для Высоких скоростей

партнер
110
Высокая точность
для высоких скоростей
Многочисленных подрядчиков и партнеров ОАО «Российские железные дороги» можно
поделить на две категории – на тех, кто осуществляет заказ добросовестно и профессионально,
и тех, кто решает поставленные задачи не только со знаком качества, но и с опорой на инновации. Среди таких подрядчиков – санкт-петербургское ООО «НПП «БЕНТА». За 20 лет деятельности
научно-производственным предприятием выполнен огромный объем изыскательских работ.
В том числе для строительства высокоскоростного сообщения между Москвой и СанктПетербургом (Западный вариант), где при создании опорной геодезической сети трассы применена
технология, основанная на использовании самых современных средств измерений в геодезии.
О ее преимуществах, влиянии на качество реализуемого проекта рассказывает главный специалист
ООО «НПП «БЕНТА» кандидат технических наук Анатолий АСТАПОВИЧ.
В
ближайшие годы планируется
построить первую в России высокоскоростную железнодорожную магистраль от Москвы до СанктПетербурга. Ее протяженность составит
658,7 километра. В административном
отношении трасса ВСЖМ-1 пройдет по
территориям шести субъектов РФ: Москвы и Московской области, Тверской,
Новгородской, Ленинградской областей
и Санкт-Петербурга.
Этот объект представляет собой уникальный по сложности комплекс сооружений: двухпутная железнодорожная магистраль, мостовые переходы, эстакады,
путепроводы, пешеходные мосты и тоннели, взаимное расположение которых
должно быть строго увязано в плане и по
высоте, так как составы будут развивать
скорость до 400 километров в час.
В 2011 году ООО «НПП «БЕНТА» выполнило комплексные инженерные изыскания для разработки проекта строительства высокоскоростной железной дороги, а также с целью обоснования компоновки сооружений, принятия конструктивных и объемно-планировочных решений по ним.
Составной частью инженерных изысканий трассы ВСЖМ-1 стали геодезические работы. При этом необходимо было
учесть ряд организационных и научных
проблем, обусловленных ограниченными сроками проведения изысканий,
большими объемами работ, физикогеографическими условиями трассы,
высокими требованиями к качеству изысканий. Решение этих проблем привело
к инновационной технологии создания
опорной планово-высотной геодезической основы (ОГС) ВСЖМ-1.
Концепция создания ОГС разрабатывалась в соответствии с требованиями технического задания к точности
положения пунктов опорной сети, гра-
ИЮНЬ •
ИЮЛЬ
2012
фика проведения инженерных изысканий на объекте и с учетом:
– физико-географических условий
района изысканий;
– потребности наличия пунктов ОГС
в непосредственной близости к местам
пересечения оси трассы с реками, дорогами и инженерными коммуникациями;
– расположения сохранившихся
пунктов ГГС;
– необходимости поэтапной выдачи
результатов изысканий.
В
ысокоскоростная
железнодорожная магистраль
Москва — Санкт-Петербург —
уникальный по сложности
комплекс сооружений.
Опорная геодезическая сеть формировалась по принципу «от общего к частному» и включала каркасные, главные
пункты и пункты сгущения. Каркасные
пункты предназначены для закрепления
единой системы координат. Они располагаются на расстоянии 20–50 километров
друг от друга и, как правило, совмещены
с пунктами реперной сети действующей железнодорожной линии СанктПетербург – Москва. Включение данных
пунктов в опорную сеть позволило обеспечить преемственность координатного
пространства действующей железнодорожной линии Санкт-Петербург – Москва.
Главные пункты опорной геодезической сети используются для распространения единой системы координат
вдоль трассы ВСЖМ-1. Они располагаются через 5–10 километров «кустами»
по три пункта.
Пункты сгущения необходимы для
закрепления и выноса в натуру оси
ВСЖМ-1. Их устанавливают парами через два километра в непосредственной
близости к четным пикетам трассы.
В опорную геодезическую сеть включались и ближайшие пункты ГГС, что
позволило установить параметры связи
с региональными системами координат.
Для каждого региона по координатам совмещенных пунктов определялись семь
параметров. Так как местные системы
координат являются производными от
государственной геодезической сети,
то в качестве совмещенных использовались ближайшие к оси ВСЖМ-1 пункты
триангуляции ГГС.
На стадии проектно-изыскательских
работ под дизайн-проект ВСЖМ-1 в качестве рабочих были приняты:
– система координат WGS-84;
– система высот Балтийская 1977 года;
– картографическая проекция UTM-36N.
Для создания рабочей документации требуется иметь единую, не дающую практически значимых искажений
углов и расстояний, систему координат
на плоскости. Исследования показали,
что отрезки трассы в один километр на
плане в проекции UTM-36N могут отличаться от соответствующего отрезка на местности от –0,4 до +0,6 метра.
В связи с этим для геодезического
обеспечения строительства ООО «НПП
«БЕНТА» разработало прямоугольную
систему координат на плоскости косой цилиндрической проекции Меркатора (версия Хотина). В качестве
центральной линии проекции принята
геодезическая линия, соединяющая
Санкт-Петербург с Москвой. Масштабный коэффициент вдоль центральной
линии проекции принят равным единице. За отсчетный эллипсоид принят
эллипсоид WGS-84.
партнер
Расположение центральной линии
проекции выбиралось таким образом,
чтобы минимизировать линейные искажения вдоль оси трассы ВСЖМ. Максимальное отклонение оси трассы от
центральной линии проекции составило
16 километров. В этом месте искажения
длин линий за масштаб изображения на
плоскости будут около 1:200000. Такие
искажения можно не учитывать.
Геодезические высоты вычислялись
относительным методом спутниковой
геодезии одновременно с определением планового положения пунктов ОГС.
После уравнивания спутниковой сети
максимальная погрешность (СКО) геодезических высот пунктов ОГС не превосходила 15 миллиметров.
Отметки пунктов ОГС в Балтийской
системе высот получены путем преобразований пространственных прямо-
В
2011 году
ООО «НПП «БЕНТА» выполнило
комплексные инженерные изыскания
для разработки проекта
строительства ВСЖМ-1.
угольных координат в плоские координаты UTM-36 (WGS-84) c учетом модели
геоида EGM-2008.
111
Для уточнения модели аномалий высот геометрическим нивелированием
4-го класса в Балтийской системе были
определены отметки пунктов ОГС, равномерно расположенных вдоль всей
трассы ВСЖМ. Кроме того, из каталогов государственной нивелирной сети
выписаны высоты близлежащих к оси
трассы пунктов ГГС, на которых проводились спутниковые определения.
Уточнение модели аномалий высот
выполнено сравнением нормальных высот пунктов ОГС с высотами, которые
получены путем коррекции геодезических высот этих же пунктов с помощью
модели геоида EGM-2008. Остаточные
разности не превосходили по абсолютной величине 15 сантиметров. В результате получена уточненная модель
аномалий высот с более густой сеткой
узлов, которая позволяет надежнее осуществлять интерполирование между
узлами. Путем линейного интерполирования получены уточненные поправки
к аномалиям высот и уточненные нормальные высоты пунктов ОГС.
Использование инноваций в инженерно-геодезических изысканиях позволило в сжатые сроки с высоким качеством создать опорную геодезическую
сеть в единой, не дающей практически
значимых искажений углов и расстояний, системе координат для обеспечения
единства измерений на протяжении всей
магистрали при проектировании, строительстве и эксплуатации ВСЖМ.
Необходимо отметить, что ООО
«НПП «БЕНТА» имеет опыт применения
воздушного лазерного сканирования,
которое хорошо зарекомендовало себя
при создании топографических планов и
цифровых моделей местности для проектирования таких объектов, как ВСЖМ-1
и горно-туристического центра ОАО
«Газпром» в г. Сочи.
ИЮНЬ •
ИЮЛЬ
2012
ПАРТНЕР
112
•Облако точек воздушно-лазерного сканироваия
•Ортофотоплан на участок
воздушно-лазерного сканирования
В 2012 году компания первой в Северо-Западном регионе приобрела новый
воздушный лазерный сканер фирмы
Leica. Благодаря его внедрению стало
возможным получать, обрабатывать
и предоставлять проектным организациям геопространственную информацию
в трехмерном виде с высокой точностью
и разрешением. Так, например, плотность
съемки местности при воздушном сканировании достигает 20 точек на квадратный метр, при этом сканирующие лучи
способны проникать под полог густой
растительности. Метод имеет высокую
степень автоматизации: уже в течение нескольких дней после съемки можно получить ортофотоплан и цифровую модель
рельефа огромной территории.
ИЮНЬ •
ИЮЛЬ
2012
Таким образом, коллектив ООО «НПП
«БЕНТА», ориентируясь на новые технологии и являясь их активным проводником,
С
пециалистами
НПП «БЕНТА» разработана
инновационная технология
создания опорной планово-высотной
геодезической основы ВСЖМ-1.
укрепляет позиции лидера в области геодезического сопровождения строительства уникальных инженерных объектов.
ООО «НПП «БЕНТА»
190000 Санкт-Петербург,
ул. Якубовича, 22
Телефоны:
(812) 314-86-28, 315-21-57
Факс: (812) 315-70-10
Е-mail: [email protected]
www.benta.spb.ru