Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние годы информатика,
приобрела новые мощные средства управления общественным
развитием: геоинформационные системы (ГИС), новейшие
спутниковые и аэрокосмические технологии сбора
пространственно-распределённой информации. Кроме того, человечество впервые в истории получило преимущественную пространственно-временную систему координат с началом в центре масс Земли WGS-84 и ПЗ-90, зафиксированное с помощью орбитальных спутников глобальных навигационных систем определения местоположения NAVSTAR GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия) и соответствующих наземных пунктов. Приёмники спутниковых навигационных систем позволяют с максимальной точностью определять положение подвижных объектов в режиме реального времени, что делает их, в сочетании с ГИС, незаменимым средством управления транспортными объектами.
В соответствии с Концепцией создания геоинформационных систем железнодорожного транспорта (Левин Б. А, Матвеев С. И., Цветков В.Я. М: МИИТ 2001) и Программой информатизации железнодорожного транспорта России на период с 1996 по 2005г. (М.: МПС РФ 1995), ГИС предназначены для информационно -аналитического обеспечения всех Комплексов информационных технологий (КИТ 1, 2, 3, 4 ). Одними из приоритетных направлений применения ГИС являются: По комплексу 1 (Движение):
Создание цифровых моделей главных путей железных дорог России, обеспечивающих решение задач автоматизации управления движением поездов. По комплексу 3 (Инфраструктура железнодорожного транспорта):
Создание реперных систем контроля плана и профиля путей
скоростных направлений железных дорог, как геометрической
основы ГИС, перекрывающей по своей точности все
возможные сферы деятельности железнодорожного транспорта.
И реперные системы, и цифровые модели пути являются
универсальными опорными геодезическими сетями специального
назначения. Их основой являются спутниковые каркасные сети, при
создании которых необходимо применение новых схем
РОС национальная)
CnetefW д п у\
спутниковых измерений, учитывающих специфику
железнодорожного транспорта.
Цель диссертационной работы. Разработка оптимальных схем измерений, выполняемых при создании репсрных систем и цифровых моделей железнодорожного пути с помощью геодезических приёмников спутниковых радионавигационных систем (СРНС) ГЛОНАСС/GPS. Задачи исследований:
анализ , существующих методов построения каркасных спутниковых геодезических сетей с целью выбора оптимальных для условий железнодорожного транспорта;
разработка оптимальных схем спутниковых измерений, выполняемых при создании реперных систем и цифровых моделей железнодорожного пути;
анализ точности и обусловленности систем линейных алгебраических уравнений, возникающих при математической обработке различных схем измерений методом наименьших квадратов;
разработка способа и подвижного устройства для создания цифровых моделей пути с помощью СРНС аппаратуры;
разработка алгоритма учёта поправок за наклон антенны спутникового приёмника с целью повышения точности координат точек цифровой модели пути;
апробация результатов исследований на опытных участках железных дорог и экспериментальном кольце ВНИИЖТа. Методы исследований. Теоретические методы: статистическое моделирование, метод наименьших квадратов. Экспериментальные методы: анализ реальных СПУШИКОВЬГХ измерений, исследование цифровых моделей пути экспериментального кольца. Научная новизна работы состоит в том, что автором предложены новые эффективные схемы спутниковых измерений, выполняемых при создании каркасных спутникоых сетей железнодорожного транспорта, основанные на комбинационном методе измерений. Практическая и теоретическая значимость работы состоит в получении следующих основных результатов, которые и выносятся на защиту:
1. разработаны оптимальные схемы спутниковых измерений для
создания каркасных сетей реперных систем и цифровых моделей
железнодорожного пути;
2. разработана методика создания каркасных опорных
геодезических сетей реперных систем спутниковыми методами;
-
разработан способ и подвижное устройство для создания цифровой модели пути с помощью приёмников СРНС и электронного уровня;
-
разработан алгоритм учета наклона антенны спутникового приёмника при создании, цифровой модели пути с помощью данного подвижного устройства и электронного уровня.
Апробация и научные публикации. Исследования выполнены по материалам, полученным при создании реперных систем контроля геометрического положения пути на Северной железной дороге (участки: Александров, Владимирская область; Галич, Костромская область; Свеча, Кировская область), Московской железной дороге (участок Москва - Петушки), созданию ОГС и цифровой модели Л пути экспериментального железнодорожного кольца ВНИИЖТа по плану НИОКР МПС (тема 19.10.02).
Основные положения диссертации докладывались и одобрены на конференциях "Неделя науки 2001", "Неделя науки 2002", "Неделя науки 2003" МГУПС, 20О1-2ООЗг. заседаниях кафедры "Геодезия и геоинформатика" МГУПС.
Основные положения диссертации изложены в 4 опубликованных работах.
Структура и объем диссертации. Объем диссертации составляет 159 страниц. Работа содержит 9 таблиц, 26 рисунков, 5 графиков. Диссертация включает введение, четыре главы, заключение, библиографический список литературы из 84 наименований.
