2015-10-16
2168Изучая геодезию, ее разделы в различных курсах, вы, вероятно, получили представление о том, насколько многообразны средства, методы и технологии решения геодезических задач, с одной стороны, поставщики и потребители геодезических материалов и данных, с другой стороны. В этом курсе, который называется «Система геодезического обеспечения государства», попытаемся обобщить полученные знания на основе системного подхода.
В предшествующие годы обучения в МИИГАиК, вероятно, всем приходилось не раз слышать и использовать в работе понятие «система». Вообще, это понятие, система, достаточно часто встречается в геодезии. Например, система координат, система высот, гравиметрическая система.
Геодезическая сеть – это тоже система. Геодезическую сеть принято определять как систему закрепленных на местности точек, положение которых определено геодезическими методами в единой системе координат и единой системе высот и закреплено специальными геодезическими знаками (устройствами).
А точку, особым образом закрепленную на местности (в грунте, на строении или ином искусственном сооружении) и являющуюся носителем координат, определенных геодезическими методами, принято называть геодезическим пунктом.
Таким образом, геодезическая сеть – это система геодезических пунктов, положение которых определено в общей для них системе координат.
А что же такое система? Обратимся к нормативно-техническим документам. Согласно ГОСТ Р ИСО МЭК 15288-2005 «Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем» система - комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей.
Как соотносятся с этим геодезические сети?
Во-первых, геодезическая сеть – это некий геометрический каркас, узлами которого являются геодезические пункты, связанные между собой результатами геодезических измерений.
Во-вторых, координаты геодезических пунктов, входящих в состав геодезических сетей, получают путем совместного уравнивания геодезических измерений, выполненных в данной сети, уравнивания по методу наименьших квадратов.
В-третьих, геодезические сети создаются и развиваются с определенными целями. Эти цели определяются в соответствующих нормативно-технических документах – инструкциях, наставлениях, технических заданиях и т.д. Объединяет эти цели то, что геодезические сети рассматриваются как инструмент решения научных и практических задач в геодезии и многочисленных смежных областях, таких как кадастр, строительство, мониторинг деформаций, навигация, природопользование и других.
В чем состоит основная научная задача геодезии?
Это изучение фигуры Земли, ее внешнего гравитационного поля и их изменений во времени по результатам геодезических измерений. При этом геодезические сети могут рассматриваться как некая геодезическая модель фигуры Земли и ее гравитационного поля. В этом качестве геодезические сети используются, безусловно, как носители геодезической информации о фигуре и гравитационном поле Земли. Но не только. Еще они служат средством взаимодействия производителей и потребителей геодезической информации.
Производители и потребители геодезической информации объединяются в рамках системы геодезического обеспечения страны, региона или ведомства. Система геодезического обеспечения, для определенности будем иметь в виду систему геодезического обеспечения Российской Федерации, представляет собой совокупность взаимосвязанных, согласованных и целенаправленных мероприятий по созданию геодезических материалов и данных в процессе выполнения геодезических работ и доведению этих материалов и данных до потребителей. При этом производители одного вида геодезических материалов или данных могут выступать в качестве потребителя другого вида геодезических материалов или данных.
Таким образом, вопросы создания и развития государственных геодезических сетей будут рассматриваться в рамках системы геодезического обеспечения Российской Федерации. А начнем мы с характеристики организаций, поддерживающих в настоящее время функционирование данной системы.
В соответствии с Конституцией РФ, геодезия в нашей стране относится к ведению государства. Именно этим в первую очередь объясняется то, что в составе геодезических сетей выделяется блок государственных геодезических сетей, то есть геодезических сетей, находящихся в ведении государства и уполномоченных им организаций, отвечающих, в том числе, за создание, поддержание, развитие и использование геодезических сетей.
Естественно, список этих организаций возглавляют федеральные органы исполнительной власти.
Под первым номером значится Министерство экономического развития Российской Федерации. Минэкономразвития России является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере геодезии и картографии. Основным полномочием Министерства в сфере геодезии и картографии является принятие норм и правил выполнения геодезических и картографических работ федерального назначения, положений о федеральном, территориальных и ведомственных картографо-геодезических фондах и перечней включенных в них материалов и данных, порядка создания геодезических сетей специального назначения.
Далее следует Федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр) – подведомственная организация Минэкономразвития России.
В соответствии с Положением «О Федеральной службе государственной регистрации, кадастра и картографии», утвержденным Постановлением Правительства Российской Федерации от 01.06.2009 №457, Росреестр осуществляет следующие полномочия в сфере геодезической деятельности:
1) осуществляет в установленном законодательством Российской Федерации порядке:
· государственный метрологический надзор в области геодезической (и картографической) деятельности;
· государственный геодезический надзор за геодезической и картографической деятельностью, передачей геодезических и картографических материалов и данных в картографо-геодезические фонды, а также за хранением и использованием этих материалов и данных;
2) организует:
· определение параметров фигуры Земли и в этих целях внешнего гравитационного поля;
· создание, развитие и поддержание в рабочем состоянии государственных нивелирных и геодезических сетей, в том числе гравиметрических фундаментальной и первого класса, плотность и точность которых обеспечивают создание государственных топографических карт и планов, решение общегосударственных, оборонных, научно-исследовательских и иных задач;
· дистанционное зондирование Земли в целях обеспечения геодезической и картографической деятельности;
· геодинамические исследования на базе геодезических и космических измерений;
· создание и ведение в пределах своей компетенции федерального и территориальных картографо-геодезических фондов Российской Федерации;
· проведение в пределах своей компетенции геодезических, картографических, топографических и гидрографических работ в целях обеспечения обороны и безопасности Российской Федерации;
· геодезическое, картографическое, топографическое и гидрографическое обеспечение делимитации, демаркации и проверки прохождения линии государственной границы Российской Федерации, а также делимитации морских пространств Российской Федерации;
· обеспечение геодезическими, картографическими, топографическими и гидрографическими материалами и данными об установлении и изменении границ субъектов Российской Федерации, границ муниципальных образований;
· производство геодезических и гидрографических работ в океанах и морях в целях обеспечения безопасности общего мореплавания;
· установление единых государственных систем координат, высот и гравиметрических измерений;
· установление в пределах своей компетенции местных систем координат;
· службу контроля деформации земной поверхности, входящую в федеральную систему сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений;
· создание в пределах своей компетенции картографической и геодезической основы государственного кадастра недвижимости;
3) создает метрологическую службу и (или) определяет должностных лиц в целях организации деятельности по обеспечению единства измерений в области геодезии и картографии;
4) обеспечивает в пределах своей компетенции защиту сведений, составляющих государственную и иную охраняемую законом тайну, а также контроль и координацию деятельности по защите таких сведений в подведомственных организациях;
5) осуществляет в установленном законодательством Российской Федерации порядке международное сотрудничество по вопросам, относящимся к установленной сфере деятельности.
В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 30 апреля 2008 г. № 323 "Об утверждении Положения о полномочиях федеральных органов исполнительной власти по поддержанию, развитию и использованию глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах обеспечения обороны и безопасности государства, социально-экономического развития Российской Федерации и расширения международного сотрудничества, а также в научных целях" Росреестр осуществляет:
а) создание системы геодезического обеспечения территории Российской Федерации с использованием навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS;
б) создание постоянно действующих станций (пунктов) для спутниковых дифференциальных определений координат;
в) разработку и утверждение отраслевых нормативных актов в сфере геодезического и навигационного обеспечения;
г) взаимодействие с международными организациями по вопросам использования спутниковых геодезических и навигационных технологий.
Ведущим профильным учреждением Росреестра в области геодезии является ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД». Центр создан 19 июля 2013 года в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации № 220-р. В состав центра вошли ведущие предприятия отечественной геодезии и картографии: ФГУП «ЦГКФ», ФГУП «ЦНИИГАиК», ФГУП «ГОСГИСЦЕНТР», ФГУП «Картгеоцентр». В настоящее время ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД» - крупный научно-технический центр, имеющий 23 региональных отдела.
Также работы в интересах Росреестра выполняет ОАО «Роскартография», государственная компания, образованная в соответствии с указом Президента Российской Федерации от 12 марта 2012 года № 296 в целях сохранения, развития и обеспечения эффективного использования научно-производственного потенциала унитарных предприятий, осуществляющих деятельность в области геодезии и картографии, и удовлетворения потребностей Российской Федерации в картографической, навигационной и геодезической продукции.
Компания создана на базе федерального государственного унитарного предприятия «Московское аэрогеодезическое предприятие» (МАГП). Согласно указу Президента, к «Роскартографии» относятся также 32 других предприятия картографо-геодезической отрасли, включая топографо-геодезические предприятия, производственное картосоставительское объединение (ПКО) «Картография», картографические фабрики.
Приоритетное направление деятельности ОАО «Роскартография» – осуществление им геодезической и картографической деятельности в интересах органов государственной власти Российской Федерации, а также в целях обеспечения обороноспособности и безопасности государства.
Основные направления деятельности ОАО «Роскартография» включают:
· создание государственных спутниковых и наземных геодезических сетей ВГС, СГС-1, ГГС, ГВО, городских, каркасных сетей, сетей сгущения и опорно-межевых сетей;
· геодинамические исследования;
· уравнивание пространственных, плановых и высотных геодезических сетей любой сложности и протяжённости.
Следующим в ряду федеральных органов исполнительной власти является Министерство обороны Российской Федерации.
Приказом МО РФ от 30 ноября 2005 года №505 утверждены положение о топографической службе ВС РФ и Военно-топографическом управлении ГШ ВС РФ.
Основными задачами топографической службы являются:
организация и выполнение геодезических, топографических и картографических работ федерального и специального назначения в целях заблаговременной подготовки территории Российской Федерации и континентальных районов в топогеодезическом отношении;
топогеодезическое обеспечение применения Вооруженных Сил, а также других войск, воинских формирований и органов;
выполнение мероприятий по топогеодезическому обеспечению постоянной боевой и мобилизационной готовности войск, их повседневной жизнедеятельности;
создание необходимых запасов и организация обеспечения войск топографическими и специальными картами в цифровой и аналоговой формах, исходными астрономо-геодезическими и гравиметрическими данными, их учет, хранение и контроль за использованием.
Подразделения (отдельные должности) топографической службы создаются в главных штабах видов Вооруженных Сил, штабах военных округов, родов войск Вооруженных Сил, объединений, соединений и воинских частей для организации топогеодезического обеспечения войск, организации выполнения специальных работ в целях заблаговременной подготовки территории Российской Федерации, континентальных районов в топогеодезическом отношении. В Военно-Морском Флоте топогеодезическое обеспечение возлагается на гидрографическую службу ВМФ.
Военно – топографическое управление является органом, осуществляющим управление топографической службой.
В число функций Военно-топографического управления, в частности, входят:
· разработка перспективных (на 5 лет) и годовых планов специальных работ по подготовке территории континентальных, районов в топогеодезическом отношении;
· разработка плана совершенствования системы топогеодезического обеспечения Вооруженных Сил;
· организация работ по созданию и обновлению топографических, специальных, цифровых и электронных карт, планов городов, исходных астрономо-геодезических и гравиметрических данных по заявкам центральных органов военного управления, главных штабов видов Вооруженных Сил, штабов военных округов и родов войск Вооруженных Сил;
· участие в координации деятельности федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих геодезическую и картографическую деятельность в интересах обороны и обеспечения военной безопасности Российской Федерации;
· организация развития и контроль состояния пунктов космической геодезической сети, планирование комплекса мероприятий по обеспечению их функционирования на поверхности Земного шара, получение и обработка измерительной информации с космических комплексов геодезического, картографического и навигационного назначения;
· подготовка предложений в план применения космических сил и средств Вооруженных Сил для решения задач по картографированию территории континентальных районов, созданию геодезической сети повышенной точности, а также предложений (заявок) в график запусков космических аппаратов в части геодезических и картографических комплексов;
· организация деятельности картографо-геодезического фонда Министерства обороны.
Для создания перспективной системы обеспечения ВС РФ геопространственной информацией проведены мероприятия по созданию высокоэффективной организационной структуры, отвечающей за обеспечение ВС РФ геопространственной информацией.
В частности, сформированы воинские части центрального подчинения, главный центр космической геодезии, навигации и картографии, главный центр геопространственной информации, экспедиционный топогеодезический отряд, воинские части окружного подчинения — центры геопространственной информации и навигации, воинские части армейского подчинения — топографические части.
В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 30 апреля 2008 г. № 323 «Об утверждении Положения о полномочиях федеральных органов исполнительной власти по поддержанию, развитию и использованию глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС …»
а) координацию работ по созданию, развитию и использованию системы ГЛОНАСС, функциональных дополнений и аппаратуры спутниковой навигации в интересах обеспечения обороны и безопасности Российской Федерации, а также совместно с Федеральным космическим агентством - в интересах гражданских потребителей;
б) управление орбитальной группировкой космических аппаратов системы ГЛОНАСС;
в) создание, поддержание и развитие средств мониторинга навигационного поля, создаваемого системой ГЛОНАСС;
г) мониторинг параметров и обеспечение заданных характеристик навигационного поля, создаваемого системой ГЛОНАСС и функциональными дополнениями;
д) создание, поддержание и развитие системы метрологического обеспечения системы ГЛОНАСС и функциональных дополнений;
е) организацию проведения и внедрения результатов научных исследований по развитию навигационных технологий системы ГЛОНАСС в интересах обеспечения обороны и безопасности Российской Федерации.
Министерство обороны Российской Федерации является одним из основных заказчиков мероприятий Федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы».
Еще одним крупным заказчиком этой программы является Федеральное космическое агентство (Роскосмос).
Федеральное космическое агентство осуществляет:
а) координацию работ по поддержанию, развитию и использованию системы ГЛОНАСС в интересах гражданских, в том числе коммерческих, потребителей и в целях расширения международного сотрудничества Российской Федерации;
б) обеспечение реализации совместно с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти государственной политики в области поддержания, развития и использования системы ГЛОНАСС, функциональных дополнений и аппаратуры спутниковой навигации системы ГЛОНАСС (ГЛОНАСС/GPS) (далее - аппаратура спутниковой навигации);
в) разработку совместно с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти нормативных правовых актов и отраслевых нормативных актов в области развития и использования системы ГЛОНАСС, функциональных дополнений и аппаратуры спутниковой навигации;
г) участие в мониторинге параметров и характеристик навигационного поля, создаваемого системой ГЛОНАСС и функциональными дополнениями;
д) организацию проведения фундаментальных научных исследований и внедрение их результатов в интересах развития системы ГЛОНАСС и функциональных дополнений;
е) создание и развитие совместно с Министерством обороны Российской Федерации и Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии системы метрологического обеспечения системы ГЛОНАСС и функциональных дополнений;
ж) координацию международного сотрудничества федеральных органов исполнительной власти и организаций в области поддержания, развития и использования различных навигационных спутниковых систем и их функциональных дополнений;
з) организацию в установленном порядке взаимодействия с компетентными органами иностранных государств по вопросам использования системы ГЛОНАСС и функциональных дополнений, включая разработку проектов международных договоров Российской Федерации и заключение соответствующих контрактов;
и) внедрение навигационных технологий системы ГЛОНАСС и функциональных дополнений в интересах социально-экономического развития Российской Федерации и в интересах гражданских, в том числе зарубежных, потребителей, а также в научных целях.
Участие предприятий и организаций Роскосмоса в поддержании, развитии и использовании системы ГЛОНАСС выражалось в следующем:
проектирование и создание навигационных космических аппаратов ГЛОНАСС, ГЛОНАСС-М, ГЛОНАСС-К и средств функционального дополнения;
разработка и создание навигационной аппаратуры потребителей ГЛОНАСС/GPS, в том числе геодезической спутниковой аппаратуры, используемой при построении спутниковых геодезических сетей;
создание и эксплуатация российской системы дифференциальной коррекции и мониторинга радионавигационных полей (СДКМ) является функциональным дополнением к спутниковым навигационным системам ГЛОНАСС и GPS и обеспечивает улучшение характеристик этих систем для решения задач, требующих высокой точности и целостности. В настоящее время сеть СДКМ состоит более чем из 25 наземных станций наблюдения, 20 из которых расположены на территории России, причем часть из российских станций функционально входит в состав ФАГС.
Помимо этого, на предприятия и организации Роскосмоса возложены функции по созданию новой отечественной космической геодезической системы ГЕО-ИК-2. Создание системы ГЕО-ИК-2 осуществляется кооперацией, которую возглавляет ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва». Основными задачами системы ГЕО-ИК-2 являются:
построение высокоточной геодезической сети в геоцентрической системе координат;
уточнение параметров гравитационного поля Земли в планетарном масштабе;
детальное уточнение формы и положения поверхности геоида в Мировом океане.
Наконец, в ведении Роскосмоса находятся вопросы астрономо-геодезического обеспечения служб космодрома «Байконур» и строящегося космодрома «Восточный», решаемые силами Центра эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры (ЦЭНКИ).
Также в организационную структуру геодезического обеспечения входит Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). В его ведении находятся вопросы обеспечения единства геодезических измерений. Один из ведущих институтов Росстандарта, ВНИИФТРИ, является базовой организацией Государственной службы времени и частоты, в функции которой входит определение параметров вращения Земли, в том числе координат полюса. Знание этих параметров необходимо для высокоточного учета изменений координат фундаментальных геодезических пунктов.
Система геодезического обеспечения РФ включает в себя также ряд предприятий промышленности, занимающихся разработкой и производством геодезической техники. В числе этих предприятий следует отметить:
Уральский оптико-механический завод (УОМЗ) (электронные тахеометры, спутниковая аппаратура);
Раменский приборостроительный завод (гравиметры, инерциальные системы);
ЦНИИ «Электроприбор» (гравиметры, гироскопы);
ОАО «106 экспериментальный оптико-механический завод» (подвижные навигационно-геодезические комплексы);
ОАО «НПК «Системы прецизионного приборостроения» (высокоточные спутниковые лазерные дальномеры);
ОАО «Российский институт радионавигации и времени» (РИРВ);
НИИ космического прибростроения (в составе ОАО «Объединенная ракетно-космическая корпорация») – спутниковая геодезическая аппаратура, и др.
Дополняют организационную структуру геодезического обеспечения ряд научных учреждений Российской академии наук, в настоящее время подведомственных ФАНО – Федеральному агентству научных организаций. Понятно, что многие задачи геодезического обеспечения являются наукоемкими, требуют глубокой научной проработки. В первую очередь это касается вопросов фундаментальной геодезии, в том числе фундаментального астрономо-геодезического обеспечения системы ГЛОНАСС. Федеральной целевой программой по системе ГЛОНАСС установлены жесткие требования на 2020 год по точностным характеристикам государственной геоцентрической системы координат и моделей гравитационного поля Земли. Выполнение этих требований невозможно без опоры на научный потенциал РАН.
Во-первых, это Институт прикладной астрономии РАН, один из крупнейших астрономических институтов мира, ведущий исследования в области новых методов астрометрии и геодинамики, эфемеридной астрономии, классической и релятивистской небесной механики, радиоастрономии и радиоинтерферометрии, космической геодезии и фундаментального координатно-временного обеспечения. В ведении ИПА РАН находится радиоинтерферометрический комплекс «КВАЗАР-КВО», станции которого (в количестве 3, Зеленчукская, Бадары, Светлое) функционально входят в состав ФАГС.
Во-вторых, это Институт физики Земли РАН, являющийся базовой организацией Геофизической службы РАН, одним из направлений деятельности которой является мониторинг медленных геодинамических процессов в земной коре и деформаций земной поверхности. Постоянно действующие пункты наблюдений ГС РАН входят в Международную службу ГНСС (IGS) и также используются в качестве пунктов ФАГС. Помимо этого, Институт физики Земли выполняет значительный объем работ по морским и аэрогравиметрическим съемкам, в том числе в районах Арктики. Это имеет существенное значение не только для освоения ресурсного потенциала, но и для уточнения моделей гравитационного поля Земли в целях геодезии и навигации.
Наконец, это Институт астрономии РАН, занимающийся, в том числе, высокоточным определением орбит космических аппаратов геодезического назначения по доплеровским наблюдениям этих космических аппаратов в системе DORIS. Система DORIS состоит из передающей аппаратуры, устанавливаемой на наземных пунктах, точно привязанных в геодезическом отношении, приемной аппаратуры, устанавливаемой на борту космического аппарата, системы синхронизации и центра обработки данных. Применение системы DORIS обеспечивает сантиметровый уровень точности определения орбит геодезических спутников.
Итак, рассмотрено участие различных учреждений и организаций в системе геодезического обеспечения государства на федеральном уровне. Однако, понятно, что помимо федерального уровня, система геодезического обеспечения может включать в себя региональный уровень, то есть, прежде всего, уровень субъектов Российской Федерации, и корпоративный уровень, то есть уровень государственных и частных компаний, таких как ОАО «РЖД», Росатом, Газпром и др.
Говоря о региональных системах, нельзя не отметить, что, например, в условиях Москвы функционирование такой системы поддерживают такие организации как ГУП «Мосгоргеотрест», ОАО «Мосметрострой».
Мосгоргеотрест решает задачи, связанные с обеспечением города современными геодезическими и картографическими материалами и данными, результатами и данными комплексных инженерных изысканий для подготовки проектной документации, строительства, реконструкцией объектов капитального строительства, технической инвентаризацией объектов градостроительной деятельности, землеустроительными работами, геодезическими работами на строительных площадках и работами по осуществлению строительного контроля.
ведение Сводного плана подземных коммуникаций и сооружений в городе Москве, создание и ведение единой государственной картографической основы (ЕГКО) города Москвы.
