// Вие четете...

Ниво на океана

Значение на „нула на дълбочините“ за корабоплаването.

„Правото е изкуство на доброто и справедливостта.“

Актуалността на получаване на точни данни за височинното положение на НД в коя да е точка от акваторията на корабоплаване нараства във връзка с открилата се възможност, триизмерното позициониране на кораба с помощта на успешно развиваните технологии на глобалната спътникова навигация (ГНСС), такива, например като: режима на кинематика в реално време Real Time Kenimatic – RTK), глобален навигационен сервиз C-NAV RTG (Real Time Gipsy), който осигурява висока точност на определяне на височините относно геодезичната отчетна повърхност: 0,1-0,15 м в пределите до 15 км от базовата станция в режим RTK и 0,3-0,4 м с използването на сервиза C-NAV RTG.

От 2011 година е започнало разгръщането на орбитална групировка на руско широко зонна система за диференциална корекция и мониторинг (СДКМ) за формиране и предаване на диференциални поправки към спътниковите определения на мястото с помощта на системата ГЛОНАСС и GPS, а в перспектива и Galileo. И макар очакваната точност на позиционирането по височина (0,7-1 м) си остава по-ниска от аналогичните задгранични подсистеми, в перспектива с увеличаване на точността от дадения вид сервиз тази технология открива принципно нови възможности за точно определяне на височината на моментното ниво на морето над геодезичната отчетна повърхност, която заради неопределеност на положението на отчетната повърхност на НД на отдалечените райони от брега части на акваторията на корабоплаване в настоящия момент не може да бъде реализирана с изискваната точност. Недостатък на даденото направление за повишаване точността на позициониране по височина се явява ограничения пространствен обхват на подсистемата за арктическите зони по ширина (не по-голяма от 70º).

На рисунката е показана схема на зоните на покритие на орбиталната групировка СДКМ на базата на геостационарните спътници „Лъч 5”.

Схема на зоните за пре покритие на орбиталната групировка СДКМ на базата на геостационарните спътници „Лъч 5”.

Както се вижда от рисунката, много функционалната спътникова система за ретранслация на базата на геостационарните спътници „Лъч” не осигурява покриване на морските акватории в арктическата зона на океана. Към настоящия момент се провеждат разработки за оборудване на бордови ретранслатори от СДКМ на космическите апарати от спътниковата система „Арктика”, която се създава с цел хидрометеорологично, свързочно и навигационно оборудване на потребителите в района на Северния ледовит океан.

За реализацията на възможностите за повишаване на безопасността на мореплаването чрез непрекъснатото измерване на геодезичната величина на моментното ниво се използват данните за положението на НД относно отчетната за ГНСС геодезическа повърхност, тоест относно един от общо земния елипсоид ПЗ-90.11 или ГСК-2011.

Височинното привързване на реперите на НП към държавната нивелачна система се осъществява по метода на геометричното нивелиране. Наблюденията и обработката на резултатите от измерванията свързани с конкретен обект и със съхранението на получените значения на височините във времето. В геодезията такива обекти се явяват центрове на пунктовете за триангулация и реперите. Конструкцията на центровете, материалите, от които те са изготвени, и местата на полагане осигуряват не изменчивост на тяхното положение по височина, устойчивост към сезонни деформации на грунта и дълговременно съхранение.

При спътниковите измервания системата от геодезични височини се задава и фиксира от пунктовете от фундаменталната астрономична геодезична мрежа (ФАГС) Геодезичната височина на всеки репер от мрежата на НП, получена по спътниковия метод, се определя относно пунктовете от ФАГС и височинната държавна система (ВДС). Поради това възниква необходимостта по спътникови определения на геодезичните височини да се получат с изискваната точност нормални височини за всеки репер, тоест да се установи връзка на геодезичните височини на репера, получени от спътниковите наблюдения, с неговата нормална височина. Да се направи това е възможно по два пътя:

1) по резултатите от гравиметричната снимка се изчислява височината, а след това нормалната височина на репера на НП;

2) с използване на уточнения модел на локалния геоид (квази елипсоид) на зададения район като се интерполират значенията на аномалните височини в определена точка.

За да се получат надеждни резултати е целесъобразно да се моделира, съпоставяйки и съгласувайки отношенията между НД и другите отчетни повърхности, сравнявайки различните данни, включително, например, данните от наблюденията на НП, данните за ежемесечните височини на средното многогодишно ниво (СМН), изведени за продължителен период на наблюдение на НП, данните от измерените геодезични величини на нивото, получени с помощта на буйове с установени на тях приемници на ГНСС в определените местоположения на НП.

СМН в открития океан може да бъде получено по методите на спътниковата алтиметрия, а в крайбрежната зона – по данни от мрежата от постоянни НП. За да бъде покрит 20-30 км промеждутък между данните от алтиметрията на откритите райони на морето с информация за величината на приливите в крайбрежната зона се изисква да се разработят нови математически модели на взаимна връзка между тези данни, които биха отчитали влиянието на крайбрежната морфология и биха включили интерполираните височини на морската повърхност, явяваща се като разлика между СМН и геоида.

Имайки данните от моделирането на приливите и не приливните съставляващи става възможно да се построи локален цифров модел на НД на всички акватории на мореплаване със средна квадратична грешка (СКП) не по-голяма от 10 см и пространствено разрешение не по-лошо от 1 км.

Контрол за състоянието на НП, наблюдение и обработка на данните в настоящия момент се изпълнява от Хидрометеорологичната служба на Русия, която разполага с данните от НП, получени по традиционните методи през 80-те и началото на 90-те години.

Развърнатата към настоящия момент по крайбрежието на Русия мрежа от НП, в не всички райони, качествено характеризират режима на нивото на морето, тъй като НП за повече от 20 години не са били ремонтирани, а част от тях са били закрити. Последното привързване на реперите на НП към държавната нивелачна мрежа I, II клас е било извършено преди около 20 години. Контрола за височинното положение на нулата на поста (футщок и мариограф) се регламентира от „Наставление за хидрологичните станции и постове” и методически указания, и се провежда от Държавната хидрометеорологична служба от основни и работни репери на НП нивелирани III или IV клас не по-рядко от два пъти в годината. Но заради липсата на финансиране, лицензия, кадри, инструменти, регламентните работи са се осъществявали не регулярно, а ниво мерните устройства са остарели и не осигуряват изискваната точност на измерване на височината на нивото.

Решаването на задачата за привързване на всички НП към единна система на височините с изискваната точност е възможно на първо място на основата на новите спътникови геодезични технологии. На основание изпълнените работи е целесъобразно да се издаде „Каталог на реперите на нула на дълбочините на морето”.

За решаването на тази задача е необходимо да се извърши проверка за наличието на пунктове от Държавната нивелачна мрежа в крайбрежните райони на морето и при тяхната липса да се извърши нивелиране с цел определяне на височините на допълнителни пунктове относно повърхността на квази геоида и да се осъществи тяхното закрепване на местността.

В резултат реперите на НП ще станат неотделима част от държавната спътникова височинна геодезична мрежа, реализирана с помощта на ГНСС ГЛОНАСС и GPS. Основната цел се състои в това, че координатите на реперите на НП, в частност тяхната височинна съставляваща, са били получени в единна височинна система и с възможно висока точност. Решаването на този важен държавен проблем е възможно само при обединяване на усилията на Държавната хидрометеорологична служба, Държавната служба по кадастър и картография, Хидрографска служба на ВМФ и Военнотопографската служба.

Недостатък на спътниковата технология, отнасящ се към процедурата по създаването на височинна геодезична мрежа, се състои в това, че погрешността на измерване на геодезичната височина на пункта в 1,5-2 пъти превишава погрешността на определяне на неговото планово положение. Повишаването на точността на определяне на геодезичната височина е възможно по пътя на решаване на задачата за повишаване точността на координатното осигуряване с помощта на ГНСС по третата координата – височината.

По такъв начин за осигуряване на височинната основа на снимката на релефа на морското дъно и безопасността на мореплаването с отчитане на съвременното ниво на развитие на техническите средства е целесъобразно да се изпълни височинно привързване на реперите на НП към държавната нивелачна мрежа. При това СМН в открития океан може да бъде получено с методите на спътниковата алтиметрия, а в крайбрежната зона – по данни за мрежата от постоянни НП.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар