Способ автоматизированного формирования локальных геодезических сетей высокого класса точности
Владельцы патента RU 2500990:
Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" (RU)
Изобретение относится к геодезии, в частности к способам топогеодезической подготовки боевых действий ракетных войск и артиллерии сухопутных войск.
Способ автоматизированного формирования локальных геодезических сетей высокого класса точности, включает в себя определение с помощью навигационной системы (НС) координат, дирекционных углов на ориентирные направления пунктов локальных геодезических сетей, закрепление полученных данных на местности постоянными или временными центрами, составление списков координат на каждый позиционный район с дальнейшей топогеодезической привязкой позиций, пунктов, постов, При создании локальных геодезических сетей (ЛГС) на первоначальном этапе выполняется в автономном режиме начальное ориентирование и определение начальных координат НТС комплектом бортового оборудования с дальнейшим вводом в бортовой вычислитель НТС значений начальных данных как вручную, так и автоматически, на втором этапе формируется район работ, где должна быть создана ЛГС, для чего в бортовой вычислитель с внешнего устройства производится загрузка пакета цифровых карт местности (ЦКМ) и выбираются необходимые файлы с ЦКМ, на третьем этапе производится прокладка маршрута на ЦКМ в соответствии с предполагаемой конфигурацией ЛГС, на четвертом этапе производится движение НТС в соответствии с проложенным маршрутом, во время которого происходит автоматическое определение координат пунктов создаваемой ЛГС, точки ЛГС при необходимости закрепляются на местности центрами с наружными знаками и для них определяются дополнительные ориентиры и особые условия состояния маршрута, для повышения точности производится коррекция НС по данным аппаратуры спутниковой навигации (АСН), либо при кратковременных остановках НТС при помощи ориентиров с известными координатами, на пятом этапе для сгущения пунктов ЛГС автоматически определяются геодезические данные точек на ЦКМ, отмеченных курсором оператора, на шестом этапе производится представление данных по сформированной ЛГС в печатном виде или электронном с возможностью их автоматизированной передачи по каналам связи объектам автоматизированной системы управления войсками (АСУВ).
Технический результат: создание способа автоматизированного формирования локальных геодезических сетей высокого класса точности, в котором осуществляется комплекс автоматизированных мероприятий по определению топогеодезических данных пунктов локальных геодезических сетей при постоянной или периодической коррекции навигационной системы с помощью средств спутниковой навигации или оптических средств.
1 ил.
Изобретение относится к геодезии, в частности к способам топогеодезической подготовки боевых действий ракетных войск и артиллерии сухопутных войск.
Известен «Учебник сержанта ракетных войск и артиллерии сухопутных войск» для командиров топогеодезических отделений и топопривязчиков, книга 4, утвержденный командующим ракетными войсками и артиллерией сухопутных войск, под редакцией В.В.Бурова (стр.4-8).
В учебнике изложены основы топогеодезической подготовки боевых действий ракетных войск и артиллерии сухопутных войск - способ создания опорной артиллерийской (локальной) сети, т.е. совокупности закрепленных на местности опорных точек, создаваемых как исходная основа для топографической привязки элементов боевого порядка ракетных войск и артиллерии и подготовки исходных данных для стрельбы.
Топогеодезическая подготовка ракетных войск и артиллерии включает:
- создание исходной основы для топогеодезической привязки;
- топогеодезическую привязку позиций, пунктов, постов.
Исходная основа для топогеодезической привязки (геодезические сети и каталоги координат геодезических пунктов, топографические и специальные карты, аэроснимки с координатной сеткой) создается заблаговременно в мирное и военное время, а также непосредственно в ходе военных действий.
К геодезическим сетям относятся:
- государственная геодезическая сеть (ГГС);
- специальные геодезические сети (СГС).
Государственная геодезическая сеть создается по единому плану в масштабе государства и является основой для составления топографических карт и выполнения геодезических измерений. Данные о пунктах ГГС помещаются в каталоги, в которых содержатся следующие сведения: название пункта с указанием типа и высоты наружного знака, класс пункта, полные прямоугольные координаты, абсолютная высота, дирекционные углы направлений на ориентирные пункты и другие геодезические пункты с указанием названий этих пунктов и расстояний до них.
СГС создаются на основе пунктов ГГС в районах развертывания войск с целью обеспечения их действий. Для каждого пункта СГС определяют его координаты, дирекционные углы сторон сети и направлений на ориентирные пункты.
Пункты СГС на местности закрепляются постоянными или временными центрами и обозначаются наружными знаками. Данные о пунктах СГС помещаются в списки координат, которые составляются на каждый позиционный район.
Кроме создания исходной основы составной частью топогеодезической подготовки является топогеодезическая привязка позиций, пунктов, постов, которая включает: определение координат и высот позиций, пунктов, постов и определение дирекционных углов ориентирных направлений.
Координаты привязываемых точек и дирекционные углы ориентирных направлений определяют с помощью приборов относительно пунктов и направлений геодезических сетей.
Недостатками данного способа создания опорной артиллерийской (локальной) сети топогеодезическими подразделениями и топопривязчиками, взятого за прототипа, являются:
- высокая погрешность при определении параметров локальных геодезических сетей;
- высокие временные затраты при проведении топогеодезической привязки;
- невозможность обеспечения функционирования высокоточных систем вооружений;
- необходимость использования большого количества топогеодезических расчетов для боевого обеспечения крупных подразделений войск;
- необходимость проведения большого количества контрольных замеров для обеспечения требуемой точности;
- низкий уровень технических средств, применяемых в топопривязчике.
Предлагаемым изобретением решается задача по повышению эффективности топогеодезического обеспечения сухопутных войск.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании способа автоматизированного формирования локальных геодезических сетей высокого класса точности, в котором осуществляется комплекс автоматизированных мероприятий по определению топогеодезических данных пунктов локальных геодезических сетей при постоянной или периодической коррекции навигационной системы с помощью средств спутниковой навигации или оптических средств соответственно с возможностью передачи полученных результатов объектам автоматизированной системы управления войсками.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе автоматизированного формирования локальных геодезических сетей высокого класса точности, включающем в себя определение с помощью навигационной системы (НС) координат, дирекционных углов на ориентирные направления пунктов локальных геодезических сетей, закрепление полученных данных на местности постоянными или временными центрами, составление списков координат на каждый позиционный район с дальнейшей топогеодезической привязкой позиций, пунктов, постов, новым является то, что при создании локальных геодезических сетей (ЛГС) на первоначальном этапе выполняется в автономном режиме начальное ориентирование и определение начальных координат наземного транспортного средства (НТС) комплектом бортового оборудования с дальнейшим вводом в бортовой вычислитель НТС значений начальных данных как вручную, так и автоматически, на втором этапе формируется район работ, где должна быть создана ЛГС, для чего в бортовой вычислитель с внешнего устройства производится загрузка пакета цифровых карт местности (ЦКМ) и выбираются необходимые файлы с ЦКМ, на третьем этапе производится прокладка маршрута на ЦКМ в соответствии с предполагаемой конфигурацией ЛГС, на четвертом этапе производится движение НТС в соответствии с проложенным маршрутом, во время которого происходит автоматическое определение координат пунктов создаваемой ЛГС, точки ЛГС при необходимости закрепляются на местности центрами с наружными знаками и для них определяются дополнительные ориентиры и особые условия состояния маршрута, для повышения точности производится коррекция НС по данным аппаратуры спутниковой навигации (АСН), либо при кратковременных остановках НТС при помощи ориентиров с известными координатами, на пятом этапе для сгущения пунктов ЛГС автоматически определяются геодезические данные точек на ЦКМ, отмеченных курсором оператора, на шестом этапе производится представление данных по сформированной ЛГС в печатном виде или электронном с возможностью их автоматизированной передачи по каналам связи объектам автоматизированной системы управления войсками (АСУВ).
Выполнение на первоначальном этапе в автономном режиме начального ориентирования и определения начальных координат НТС комплектом бортового оборудования с дальнейшим вводом в бортовой вычислитель НТС значений начальных данных как вручную, так и автоматически:
- позволяет в полной мере использовать преимущества, которыми обладают средства спутниковой навигации;
- сохранить автономность работы навигационной системы при отсутствии по тем или иным причинам сигналов от навигационных космических аппаратов;
- ускорить процесс подготовки к созданию локальной топогеодезической сети.
Формирование на втором этапе района работ, где должна быть создана ЛГС, позволяет:
- определить достаточный набор файлов с ЦКМ, необходимый для выполнения поставленной задачи;
- производить при необходимости дополнительную загрузку карт или их удаление.
Выполнение на третьем этапе операции прокладки маршрута на ЦКМ в соответствии с предполагаемой конфигурацией ЛГС позволяет, исходя из анализа конкретного района местности по данным ЦКМ, выбрать оптимальный маршрут движения для получения в течение минимального времени и с наименьшими затратами топогеодезической информации, достаточной для формирования ЛГС.
Осуществление на четвертом этапе движения НТС в соответствии с проложенным маршрутом позволяет:
- получить наиболее полную основную и дополнительную топогеодезическую информацию;
- получить информацию о местности, отсутствующую на карте местности;
- сформировать систему ориентиров для пунктов ЛГС.
Коррекция НС по данным аппаратуры спутниковой навигации (АСН), либо при кратковременных остановках НТС при помощи ориентиров с известными координатами, позволяет:
- поддерживать высокую точность определения топогеодезических данных на всем протяжении движения по проложенному маршруту;
- получить в целом высокое качество данных по всем пунктам ЛГС.
На пятом этапе автоматическое определение геодезических данных для точек на ЦКМ, отмеченных курсором оператора, позволяет:
- получать оперативную топогеодезическую информацию о любой точке или объекте на ЦКМ, находящихся в районе проводимых работ;
- получить необходимую плотность пунктов ЛГС.
Представление на шестом этапе данных по сформированной ЛГС в печатном виде или электронном с возможностью их автоматизированной передачи по каналам связи объектам автоматизированной системы управления войсками (АСУВ) позволяет:
- обеспечить картографическим материалом с нанесенными пунктами ЛГС взаимодействующие подразделения;
- обеспечить функционирование НТС, оборудованное навигационной системой, в составе автоматизированной системы управления войсками.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, неизвестны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан алгоритм реализации способа автоматизированного формирования локальных геодезических сетей высокого класса точности.
Способ автоматизированного формирования локальных геодезических сетей высокого класса точности реализуется следующим образом.
1. При создании ЛГС на первоначальном этапе выполняется в автономном режиме начальное ориентирование и определение начальных координат НТС комплектом бортового оборудования с дальнейшим вводом в бортовой вычислитель (БВ) 2 НТС значений начальных данных как вручную, так и автоматически.
Для проведения в автономном режиме начального ориентирования используется дирекционный угол продольной оси НТС, определенный с помощью НС 1 НТС и автоматически вводимый в бортовой вычислитель (БВ) 2. Для повышения точности определения дирекционного угла может использоваться режим при увеличенном времени определения.
Для решения навигационных задач может использоваться дирекционный угол продольной оси НТС, определенный с помощью визира (В) 3, установленного на НТС, с последующим ручным вводом данных в БВ 2.
Для проведения в автономном режиме определения начальных координат используются координаты, полученные с АСН 4.
2. На втором этапе формируется район работ, где должна быть создана ЛГС, для чего в бортовой вычислитель с внешнего устройства производится загрузка пакета цифровых карт местности (ЦКМ) 5 и выбираются необходимые файлы с ЦКМ 5.
Для загрузки ЦКМ 5 с внешнего устройства (ВУ) 6 необходимо загрузить информацию с диска с файлами ЦКМ 5 в формате sxf в БВ 2. Для формирования района работы НТС необходимо просмотреть список файлов загруженных ЦКМ, в котором необходимо выбрать от двух до четырех файлов.
3. На третьем этапе производится прокладка маршрута на ЦКМ 5 в соответствии с предполагаемой конфигурацией ЛГС.
При прокладке маршрута указателем на ЦКМ 5 выбирается начальная точка. Далее указателем отмечаются следующие точки маршрута, при этом соседние точки будут соединены между собой прямыми линиями, в совокупности образующие линию проложенного маршрута 7. Для продолжения прокладки маршрута указатель устанавливается в конечной точке проложенного маршрута и далее указателем отмечаются следующие точки маршрута. Работа с ЦКМ 5 по прокладке маршрута возможна только на стоянке.
4. На четвертом этапе производится движение НТС в соответствии с проложенным маршрутом, во время которого происходит автоматическое определение координат пунктов создаваемой ЛГС, пункты ЛГС при необходимости закрепляются на местности центрами с наружными знаками 8 и для них определяются дополнительные ориентиры и особые условия состояния маршрута, для повышения точности производится коррекция НС по данным аппаратуры спутниковой навигации (АСН) 4, либо при кратковременных остановках НТС при помощи ориентиров с известными координатами посредством визира 3, установленного на НТС.
Во время движения НТС в рабочем окне БВ 2 на фоне ЦКМ 5 отображаются текущие координаты, высота, дирекционный угол, скорость, пройденный путь НТС, название района и исходный масштаб листа ЦКМ 5, количество листов в районе. Во время работы можно временно скрыть или отобразить лист ЦКМ 5, а также при необходимости соориентировать ЦКМ 5 по направлению движения НТС. В остальных случаях ЦКМ 5 ориентируется на Север.
Коррекция НС 1 по данным АСН 4 производится в непрерывном режиме во время движения НТС. При отсутствии по каким-либо причинам сигналов от космических навигационных аппаратов используются кратковременные остановки НТС для коррекции НС 1 при помощи ориентиров с известными координатами.
5. Для сгущения пунктов ЛГС на пятом этапе автоматически определяются геодезические данные точек на ЦКМ 5, отмеченных курсором оператора.
6. На шестом этапе производится представление данных по сформированной ЛГС в печатном виде или электронном с возможностью их автоматизированной передачи по каналам связи объектам автоматизированной системы управления войсками (АСУВ) 9.
Причем печатное размножение картографического материала может производиться как при помощи печатающего устройства (ПУ) 10, размещенного на НТС, так и при помощи аналогичных средств, размещенных на объектах АСУВ 9.
При включении НТС в систему информационного обмена АСУВ 9 с возможностью обеспечения объектов подсистемы ракетных войск и артиллерии (РВ и А) АСУВ 9 высокоточной информацией о координатах характерных точек местности, дирекционных углах ориентирных направлений, координатах контрольных точек проложенных маршрутов позволяет существенно снизить время боевой подготовки войск.
Таким образом, в предлагаемом изобретении решена задача по достижению технического результата, заключающегося в создании способа автоматизированного формирования локальных геодезических сетей высокого класса точности, в котором осуществляется комплекс автоматизированных мероприятий по определению топогеодезических данных пунктов локальных геодезических сетей при постоянной или периодической коррекции навигационной системы с помощью средств спутниковой навигации или оптических средств соответственно с возможностью передачи полученных результатов объектам автоматизированной системы управления войсками.
Способ автоматизированного формирования локальных геодезических сетей высокого класса точности, включающий в себя определение с помощью навигационной системы (НС) координат, дирекционных углов на ориентирные направления пунктов локальных геодезических сетей, закрепление полученных данных на местности постоянными или временными центрами, составление списков координат на каждый позиционный район с дальнейшей топогеодезической привязкой позиций, пунктов, постов, отличающийся тем, что при создании локальных геодезических сетей (ЛГС) на первоначальном этапе выполняется в автономном режиме начальное ориентирование и определение начальных координат наземного транспортного средства (НТС) комплектом бортового оборудования с дальнейшим вводом в бортовой вычислитель НТС значений начальных данных как вручную, так и автоматически, на втором этапе формируется район работ, где должна быть создана ЛГС, для чего в бортовой вычислитель с внешнего устройства производится загрузка пакета цифровых карт местности (ЦКМ) и выбираются необходимые файлы с ЦКМ, на третьем этапе производится прокладка маршрута на ЦКМ в соответствии с предполагаемой конфигурацией ЛГС, на четвертом этапе производится движение НТС в соответствии с проложенным маршрутом, во время которого происходит автоматическое определение координат пунктов создаваемой ЛГС, точки ЛГС при необходимости закрепляются на местности центрами с наружными знаками и для них определяются дополнительные ориентиры и особые условия состояния маршрута, для повышения точности производится коррекция НС по данным аппаратуры спутниковой навигации (АСН), либо при кратковременных остановках НТС при помощи ориентиров с известными координатами, на пятом этапе для сгущения пунктов ЛГС автоматически определяются геодезические данные точек на ЦКМ, отмеченных курсором оператора, на шестом этапе производится представление данных по сформированной ЛГС в печатном виде или электронном с возможностью их автоматизированной передачи по каналам связи объектам автоматизированной системы управления войсками (АСУВ).
