Система спутниковой навигации Galileo - новые возможности для железных дорог, страница 8

Этот алгоритм разработан и введен в программ­ное обеспечение Arcview компании ESRI. Основную трудность представляет определение координат в зо­не железнодорожных узлов, где могут иметь место кривые малого радиуса, а также в случае, если не имеется в наличии достаточного числа нивелировоч­ных точек, чтобы при помощи алгоритма можно бы­ло автоматически «приписать» дугу к линии данного номера. Сигнал о возникновении подобной ситуа­ции поступает оператору, который вручную помеща­ет рассматриваемую дугу в нужное место при помо­щи соответствующего графического интерфейса.

Комментарий

Геодезия — наука о форме поверхности Земли и способах определения местоположения на ней раз­личных объектов. Исторически сложилось так, что в каждой стране в зависимости от потребностей при­меняется одна или несколько систем геодезических опорных (реперных) точек. Эти системы в общих чертах включают выбор простого эллипсоида (его геометрическая форма наиболее соответствует фор­ме Земли), его ориентацию и позиционирование. Таким образом создается сеть реперных точек и комплектуется соответствующая база данных. В этой базе данных значения географических координат — широты и долготы — определенных пунктов на Зем­ле представлены с высокой степенью точности. В системе GPS используется база данных WGS 84, в Европе же на большинстве карт географические ко­ординаты определены с помощью европейской ба­зы данных ED 50.

Во Франции определение географических коор­динат исторически основано на методе триангуля­ции, т. е. последовательном измерении углов и рас­стояний между пунктами в зоне видимости. С XVIII в. были созданы три сети реперных точек, при­чем каждая последующая сеть становилась все более плотной и точной по сравнению с предыдущей.

Появление систем определения местоположения объектов с помощью спутниковых технологий сде­лало эти традиционные методы ненужными. Спут­никовые системы, снабженные системой координат, действительной для всей поверхности Земли, позво­ляют определять местоположение объектов с точ­ностью до сантиметров, что совсем недавно было просто немыслимо.

Именно такой является глобальная геодезическая система WGS, созданию которой сопутствовал за­пуск спутников системы GPS. Однако работа с ней для неопытного пользователя связана с определен­ными трудностями, так как одна и та же пара геогра­фических координат (широты и долготы) в базах данных WGS и ED 50 может соответствовать двум пунктам, отстоящим один от другого на расстояние до 100 м. Новая же топографическая сетка француз­ской геодезической системы RGF, находящейся в стадии разработки, полностью соответствует миро­вым и европейским топографическим условиям и обеспечивает аналогичную системе GPS точность измерений. База данных системы WGS 84 рекомен­дована Международной ассоциацией гражданской авиации в качестве эталонной.

Картография. Для визуализации на плоскости карты земной поверхности с находящимися на ней пунктами необходимо выполнить операцию проеци­рования, что неизбежно приводит к искажениям. Для проецирования могут быть использованы по­верхности трех видов: плоскость, цилиндр и конус. Две последние позволяют увеличить зону контакта между эллипсоидом и поверхностью проецирова­ния, и благодаря этому искажения можно свести к минимуму. Плоскостные координаты в этих систе­мах проецирования в пользовании удобнее геогра­фических. Координаты Ламбера соответствуют ко­нической проекции, координаты UTM или Мерка-тора — цилиндрической. Для облегчения расчетов на картах координаты воспроизводятся в масштабе.

Нивелирование. На территории Франции распо­ложена сеть из 450 тыс. реперных точек, иначе гово­ря, контрольных отметок, фиксированных по высоте с точностью около 1 мм. Значения высоты определе­ны путем последовательного совмещения разностей высотных отметок по отношению к нулевой точке отсчета, соответствующей среднему значению уров­ня моря в Марселе.

Проверка достоверности метода и оценка статистической ошибки