|
Стр. 5
Left pane:
Geodеtic: SK-42_M37
Unit name: Meters
Name Latitude Longitude Height,m
M3701100 5l-51'05,379200" 36-08'43,950000" 262,334
M3701101 51-50'52,932400" 36-30'35,967400" 259,549
M3701102 51-46'07,044700" 36-58'19,644500" 259,500
...
...
М3701103 51-28'24,000400" 36-04'55,929500" 266,962
Точно запоминать формат нет необходимости, поскольку он всегда
может быть воспроизведен экспортом подходящих данных, занесенных
любым удобным способом в список координат табличного калькулятора.
Табличный координатный калькулятор имеет две панели (левую и
правую) для выполнения операций с двумя наборами координат
одновременно. При экспорте в заголовке текстового файла
указывается, данные какой панели были экспортированы. При импорте
в Табличный координатный калькулятор наличие соответствующей
строки также необходимо, однако при этом импорт возможен и в левую
и в правую панель, независимо от того, какая именно панель указана
в текстовом файле.
Далее дано несколько последовательных рисунков, показывающих
импорт в калькулятор координат пунктов ГГС 1 - 2 классов трапеции
М37 на листе карты масштаба 1:1000000.
Перед импортом нет необходимости указывать тип и название
системы вводимых координат. Поскольку вводимая система описана и в
импортируемом файле и в библиотеке программного пакета, то ее
идентификация при импорте выполняется автоматически.
После этого программа готова к вычислению параметров
координатного преобразования из системы координат левой панели в
систему координат правой панели. Однако, поскольку в идеологию
координатных преобразований заложено использование для этих целей
системы WGS84 как опорной или промежуточной, то координаты в
правой панели должны быть предварительно преобразованы в систему
WGS84. Соответствующие параметры преобразования были уже заданы,
как показано ранее.
Соответствующее преобразование может быть выполнено простым
назначением требуемой системы координат для левой панели.
Вызов окна назначения систем координат для любой из двух
панелей выполняется самой левой кнопкой меню.
Соответствующее окно уже после выбора для правой панели
системы координат WGS84, а также окно с уже преобразованными
координатами правой панели, показаны на двух следующих рисунках.
На втором из этих рисунков показана кнопка управления,
запускающая процесс вычисления параметров координатного
преобразования.
На рис. П5.10 показано окно с результатами вычислений
параметров и графиками величин остаточных невязок в плановых
координатах в соответствии с порядком следования пунктов в списке
(самой правой кнопкой меню может быть вызвана таблица с величинами
невязок). Параметры определяются под обычным условием метода
наименьших квадратов. При обработке никакой отбраковки не
производится. Отбраковка возможна только вручную исключением из
обоих списков пунктов в панелях отбраковываемых пунктов.
Полученные параметры можно сохранить, используя специальную кнопку
меню, указанную на рис. П5.10. Определенные параметры могут быть
сохранены под тем же именем для Datum, под которым соответствующая
реализация SK-42 М37 системы СК-42 была предварительно определена
в библиотеке с неспецифицированными значениями параметров. При
этом параметрам присваиваются полученные значения. Полученные
параметры могут быть сохранены и как новый Datum под другим
именем. Полученные параметры могут быть в любое время
переопределены с использованием измененного состава исходных
данных или отредактированы вручную, если из какого-либо источника
известны более подходящие параметры.
На рис. П5.11 показан вид окна с обновленными данными для
параметров преобразования локальной реализации СК-42 на участке
трапеции М37.
Для использования полученных параметров с целью преобразования
координат из СК-42 в СК-95 в том же Табличном координатном
калькуляторе достаточно импортировать исходные координаты, как
заданные в системе координат SK-42_М37, в любую из панелей и
переназначить для этой панели систему координат с SK-42 М37 на
SK95. Подобным же образом выполняется и обратное преобразование.
Приложение 6
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ОРТОГОНАЛЬНОГО КООРДИНАТНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
Для практических примеров был выбран один из участков ГГС, для
которого в Прил. 4 приводились примеры использования цифровых
моделей. Параметры ортогонального преобразования определялись как
по всем пунктам ГГС 1 - 2 классов в границах листа М37 масштаба
1:1000000, так и для более ограниченных участков площадью в 1 - 2
листа карты масштаба 1:200000. Небольшие участки выбирались там,
где возникали какие-либо особенности при использовании цифровых
моделей. Для оценки полученных преобразований использовались также
и пункты ГГС 3 класса. С учетом результатов, полученных при
построении цифровых моделей, из исходных данных сразу же был
исключен пункт 1 класса на листе М3717, дававший метровую величину
невязки вследствие явно грубой ошибки в подготовке исходных данных
в каталоге.
На рис. П6.1 в виде векторов показаны величины нелинейных
деформаций ГГС 1 - 2 классов в системе СК-42 по отношению к данным
по ГГС в СК-95 в границах листа карты М37.
Вектора смещений (нелинейных деформаций) получены как разности
координат пунктов в СК-95 и координат этих же пунктов в этой же
системе координат, но полученных в результате преобразования из
СК-42. Использовалось 7-параметрическое ортогональное
преобразование с параметрами, полученными в Табличном координатном
калькуляторе Pinnacle по координатам пунктов 1 - 2 классов на этой
трапеции.
На рисунках П6.2 "А", "В", "С" и "D" показаны в увеличенном
масштабе отдельные фрагменты рис. П6.1 на те участки ГГС, на
которых были получены аномальные невязки при построении цифровой
модели преобразования координат (см. рис. П4.2 Приложения 4). На
рисунках видно, что аномальные невязки получались в двух случаях:
когда величины остаточных расхождений координат для отдельных
пунктов не соответствовали общему характеру деформаций координат
окружающих пунктов (фрагменты А и D) или когда у одного пункта
имелось два центра, отнесенных к разным классам с несогласованными
между собой координатами. В обоих случаях до получения
окончательной модели преобразования координат (либо цифровой, либо
7-параметрической) необходимо проведение анализа для выявления
причин таких расхождений и их учета.
На рис. П6.3 "а" показаны результаты определения параметров по
координатам пунктов 1 - 2 классов на участок объединенных трапеций
М37-II и М37-III листов карты м-ба 1:200000. Этот участок
соответствует фрагменту "А" на рисунках П6.1 и П6.2. Подчеркнем,
что параметры, определяемые по координатам пунктов ГГС на
ограниченной территории, являются по существу интерполяционными
коэффициентами и не имеют четкого геометрического смысла,
ассоциируемого с понятием элементов ориентирования системы
координат. Их можно рассматривать как параметры локального
преобразования координат.
На рис. П6.3 "б" для этих же трапеций показаны величины
остаточных разностей координат пунктов в СК-95 и координат этих же
пунктов, пересчитанных из СК-42 с использованием параметров
локального координатного преобразования. Противоречия между
векторами остаточных расхождений более наглядны, чем на рисунке
П6.2 "а". Сами величины остаточных расхождений еще остаются
излишне большими, чтобы применить единый набор параметров
ортогонального преобразования одновременно для всех пунктов на
этой территории.
Из-за заметных локальных ошибок координат остаточные
расхождения остаются большими и при ограничении территории
преобразования координат только одной трапецией М3702 (см. рис.
П6.4).
Для трапеции М3717 ортогональное преобразование дает заметно
лучшие результаты. Как видно на рис. П6.5, остаточные уклонения
лишь для двух пунктов 2 класса близки к 10 см. Для большинства
остальных пунктов они заметно меньше.
Используя параметры преобразования, полученные по координатам
1 - 2 классов для трапеции М3717, было выполнено преобразование
координат СК-42 в СК-95 для пунктов ГГС 3 класса на той же
трапеции.
На рис. П6.6 показаны величины остаточных расхождений в
значениях оригинальных координат пунктов 1 - 3 классов в СК-95 и
координат этих пунктов, полученных в результате ортогонального
преобразования из СК-42. В основном получены достаточно
удовлетворительные результаты. Исключение составляют несколько
пунктов в северо-восточном углу трапеции.
Для сравнения рядом на рис. П4.6 "б", взятом из Приложения 4,
показаны остаточные расхождения координат при использовании для
преобразования цифровой модели для всей трапеции М37. Общий
характер поведения остаточных расхождений (с учетом разницы
масштабов изображения векторов) практически одинаков на обоих
рисунках. Однако общий уровень остаточных расхождений при
использовании преобразования координат по цифровой модели ниже.
Меньше и количество остаточных расхождений, заметно превышающих
общий уровень.
В отличие от использования цифровых моделей дополнение состава
опорных пунктов пунктами 3 и (или) 4 классов не приведет к
повышению точности ортогонального преобразования на одной и той же
территории, но может способствовать более эффективному анализу
проблемных ситуаций. При недостаточной точности ортогонального
преобразования может быть рекомендовано лишь уменьшение размеров
территории, для которой эти параметры определяются. При этом,
однако, количество используемых опорных пунктов не должно быть
очень малым, чтобы сохранилась возможность обнаружения грубых
ошибок. При необходимости ограничения размеров территории
использование дополнительных пунктов 3 - 4 классов может дать
заметный эффект в повышении достоверности преобразования
координат.
Необходимо дополнительно подчеркнуть два основных свойства
ортогонального преобразования. При таком преобразовании, с одной
стороны, полностью сохраняется внутренняя точность (конфигурация)
положений пунктов исходной системы координат, а с другой стороны,
преобразованные координаты наилучшим образом "вписываются" в
конечную систему по совокупному положению пунктов, ориентировке и
масштабу. Иными словами, такое преобразование приводит к
минимизации изменений в положении координатной сетки конечной
системы. Таким образом, ортогональное преобразование может
использоваться как инструмент модернизации используемой системы
координат на основе использования новых, более точных
геодезических данных по всей сети или на ее отдельных участках.
Приведенные примеры позволяют очертить круг основных задач,
решение которых рационально выполнять с использованием
ортогонального трансформирования координат при переходе к
применению системы координат СК-95.
1. Общий анализ характера локальных и региональных деформаций
ГГС и данных геодезических съемок, выполненных в СК-42.
2. Выявление проблемных данных в каталогах координат пунктов
ГГС. Проведение соответствующего анализа исходных данных
рекомендуется, прежде всего, в окрестностях тех пунктов, для
которых возникают большие невязки при построении цифровых моделей
преобразования координат между системами СК-42 и СК-95 перед
получением окончательной модели.
3. Модернизация результатов геодезических и топографических
съемок, выполненных ранее в СК-42, в тех случаях, когда ставится
задача повышения их точности при одновременном выполнении условия
минимизации общих расхождений с СК-42 (минимальных смещений сетки
координат ранее выполненных съемок).
4. Преобразование координат из СК-42 в СК-95 на территориях с
небольшими нелинейными деформациями ГГС в СК-42 и на ограниченных
территориях с небольшим количеством данных, недостаточных для
построения надежных цифровых моделей преобразования координат.
В противоположность ортогональному преобразованию при
использовании цифровых моделей обеспечивается сохранение точности
той системы координат, в которую они преобразуются, вплоть до
точного совпадения значений координат для общих пунктов обеих
систем. Поэтому этот метод, эффективный при перевычислении
координат из менее точной системы СК-42 в более точную систему
СК-95, не пригоден непосредственно для обратной задачи
модернизации ранее использовавшейся системы координат, будь то
СК-42 или основанные на ней местные системы.
Использование для преобразования координат цифровых моделей
более эффективно при условии использования достаточно большого
количества опорных пунктов с координатами, известными в обеих
системах. Однако этот метод обладает ограниченными возможностями
выявления и анализа аномальных данных. При малом количестве
опорных пунктов обнаружить даже явно грубые ошибки при построении
цифровых моделей практически невозможно.
Примечание:
Программные средства, использованные при подготовке данного
отчета для отображения на схемах плановых положений пунктов сети и
векторов остаточных расхождений координат, не входят в состав
программных пакетов Геомастер и Pinnacle.
|
