Геодезична мережа Москви

Де знаходиться геодезичний центр Москви?

Е. Константинов

Де знаходиться центр Москви? Не поспішайте одразу називати Червону площу: з історичної точки зору це скоріше Соборна площа Кремля. Можна підійти до справи і по-іншому - відшукати центральну точку на карті міста за допомогою циркуля і лінійки. Автомобілісти повинні вважати центром столиці марку "нульовий кілометр", закладену перед Іверської каплицею. Відстань "до Москви" на всіх трасах країни означає шлях саме до неї.

Геодезична мережа Москви та Підмосков'я містить понад двохсот точок, з'єднаних опорною мережею. Близько двадцяти з них перебувають у центрі Москви. Відстані між усіма точками і від них до нульового пункту на будівлі МІІГАіК виміряні з дуже високою точністю.

А для геодезичних вимірювань в місті існує четверта, зовсім інша система відліку - центральний пункт опорної міської геодезичної мережі. Знаходиться він на даху Московського державного Університету геодезії і картографії (МІІГАіК), який взагалі розташований за межами Садового кільця. Центральний пункт перемістили сюди з Пушкінській площі після завершення робіт з реконструкції опорної геодезичної мережі, проведеної фахівцями цього університету.

У 1996 році за допомогою супутникової апаратури від цього пункту виміряли відстані до 222 точок у межах міської межі і в ближньому Підмосков'ї та розрахували відстань між цими пунктами. Москва покрилася невидимою мережею точно виміряних відрізків, що складають опорну геодезичну мережу столиці.

Будівля МІІГАіК - Московського державного університету геодезії і картографії (Горохівський провулок, д. 1), на даху якого знаходиться геодезичний центр столиці.

Будівництво, прокладення доріг і комунікацій, виділення землі, складання карт і планів неможливе без геодезичних вимірювань. Геодезична опорна мережа створює на місцевості систему координат і тим самим зв'язує всі об'єкти міста в єдине ціле.

Історія створення Московської міської геодезичної мережі починається з двадцятих років минулого століття, коли генералом Г. Л. Шубертом була створена перша тріангуляціонная мережа, що охоплює цілком Москву та її околиці. У наступні роки мережа міста розвивалася, неодноразово перебудовувалася, ставала щільніше, втрачені пункти замінювалися на нові. Змінювалися прилади, технології, люди, змінювалися вимога до точності і густоті пунктів - мережа вдосконалювалася, вирішуючи завдання, які поставали перед розвиваються містом. Але, незважаючи на це, якість мережі постійно відставало від зростаючих потреб міста.

Це призвело до того, що різні відомства, не зумівши об'єднатися, почали створювати власні локальні геодезичні мережі, менш точні і, в ряді випадків, з іншою системою координат. Якийсь час ця ситуація влаштовувала багатьох, дозволяючи незалежно один від одного робити одну і ту ж роботу. Але коли економіка країни стала переходити до ринкових відносин, всі недоліки такого підходу виявилися повною мірою.

В умовах сучасної Москви особливої актуальності набула проблема вдосконалення системи управління та раціонального використання міських ресурсів - промисловості, транспорту і, найголовніше, - Землі, кожен сантиметр якої раптом виявився золотим. Для успішного вирішення цього завдання стали абсолютно необхідні більш повні і достовірні відомості про стан земель, природних об'єктів, споруд, комунікацій та інших елементів міської інфраструктури. А щоб ця інформація відповідала вимогам не тільки сьогоднішнього дня, але і перспективним завданням, їй необхідно мати гарну метрологічну основу. Основа ця повинна складатися з високоточних, оперативно оновлюваних, представлених у цифровому вигляді топографо-геоде-зіческіх і картографічних даних, об'єднаних в єдину геоінформаційну систему (ГІС), і бути сумісною з економічними, правовими, соціальними, технічними та іншими даними. Її опорна мережа при відстані між точками в 3-5 кілометрів повинна забезпечувати можливість вимірювань з похибкою не більше сантиметра. Всі традиційні методи геодезичної зйомки не тільки трудомісткі, але й не дозволяють домогтися такої точності.

Розрізнена і різнорідна геодезична мережа міста вирішити це завдання не могла, а на проведення її реконструкції старими методами треба було б не одне десятиліття, і ця робота лягла б важким тягарем на міського бюджету. Тому для створення нової мережі геодезисти пішли "іншим шляхом ", застосувавши систему супутникової навігації, яку давно використовують під флоті.

Працює ця система таким чином. На висоті близько 20 тисяч кілометрів навколо Землі по різних орбітах обертаються 24 супутника системи глобального позиціонування (GPS). Вони посилають на Землю радіосигналів з інформаційними повідомленнями. Сигнали кожного супутника містять відомості про його координатах, часу відправки сигналу і ряд інших необхідних даних. Їх приймає апаратура, що стоїть в точці вимірювання, обробляє з урахуванням поправки на час і швидкість проходження сигналу через атмосферу і обчислює свої координати. Для цього їй необхідно отримувати сигнали одночасно від чотирьох супутників: від трьох, щоб визначити положення, і від четвертого, щоб розрахувати, наскільки пішли або відстали години в приймачі, тому що звірити показання земного і космічного хронометрів інший спосіб неможливо. На всіх ж супутниках час єдине: їх атомний годинник регулярно звіряються з еталоном Центру управління польотом і при необхідності коректуються. Чим більше супутників "Бачить" приймач, ніж рівномірніше вони рознесені в просторі, тим точніше виходять шукані координати пунктів на земній поверхні.

простого Точність визначення абсолютних координат приймача (положення точки на поверхні земної кулі) - кілька метрів -- цілком достатня для навігації, але для задач геодезії її не вистачає. Геодезистів більше цікавить максимально точне визначення взаємного положення пунктів - відстаней і азимутів між ними. Для цього в різних точках одночасно працюють кілька приладів. Після сеансу таких спільних спостережень комп'ютер може розраховувати багатокілометрові відстані на землі з точністю до декількох міліметрів. Зрозуміло, отримати таку точність при одному вимірі неможливо, сеанс спостережень повинен бути достатньо тривалим. Якщо, наприклад, приймачі рознесені на 10-15 кілометрів і потрібно отримати точність 2 - 3 міліметри, на сеанс піде цілих 3 - 4 години. Чим більше відстань між пунктами і вище необхідна точність, тим длітельнєє сеанс вимірювань.

Нова опорна геодезична мережа об'єднує пункти старих міських мереж, уточнивши їх координати. Існуюча геодезична інформація була максимально збережена, і на її базі виникла нова метрика столиці.

Одночасно фахівці МІІГАіК спільно з Інститутом фізики Землі виконали ще одну, не менш важливу роботу. У 36 точках міста були проведені вимірювання ще більш високої точності. Ці пункти утворили каркас опорної міської геодезичної мережі, одночасно створивши основу геодинамічної мережі міста, необхідної для безперервного спостереження за деформаціями земної поверхні. Москва, як і багато інших міст, розташована на декількох тектонічних плитах, які повільно, але постійно зміщуються. У місті існує кілька тектонічних розломів, які в основному проходять через його центр і вздовж Москви-ріки. На активність плит істотно впливає діяльність людини: щільна багатоповерхова забудова, наприклад, викликає прогин плити та її опускання. І все деформаційні процеси в межах міста потрібно обов'язково враховувати при плануванні, проектуванні та будівництві. Хоча геодинамічні явища руйнівними землетрусами Москві не погрожують, деякі сюрпризи, на зразок тріщин у стінах та фундаментах, вони цілком можуть піднести. Тому за всіма переміщеннями плит необхідно стежити, контролюючи їх зміщення як мінімум два рази на рік, а на найбільш небезпечних ділянках - Ще частіше. Але сьогодні вивчення геодинаміки міста тільки почалося, і про якісь конкретні результати можна буде говорити тільки після циклу повторних вимірювань.

Наша столиця - не єдине місто, де геодезична мережа виявилася досить заплутаною, що вимагає уточнення та стандартизації. Подібна ситуація склалася і в більшості великих міст Росії. Тому реконструкція опорних мереж за допомогою нової супутникової технології, а попутно і геодинамічні дослідження сьогодні ведуться в багатьох регіонах країни.

геодезичну мережу Москви почали створювати у 20-х роках минулого століття за допомогою оптичних приладів - теодолітів і бусоль. Сьогодні для цих цілей використовують новітні електронні прилади, які беруть дані із супутників.

Інженер Московського державного університету геодезії і картографії Марина Коврова працює з приймальною апаратурою супутникового "теодоліта" на даху МІІГАіК. У бетонну подушку, на якій стоїть прилад, вправлена марка нульового пункту геодезичної мережі Москви. Ця точка -- свого роду центр столиці.

Під час вимірювань приймачі вимірювальної апаратури приймають сигнали одночасно з чотирьох супутників глобального позиціонування. Апаратура обробляє ці сигнали з урахуванням різних поправок і обчислює свої координати і відстань до іншого пункту, де встановлений аналогічний прилад.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.testan.ru