Геомаркетинг » МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ ВЫСОТ ПУНКТОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СПУТНИКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

DOI: 10.25296/1997-8650-2021-15-3-4-20-29

ПРИОБРЕСТИ ПОЛНУЮ ВЕРСИЮ за 300 руб.

“Инженерные изыскания” Том XV, № 3-4/2021

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ ВЫСОТ ПУНКТОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СПУТНИКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Брынь М.Я., Баширова Д.Р.

Брынь М.Я., Баширова Д.Р., 2021. Методика определения нормальных высот пунктов по результатам спутниковых измерений для строительства и реконструкции автомобильных дорог. Инженерные изыскания, Том XV, № 3–4, с. 20–29, https://doi.org/10.25296/1997-8650-2021-15-3-4-20-29.

Преобразование геодезических высот в систему нормальных высот представляет большую практическую значимость, в т.ч. на разных этапах жизненного цикла автомобильных дорог. В представленной статье проведена оценка необходимой точности определения высот. Выполнен анализ состояния изученности вопроса, рассмотрено применение локальных моделей квазигеоида. Авторами поставлена задача установления необходимого числа пунктов при выборе метода построения локальной модели квазигеоида, а также расстояния от исходных до определяемых пунктов, на котором обеспечивается требуемая точность определения высот. Проведено исследование на экспериментальном участке с 298 пунктами с известными значениями геодезических и нормальных высот. Из их числа были отобраны ближайшие пункты, расположенные с двух сторон относительно оси проектируемой автомобильной дороги. Для решения задачи построения локальной модели квазигеоида выбран программный продукт Golden Software Surfer. На основе полученных данных выполнено построение поверхности по плановым координатам точек и значениям аномалии высоты (высоты квазигеоида над поверхностью референц-эллипсоида). Авторами разработана методика построения модели квазигеоида на локальном участке, обеспечивающая требуемую точность определения высот при строительстве и реконструкции автомобильных дорог. Для оценки влияния количества пунктов на точность аппроксимации помимо встроенных методов оценки точности Golden Software Surfer вычислены средние квадратические погрешности определения высот по контрольным точкам. Установлена последовательность шагов для проектирования числа совмещенных пунктов на основе глобальной модели геоида EGM2008: выбор пунктов с известными нормальными высотами в районе работ, определение разности геодезических и нормальных высот по выбранной модели, построение поверхности по полученным данным, вычисление параметров преобразования ортометрических высот в систему нормальных высот. Отмечено, что для построения локальной модели квазигеоида на рассматриваемой местности для целей проектирования и строительства дорожной сети достаточно иметь совмещенные пункты на расстоянии 8 км.

1. Абакушина М.В., Непоклонов В.Б., 2016. Оценка точности моделей гравиметрического геоида в континентальных районах.
Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка, № 6, с. 17–23.
2. Войтенко А.В., Быков В.Л., 2010. Построение локальной модели квазигеоида на территорию Омской области с использованием результатов уравнивания спутниковой геодезической сети. ГЕО-Сибирь, Том 1, № 3, с. 43–48.
3. Ганагина И.Г., Челнокова Д.С., Голдобин Д.Н., 2020. Создание модели квазигеоида на локальном участке средствами ГИС. Вестник СГУГиТ, Том 25, № 3, с. 14–25, https://doi.org/10.33764/2411-1759-2020-25-3-14-25.
4. Голубинский А.Н., 2007. Методы аппроксимации экспериментальных данных и построения моделей. Вестник Воронежского института МВД России, № 2, с. 138–143.
5. Гувеннов М.Б., 2011. Разработка методики научно обоснованного выбора модели высот квазигеоида при постобработке результатов спутникового нивелирования в составе инженерно-геодезических изысканий для строительства. Инженерные изыскания, № 8, с. 34–46.
6. Гувеннов М.Б., 2012. Разработка методики научно обоснованного выбора модели высот квазигеоида при постобработке результатов спутникового нивелирования на линейных объектах большой протяженности. Инженерные изыскания, № 2, с. 46–63.
7. Дреева Ф.Р., Реутова Н.В., Реутова Т.В., 2018. Решение задач картографирования гидрохимической информации с помощью геоинформационной системы Surfer. Известия Кабардино-Балкарского научного Центра РАН, № 5(85), с. 12–17.
8. Журкин И.Г., Нейман Ю.М., 1988. Методы вычисления в геодезии. Недра, Москва.
9. Испулов А.А., Сунцов Е.В., Иванов С.Л., Трущинский А.Ю., 2019. Выбор метода аппроксимации экспериментальных данных. Известия Тульского государственного университета. Технические науки, Вып. 3, с. 122–129.
10. Канушин В.Ф., Ганагина И.Г., Голдобин Д.Н., Мазурова Е.М., Косарев Н.С., Косарева А.М., 2017. Современные глобальные
модели квазигеоида: точностные характеристики и разрешающая способность. Вестник СГУГиТ, Том 22, № 1, с. 30–49.
11. Ларионов А.А., Рудницкая Н.И., 2016. Создание локальной модели высот квазигеоида геометрическим методом. Земля Беларуси, № 1, с. 36–41.
12. Майоров А.Н., 2008. Разработка технологии и создание модели квазигеоида с использованием спутниковых данных. Автореф. дис. … канд. техн. наук, МИИГАиК, Москва.
13. Мальцев К.А., Мухарамова С.С., 2014. Построение моделей пространственных переменных (с применением пакета Surfer). Изд-во Казанского университета, Казань.
14. Непоклонов В.Б., Лидовская Е.А., Спесивцев А.А., 2014. Оценка качества моделей гравитационного поля Земли. Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка, № 2, с. 24–32.
15. Непоклонов В.Б., Чугунов И.П., Яковенко П.Э., Орлов В.В., 1996. Новые возможности развития сети нормальных высот на территории России. Геодезия и картография, № 7, с. 20–22.
16. Обиденко В.И., Опритова О.А., Решетов А.П., 2016. Разработка методики получения нормальных высот на территории
Новосибирской области с использованием глобальной модели геоида EGM2008. Вестник СГУГиТ, № 1(33), с. 14–25.
17. Писецкая О.Н., Ярмоленко А.С., 2018. Определения геоида на локальной территории. Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки, № 8, с. 193–197.
18. Солодовник А.И., Шурыгин Д.Н., Литовченко Т.В., Николаева Д.М., Николаева А.М., 2017. Высокоточное спутниковое
нивелирование и исследование локальной модели высот квазигеоида на территории России. Горный информационно-
аналитический бюллетень, № 12, с. 109–114, https://doi.org/10.25018/0236-1493-2017-12-0-109-114.
19. Чан Т.Ш., 2019. Создание опорной геодезической сети при изысканиях и строительстве с использованием спутниковой технологии определения топоцентрических координат. Дис. … канд. техн. наук, Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург.
20. Шаповалова К.В., 2016. Задача построения высокоточной локальной модели квазигеоида. Актуальные проблемы современной механики сплошных сред и небесной механики, Сборник трудов VI Международной молодежной научной конференции, Томск, 2016, Том 300, с. 135–138.
21. Яковлев П.В., Тухель Е.А., Веселова О.А., 2013. О совершенствовании методов спутниковых высотных определений. Маркшейдерский вестник, № 5(102), с. 45–48.
22. Bentel K., Schmidt M., Gerlach C., 2013. Different radial basis functions and their applicability for regional gravity field representation on the sphere. GEM — International Journal on Geomathematics, Vol. 4, No. 1, pp. 67–96, https://doi.org/10.1007/s13137-012-0046-1.
23. Непоклонов В.Б., 2009. Об использовании новых моделей гравитационного поля Земли в автоматизированных технологиях изысканий и проектирования. Автоматизированные технологии изысканий и проектирования, № 2. URL: https://docplayer.ru/27329757-Ob-ispolzovanii-novyh-modeley-gravitacionnogo-polya-zemli-v-avtomatizirovannyh-tehnologiyah-izyskaniy-iproektirovaniya.html (дата обращения: 11.04.2021).
24. Официальный сайт Федеральной службы государственной статистики. URL: https://rosstat.gov.ru/ (дата обращения: 12.03.2021).

БРЫНЬ М.Я.
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, г. Санкт-Петербург, Россия, bryn@pgups.ru
Адрес: Московский пр-кт, д. 9, г. Санкт-Петербург, 190031, Россия
БАШИРОВА Д.Р.*
Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, г. Санкт-Петербург, Россия, bashirovadinara97@gmail.com

Engineering Survey Vol. XV, No. 3-4/2021

METHODOLOGY FOR DETERMINING THE NORMAL HEIGHTS OF POINTS BASED ON THE RESULTS OF SATELLITE MEASUREMENTS FOR THE CONSTRUCTION AND RECONSTRUCTION OF HIGHWAYS

Bryn M.J., Bashirova D.R.

Bryn M.J., Bashirova D.R., 2021. Methodology for determining the normal heights of points based on the results of satellite measurements for the construction and reconstruction of highways. Engineering Survey, Vol. XV, No. 3–4, pp. 20–29, https://doi.org/10.25296/1997-8650- 2021-15-3-4-20-29.

The transformation of geodetic heights into a system of normal heights is of great practical importance, including at different stages of the highways’ life cycle. The paper assesses the required accuracy of determining heights. The analysis of the state of knowledge of the issue is carried out, the application of local quasi-geoid models is considered. The authors set the task of determining the required number of points when choosing a method for developing a local quasi-geoid model, as well as the distance from the initial to the determined points, at which the required accuracy of determining heights is provided. A study was carried out on an experimental site with 298 points with known values of geodetic and normal heights. Of these, the nearest points were selected, located on both sides of the axis of the projected highway. To solve the problem of constructing a local quasi-geoid model, the Golden Software Surfer was selected. Based on the data obtained, the surface was constructed according to the planned coordinates of the points and the values of the height anomaly (the height of the quasi-geoid above the surface of the reference ellipsoid). The authors have developed a technique for constructing a quasi-geoid model on a local site, providing the required accuracy of determining heights during the construction and reconstruction of highways. To assess the influence of the number of points on the accuracy of the approximation, in addition to the Golden Software Surfer built-in methods, the root mean square deviation of determining heights from control points were calculated. The sequence of stages for designing the number of combined points based on the global geoid model EGM2008 was determined: selection of reference points in the area of work, determination of the height difference based on the application of the global geoid model EGM2008, surface construction based on the data obtained, calculation of the parameters for converting orthometric heights into a system of normal heights. It is noted that to build a local model of a quasi-geoid in the area under consideration, for the purposes of designing and building a road network, it is sufficient to have combined points at a distance of 8 km.

normal height geodetic height transformation of heights heights’ corrections geoid quasi-geoid local model construction and reconstruction of highways

1. Abakushina M.V., Nepoklonov V.B., 2016. Evaluation of the accuracy of gravimetric geoid digital models in continental regions. Izvestia Vuzov “Geodesy and Aerophotosurveying”, No. 6, pp. 17–23. (in Russian)
2. Voitenko A.V., Bykov V.L., 2010. Construction of a local model of the geoid to the territory of the Omsk region, making use of satellite geodetic network adjustment. GEO-Sibir, Vol. 1, No. 3, pp. 43–48. (in Russian)
3. Ganagina I.G., Chelnokova D.S., Goldobin D.N., 2020. Creation of a quasigeoid model on a local section by GIS means. Vestnik SSUGT, Vol. 5, No. 3, pp. 14–25, https://doi.org/10.33764/2411-1759-2020-25-3-14-25. (in Russian)
4. Golubinsky A.N., 2007. Methods of approximation of experimental data and models. development. Thе Bulletin of Voronezh Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia, No. 2, pp. 138–143. (in Russian)
5. Guvennov M.B., 2011. Developing the method of scientifically grounded choice of a quasigeoid altitude model for postprocessing of satellite leveling results as a part of engineering-geodetic survey for construction. Engineering Surveys, No. 8, pp. 34–46. (in Russian)
6. Guvennov M.B., 2012. Developing the method of scientifically grounded choice of a quasigeoid height model for postprocessing
of satellite leveling results for long-haul linear objects. Engineering Surveys, No. 2, pp. 46–63. (in Russian)
7. Dreyeva F.R., Reutova N.V., Reutova T.V., 2018. Solution of the task of mapping hydrochemical information with the help of Surfer geographic information system. News of the Kabardin-Balkar Scientific Center, Russian Academy of Sciences, No. 5(85), pp. 12–17. (in Russian)
8. Zhurkin I.G., Neyman Yu.M., 1988. Calculation methods in geodesy. Nedra, Moscow. (in Russian)
9. Ispulov A.A., Suntsov E.V., Ivanov S.L., Trushchinsky A.Yu., 2019. The experimental data approximation method choice. Izvestiya Tula State University. Technical Sciences, Issue 3, pp. 122–129. (in Russian)
10. Kanushin V.F., Ganagina I.G., Goldobin D.N., Mazurova Ye.M., Kosarev N.S., Kosareva A.M., 2017. Quasigeoid modern global models: accuracy characteristics and resolution. Vestnik SSUGT, Vol. 22, No. 1, pp. 30–49. (in Russian)
11. Larionov A.A., Rudnitskaya N.I., 2016. Creation of a local model of heights of a quasi-geoid by a geometric method. Zemlya Belarusi, No. 1, pp. 36–41. (in Russian)
12. Maiorov A.N., 2008. Development of technology and creation of a quasi-geoid model using satellite data. PhD Thesis, Moscow State University of Geodesy and Cartography, Moscow. (in Russian)
13. Maltsev K.A., Mukharamova S.S., 2014. Building models of spatial variables (using Surfer package). Publishing house of the Kazan University, Kazan. (in Russian)
14. Nepoklonov V.B., Lidovskaya Ye.A., Spesivtsev A.A., 2014. Evaluating quality of models of Earth’s gravitational field. Izvestia Vuzov “Geodesy and Aerophotosurveying”, No. 2, pp. 24–32. (in Russian)
15. Nepoklonov V.B., Chugunov I.P., Yakovenko P.E., Orlov V.V., 1996. New opportunities for the development of a network of normal heights on the territory of Russia. Geodesy and Cartography, No. 7, pp. 20–22. (in Russian)
16. Obidenko V.I., Opritova O.A., Reshetov A.P., 2016. Working out of a technique of reception of normal heights in territory of the Novosibirsk Region with use of Earth gravitanional model EGM2008. Vestnik SSUGT, No. 1(33), pp. 14–25. (in Russian)
17. Pisetskaya O.N., Yarmolenko A.S., 2018. The definitions of the geoid on the local territory. Vestnik Polotskogo Gosudarstvennogo
Universiteta. Seriya F. Stroitelstvo. Prikladnye Nauki, No. 8, pp. 193–197. (in Russian)
18. Solodovnik A.I., Shurygin D.N., Litovchenko T.V., 2017. High-precision satellite leveling and analysis of local model of quasi-geoidal rise in the territory of Russia. Mining Informational and Analytical Bulletin, No. 12, pp. 109–114, https://doi.org/
10.25018/0236-1493-2017-12-0-109-114. (in Russian)
19. Chan T.Sh., 2019. Creation of a reference geodetic network during surveys and construction using satellite technology for determining topocentric coordinates. PhD Thesis, Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg. (in Russian)
20. Shapovalova K.V., 2016. Problem of development high-precision local model of quasigeoid. Currently issues of continuum mechanics and celestial mechanics, Proceedings of the VI International youth scientific Conference, Tomsk, 2016, Vol. 300, pp. 135–138. (in Russian)
21. Yakovlev P.V., Tukhel Ye.A., Veselova O.A., 2014. On improving the methods of satellite altitude determinations. Mine Surveying Bulletin, No. 5(102), pp. 45–48. (in Russian)
22. Bentel K., Schmidt M., Gerlach C., 2013. Different radial basis functions and their applicability for regional gravity field representation on the sphere. GEM — International Journal on Geomathematics, Vol. 4, No. 1, pp. 67–96, https://doi.org/10.1007/s13137-012-0046-1.
23. Nepoklonov V.B., 2009. On using new models of Earth’s gravitational field in automated survey and design technologies.
Avtomatizirovannyye Tekhnologii Izyskaniy i Proyektirovaniya, No. 2. URL https://docplayer.ru/27329757-Ob-ispolzovanii-novyhmodeley-gravitacionnogo-polya-zemli-v-avtomatizirovannyh-tehnologiyah-izyskaniy-i-proektirovaniya.html (accessed: 11 April 2021). (in Russian)
24. Official website of the Federal State Statistics Service. URL: https://rosstat.gov.ru/ (accessed: 12 March 2021). (in Russian)

MIKHAIL J. BRYN
Emperor Alexander I Saint Petersburg State Transport University; Saint Petersburg, Russia; bryn@pgups.ru
Address: Bld. 9, Moskovsky Ave, 190031, Saint Petersburg, Russia
DINARA R. BASHIROVA*
Emperor Alexander I Saint Petersburg State Transport University; Saint Petersburg, Russia; bashirovadinara97@gmail.com

Статьи из журнала

ОПЫТ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ НА ОБЪЕКТАХ г. КАЗАНИ

“Инженерные изыскания” Том XV, № 3-4/2021

Авторы: Яббарова Е.Н., Латыпов А.И., Дивеев А.А.

В условиях высоких темпов возведения строительных объектов и освоения территорий часто требуется оперативное и быстрое принятие проектных решений, в т.ч. в области фундаментостроения. В настоящее время как в отечественной, так ...

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ ВЫСОТ ПУНКТОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СПУТНИКОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

“Инженерные изыскания” Том XV, № 3-4/2021

Авторы: Брынь М.Я., Баширова Д.Р.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ГИДРОМАГНИТНЫХ ГРАДИЕНТОМЕТРИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАГНИТОВАРИАЦИОННОЙ СТАНЦИИ ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ НА КОНТИНЕНТАЛЬНОМ АРКТИЧЕСКОМ ШЕЛЬФЕ

“Инженерные изыскания” Том XV, № 3-4/2021

Авторы: Шепелев А.А., Жилин Ф.Е., Демонов А.П.

Необходимость строительства и эксплуатации линейных и площадных сооружений нефтегазовой промышленности, а также выполнение поисково-разведочных работ на континентальном шельфе требуют проведения комплекса инженерно-геологических изысканий для детального изучения морского дна и придонной ...

НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОЦЕНКЕ ИСХОДНОЙ СЕЙСМИЧНОСТИ НА ШЕЛЬФЕ ПЕЧОРСКОГО МОРЯ И ОПЫТ ЕЕ УТОЧНЕНИЯ ДЕТЕРМИНИСТСКИМ МЕТОДОМ

“Инженерные изыскания” Том XV, № 3-4/2021

Авторы: Миронюк С.Г., Ковачев С.А., Горбачев С.В.

В работе рассмотрена проблема оценки сейсмической опасности на континентальном шельфе Печорского моря. Указанные исследования регламентированы рядом нормативных технических документов, разработанных в основном применительно к суше. Показано, что акватории морей России ...

ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ СЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

“Инженерные изыскания” Том XV, № 3-4/2021

Авторы: Трифонов Б.А., Севостьянов В.В. , Несынов В.В.

Для контроля за изменением во времени сейсмических свойств грунтов под влиянием техногенных факторов и оценки сейсмических воздействий на расположенные на этих грунтах сооружения успешным может быть использование сейсмологических наблюдений. Результаты ...

ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТА СЕЙСМИЧЕСКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ НА УЧАСТКАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ

“Инженерные изыскания” Том XV, № 3-4/2021

Авторы: Кауркин М.Д., Романов В.В., Андреев Д.О.

В настоящее время основным методом сейсмического микрорайонирования является метод сейсмических жесткостей. Он базируется на установленной опытным путем зависимости между акустической жесткостью расчетной грунтовой толщи и увеличением в ней колебательного ускорения ...