Спутниковые технологии обладают другими свойствами. Процесс наблюдений (сбор измерений) упростился настолько, что не требует от наблюдателей инженерной подготовки. Спутниковые технологии базируются на использовании радиоэлектронной техники и, по сути, являются исключительно цифровыми. При этом в процессе работы не возникают какие-либо затруднения, связанные с переходом от наблюдательного процесса к вычислительному. И что особенно важно, измерительная информация для всех пользователей является стандартной. Спутники излучают в пространство стандартный радиосигнал, который приемник пользователя воспринимает как задержку (кодовые измерения), сдвиг фазы (фазовые измерения) или иную (служебную) информацию в строго оговоренных (стандартных) форматах. Это позволяет унифицировать аппаратно-программные средства пользователя. Только на заключительной стадии вычислительного процесса стандартная информация преобразуется в многообразие параметров, необходимых конкретному пользователю.
Конечно, достигнутый результат является следствием искусственного происхождения источника информации - космических навигационных систем, но для пользователей это не имеет значения. Ему важен конечный результат: выполнение его запросов, простота в обращении с аппаратно-программными средствами и их приемлемая стоимость. Спутниковые технологии обладают этими качествами, поэтому они занимают лидирующее положение среди технологий определений координат.
Привлечение дифференциального метода положило начало гражданскому применению спутниковых технологий в геодезии, строительстве, земельном кадастре и т. д. Вначале использовали так называемый автономный метод, когда один или группа пользователей устанавливали на пункте с известными координатами базовую станцию, относительно которой в радиусе 15–20 км определяли координаты различных объектов. Но специалисты поняли, что с любых точек зрения (в том числе экономической) выгодней обустроить территорию сетью постоянно действующих базовых (референцных) станций. Тогда новую технологию может применить широкий круг пользователей. Любому пользователю для определения точных координат требуется только один приемник. Возможность такого подхода - в универсальности спутниковых технологий.
SAPOS - основа инфраструктуры государственной Геодезической службы Германии, на территории которой расположен проектируемый участок.
SAPOS (Satellite Positionng Sevice of the German National Survey) предлагает постоянный многофункциональный сервис DGPS - дифференциальной глобальной системы позиционирования, доступный с высокой степенью надежности. Основой системы является сеть стационарных (референцных) станций GPS, на которых проводятся постоянные измерения расстояний до спутников GPS и вычисляются значения поправок. Пользователь получает эти поправки в режиме реального времени в стандартном формате и может на их основе корректировать информацию о местоположении с необходимой точностью. Для гражданских пользователей возможна абсолютная точность в пределах 100 м. Более высокая точность (до метра, дециметра, сантиметра и даже миллиметра) достигается с помощью относительных измерений с одновременным использованием двух приемников GPS в DGPS.
EPS - режим реального времени с точностью до 3 м. Значения поправок передаются по телевизионным каналам ARD на УКВ, каналам Deutsche Telekom AG на длинных волнах и управления геодезии в двухметровом диапазоне в международном стандарте RTCM SC 104. Для использования EPS достаточно иметь приемник GPS и радиоприемник с УКВ/ДВ-диапазонах (или с двухметровым диапазоном и декодером).
HEPS - режим реального времени с наивысшей точностью 1–5 см. Дополнительно к значениям поправок EPS пользователю предоставляются данные о фазах несущей частоты спутникового сигнала в реальном времени и стандартном формате. Поправочные значения передаются по собственным каналам службы управления геодезии в двухметровом диапазоне или по телефону. Формат передачи - международный стандарт RTCM SC (вариант 21). Данные передаются с интервалом 1 с. Необходимо использование декодирующего модуля Комиссии геодезических управлений (Working Committee of the Surveying Authorities of the States of the Federal Republic of Germany) (AdV).
GPPS - режим высокой точности: до сантиметра в режимах «near online» и последующей обработки. Формат передачи - RINEX. Данные можно получить по мобильному телефону «near online». Для последующей обработки возможен обмен данными с помощью телефона и носителей данных. Для работы GPPS достаточно использовать один прибор.
GHPS - режим геодезического определения местоположения с наивысшей точностью - до миллиметра. Пользователь получает результаты непрерывных длительных измерений на референцных станциях GPS в стандартном формате. Прием и обработка сигналов аналогичны режиму GPS. Целесообразно применять точные данные об орбитах, предоставляемые международным GPS-сервисом по геодинамике.
В будущем будет предложена расширенная программа: несколько станций GPS будут работать в сети, что позволит регистрировать ошибки, обусловленные рельефом местности. Пользователь получит значения поправок, зависящие от его местоположения, что значительно повысит надежность и точность измерений.
Проведение официальных геодезических работ в Германии является задачей Федеральных земель. AdV вырабатывает единые правила по вопросам принципиального характера, а также выходящим за пределы одной области. В AdV сотрудничают геодезические управления Федеральных земель и федеральные министерства транспорта, строительства и обороны.
В последние годы строительство так называемых уникальных инженерных сооружений потребовало от геодезии резкого повышения точности измерений. Так, при монтаже оборудования мощных ускорителей приходится учитывать десятые и даже сотые доли миллиметра. По результатам геодезических измерений изучают деформации и осадки действующего промышленного оборудования, обнаруживают движение земной коры в сейсмоактивных зонах, наблюдают за уровнями воды в реках, морях и океанах и уровнем грунтовых вод.
Возможность использования искусственных спутников Земли для решения геодезических задач привела к появлению новых разделов геодезии - космической геодезии и геодезии планет. Подтверждаются слова К.Э. Циолковского: "Земля - колыбель человечества, но нельзя вечно жить в колыбели."
1. Григоренко А. Г., Киселев М. И. Инженерная геодезия.— М.: Высшая школа, 1983.
2. Инженерная геодезия / под ред. С. П. Закатова. - М.: Недра. 1976.
3. Инструкция по топографической съемке в масштабах 1:5000 - 1:500. – М.: Недра, 1977.
4. Клюшин Е. Б., Михелев Д. Ш., Киселёв М.И., Фельдман В.Д. Инженерная геодезия.— М.: Высш. шк., 2000.
5. Кузнецов П.Н. и др. Геодезия. Топографические съемки. - М.: Недра, 1991.
6. Левчук Г. П., Новак В. Е., Лебедев Н. Н. Прикладная геодезия. Геодезические работа при изысканиях и строительстве инженерных сооружений.— М.: Недра, 1983.
7. Практикум по прикладной геодезии. Геодезическое обеспечение строительства и эксплуатации инженерных сооружений.— М.: Недра, 1993.
8. Прикладная геодезия. Основные методы и принципы инженерно-геодезических работ. Под редакцией Левчука Г.П. – М.: Недра, 1981.
9. Селиханович В.Г. Геодезия. - М.: Недра, 1981.
10. СНиП 3. 01. 03 - 84. Геодезические работы в строительстве. М., 1985.