo-fennel-fl-110-ha/

[27]http://geo-otziv.ru/products/416

[28]file:///C:/Users/User/Downloads/GP_5-2015.pdf

[29]Васильев И.В. О разработке стратегии топографо-геодезического обеспечения РФ на перспективу до 2030 года //Геопрофи.-2015. - №5. - С. 4-15.

[30]https://www.geoscan.aero/ru/products/bespilotnie-samoleti/

[31]http://zala.aero/about/bolee-250-kompleksov-zala-kruglosutochno-rabotayut-ot-kaliningrada-do-vladivostoka/

[32]http://unmanned.ru/uav/s300m.htm

[33]http://www.jena.ru/catalog/22/48.html

[34]http://sovzond.ru/products/equipment/mobile-mapping-systems/

[35]http://www.geogr.msu.ru/cafedra/karta/materials/heat_img/files/1/semochnye_sistemy_teplovogo_ik.htm

[36]http://sovzond.ru/products/spatial-data/satellites/

[37]http://www.esri-cis.ru/news/arcreview/detail.php?ID=2399&SECTION_ID=60

[38]http://www.redstar.ru/index.php

[39]http://www.roscosmos.ru/22611/

[40]https://rosreestr.ru/site/activity/kartograficheskie-raboty-federalnogo-naznacheniya/

[41]http://dataplus.ru/news/arcreview/detail.php?ID=4451&SECTION_ID=124

[42]http://map.igras.ru/index.php?r=46

[43]http://www-sbras.nsc.ru/HBC/hbc.phtml?10+542

[44]http://www.geogr.msu.ru/cafedra/karta/anniversary/docs/tutubalina.pdf

[45]http://7tor.org/viewtopic.php?t=2738095

[46]http://vniio.ru/podrazdelenie_1

[47]http://www.pmge.ru/index.php?id=15&lang=RUS

[48]Дупленко А.Г. Этапы и тенденции развития геоинформационных систем // Молодой ученый. — 2015. — №9. — С. 115-117.

[49]http://nashaucheba.ru/v23297/%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%86%D0%BE%D0%B2_%D0%B0.%D1%81._%D1%84%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BA%D0%BE%D0%B2_%D0%B5.%D0%B4._%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B8?page=2

[50]http://gisi20.narod.ru/index5.html

[51]https://www.politerm.com/articles/obzor_gis.pdf

[52]http://www.gisinfo.ru/products/map2005_lin.htm

[53]https://www.politerm.com/products/geo/zulugis/

[54]Чибуничев А.Г., Гук А.П. Фотограмметрия: вчера, сегодня, завтра. // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка – 2016. – № 2. - С.3-9.

[55]Кацарский И.С. О цифровой фотограмметрии и перспективах ее применения //Геопрофи.-2006. - №6. - С. 4-8.

[56]http://vikon-spb.ru/nomid5438.htm?view=print

[57]http://szgi.ru/tehnologicheskoe_oborudovanie_i_pro

[58]https://ru.wikipedia.org/wiki/

[59]http://www.credo-dialogue.com/getattachment/3128a7ab-8850-4077-9317-3ee856beac02/Modern-technology.aspx

[60]http://www.vingeo.com/Rus/Hardware.htm#Color%20Photogrammetric%20Scanner

[61]https://ru.wikipedia.org/wiki/PHOTOMOD

[62]http://www.racurs.ru/?page=515

[63]https://ru.wikipedia.org/wiki/%

[64]http://www.kateralodki.ru/elektkartograf

[65]http://www.ictech.ru/products/eknis/shkiperm

[66]http://rudocs.exdat.com/docs/index-331990.html?page=3

[67]http://zakadom.ru/kategorii_zemel?_openstat=ZGlyZWN0LnlhbmRleC5ydTsxNDg5ODk3NTsxMzI5NjYwMjAwO2dvLm1haWwucnU6Z3VhcmFudGVl&yclid=7274692555532140999

[68]http://www.studfiles.ru/preview/5725387/page:6/

[69]http://www.bestreferat.ru/referat-252850.html

[70]http://irt.su/wp-content/uploads/2012/01/The-history-of-formation-and-development-prospects.pdf

[71]http://www.estimatica.info/assessment/real-estate/144-kadastrovaya-otsenka-stoimosti-istoriya-razvitiya-izmeneniya-perspektivy

[72]http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1035731#.D0.9C.D0.98.D0.98.D0.93.D0.90.D0.B8.D0.9A_.D1.81.D0.B5.D0.B3.D0.BE.D0.B4.D0.BD.D1.8F

[73]http://www.miigaik.ru/about/

[74]https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%B1%D0%B8%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B3%D0%BE%D1%81%D1%83%D0%B4%D0%B0%D1%80%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%83%D0%BD%D0%B8%D0%B2%D0%B5%1%80%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%82_%D0%B3%D0%B5%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC_%D0%B8_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B9 D

[75]https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%BE%D1%81%D1%83%D0%B4%D0%B0%D1%80%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%83%D0%BD%D0%B8%D0%B2%D0%B5%D1%80%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D1%82_%D0%BF%D0%BE_%D0%B7%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D0%B5%D1%83%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D1%83

[76]http://geoblog.ru/education/mesto-geodezii-pri-podgotovke-specia/

[77]http://geoblog.ru/education/mesto-geodezii-pri-podgotovke-specia/

[78]http://xn--c1akgjz.xn--p1ai/%D0%BE%D0%B1%D1%89%D0%B0%D1%8F-%D0%B8%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F/

[79]http://umo.miigaik.ru/

[80]http://rway.ru/Events/Event.aspx?eventId=57

[81] Бровар Б.В., Юркина М.И. Об эволюции содержания главных задач геодезии и гравиметрии // Изыскательский вестник. – 2011. – № 11.

[82] Бровар, Б. В. О некоторых понятиях геодезии/ Б. В. Бровар, В. П. Горобец // Геодезия и картография. — 2015. — № 2. С. 61-64.

[83]Тетерин, Г.Н. Закон пространственно-временной предопределенности и датировка исторических событий и эпох / Г.Н. Тетерин, М.Л. Синянская // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2015. – № 1 . – С. 38-42.

ВВЕДЕНИЕ С учетом общей характеристики развития геодезии

Достигнуто существенное повышение точности установления государственной геоцентрической системы координат по отношению к системе координат

Международной службы вращения Земли и

Система координат ГСК-2011 опирается на фундаментальную астрономо-геодезическую сеть, которая служит исходной геодезической основой для построения заполняющих спутниковых сетей и практически реализует геоцентрическую систему координат в…

Прогрессивные технологии картографо-геодезического обеспечения

Все составляющие единой государственной системы геодезического обеспечения тесно взаимосвязаны между собой и не могут развиваться независимо друг от друга [ 4]

Государственная нивелирная сеть

ГФГС) – 4.1%, пунктов государственной гравиметрической сети 1-го класса (ГГрС-1) – 15%

Рис. 11.3. Гравиметрическая сеть 1 класса

ГБЛ-М №003 производства ИАиЭ СО

Рис. 11.8. Байкальский геодинамический полигон

Рис. 11.10.Северо-Кавказский геодинамический полигон 5

ФАГС 10 - 15 должны быть постоянно действующими, а остальные - периодически переопределяться группами с цикличностью, зависящей от геодинамической активности региона; - высокоточная геодезическая сеть…

Орбитальная группировка по состоянию на 27 марта 2008 г

На конец 2011 г. система ГЛОНАСС определяла местонахождение объекта с точностью до 4,5 м, но уже в начале 2012 г

Пирс» ; - малый исследовательский модуль «Поиск» ; - малый исследовательский модуль «Рассвет» ; - 1 транспортный пилотируемый корабль серии «Союз

КА серии « «ГЕО-ИК-2» » (КА «Космос-2470» был запущен 01

Выполнены глобальные определения формы геоида, сопровождающиеся определениями координат многочисленных точек, находящихся на земной поверхности

Спутниковые технологии геодезических измерений дают возможность объединения плановых, нивелирных и гравиметрических сетей в единую совокупность геодезических пунктов, обеспечивающих развитие и взаимосвязь этих трех составляющих системы…

При сетевом методе (рис. 11.25, в) определяемые пункты связывают измерениями не только с опорными пунктами, но и между собой

Радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами (РСДБ)

В конце апреля 2004 г. на одной из крупнейших российских антенн диаметром 64 метра «Медвежьи

Проект спутника и технологии передачи данных со скоростью 1,8

КОС 14Ц214 г. Байконур, Казахстан (мобильный комплекс); -

Геодезические приборы начала ХХI в

Все приемники этой серии оснащены минимальной панелью управления

При прокладке шахт и туннелей, а также при других работах в условиях плохой освещенности, эффективно использование лазерного теодолита

Новая модель безотражательных электронных тахеометров

Для точного нивелирования создан цифровой нивелир, работающий по кодированной рейке

Облака точек могут быть преобразованы в программном обеспечении

Топографические карты масштаба 1:10 000 и планы населенных пунктов с численностью населения менее 50 тысяч устарели в целом по стране на 80% (2011 г

В соответствии с этими Нормами ежегодно

При съёмке городов и населённых пунктов получаемое трёхмерное изображение позволяет успешнее проводить работы по организации территорий

LeicaScanStation P30 (рис. 11.66): дальность до 120 м, скорость до 1 000 000 точек в секунду

С 2004 г. команда квалифицированных специалистов

Мобильная сканирующая система может монтироваться на автомобилях, судах, железнодорожных платформах и других транспортных средствах

ГЭС, гидроузлы, шлюзы, причальные стенки (съемка с маломерных водных судов без переработки системы); - зоны осушки в приливно-отливных частях береговой линии с воды; - низменные…

VQ580, VQ480i (рис. 11.81) и VQ380i — воздушные лазерные сканеры для широкого круга аэросъемочных работ

Оптико-электронные спутники . Оптико-электронные спутниковые системы дистанционного зондирования

КА «Ресурс-П» обеспечивает следующие режимы съёмки: объектовая; маршрутная; стереосъёмка маршрутов размером 115 км; съёмка площадок размером до 100 км х 300 км

На международном военно-техническом форуме «Армия-2016», который проходил в

ФЦП); - в масштабе 1:50 000 – 58 573 номенклатурных листа (113,5 %); - в масштабе 1:25 000 – 62 334 номенклатурных листа (131,7 %);…

Единая электронная картографическая основа (ЕЭКО) – универсальный информационный ресурс, содержащий открытые пространственные данные различных масштабов и предназначенный для решения широкого спектра задач [1]

Первый том НАР опубликован в 2005 г

Географический факультет МГУ подготовил атлас «Российская

Рис. 11.89. Атлас Мира. В 2015 г

Федеральным Государственным научно-производственным предприятием «Полярная

Пользовательский период» (конец 1990– начало 2000-х гг

ГИС нового поколения представляют собой многофункциональные программные комплексы, при помощи которых можно создавать цифровые многослойные карты любого масштаба, работать с растровыми и векторными изображениями, конвертировать…

GIS PanoramaMobile Программа для навигации по векторным и растровым картам и матрицам высот в форматах

Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.

12.10.2023