Результаты работ по созданию в рамках ФЦП «ГЛОНАСС» новой государственной геоцентрической системы координат Российской Федерации (ГГСК)

1 марта 2012 г. в Центральном ордена «Знак Почёта» научно-исследовательском институте геодезии, аэросъемки и картографии им. Ф.Н. Красовского (ЦНИИГАиК) прошла научно-техническая конференция «Отечественные разработки в области геодезии и картографии и их применение в хозяйственной и оборонной деятельности страны», посвященная Дню работников геодезии и картографии. На конференции были представлены результаты работ по созданию в рамках ФЦП «ГЛОНАСС» новой государственной геоцентрической системы координат Российской Федерации (ГГСК).

Физической реализацией ГГСК является  государственная спутниковая сеть новой структуры («Основные положения о ГГС РФ), оптимальным образом ориентированная на эффективную реализацию потенциала ГЛОНАСС. Основу этой сети новой структуры составляет система постоянно действующих пунктов наблюдений ГЛОНАСС фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС) открытого пользования.

При разработке технологии построения ГГСК был изучен и учтён мировой опыт создания современных геоцентрических систем координат. Ориентация осей координат и начало отсчёта ГГСК соответствуют международным, установленным для ITRS. При построении ГГСК были использованы данные пунктов IGS, расположенных на территории России, и данные с зарубежных пунктов, ведущих наблюдения ИСЗ ГЛОНАСС.

В целях обеспечения независимого контроля геоцентричности ГГСК по данным, неиспользованных при её построении, а так же для расширения возможностей применения ГЛОНАСС в системе высотного обеспечения было выполнено уточнение планетарной модели гравитационного поля Земли ГАО 2008 с привлечением результатов спутниковых градиентометрических измерений. В соответствии с теорией М. С. Молоденского значение геодезической высоты над общим земным эллипсоидом, полученное по ГНСС измерениям, теоретически строго должно соответствовать сумме нормальной высоты и высоты квазигеоида. Поэтому значения нормальных высот в пунктах ФАГС по данным высокоточного нивелирования и высот квазигеоида по гравитационным данным позволили осуществить независимый контроль геоцентричности ГГСК.

Существенным элементом всей технологи построения системы координат на современном уровне точности является учёт изменений координат во времени. В соответствии с мировой тектонической структурой, в настоящее время при моделировании скоростей в решениях ITRF всю территорию России относят к одной Евразийской платформе. В действительности территория России имеет сложную тектоническую структуру с множеством тектонических разломов. В связи с этим изменения координат пунктов ФАГС имеют различные скорости, как по величине, так и по направлению.

Координаты пунктов ГГС, реализующих систему координат, установленную в качестве государственной для территории России (ГГСК) должны иметь по возможности минимальные значения скоростей изменений координат по отношению к пунктам ФАГС, принятым в качестве опорных. Опорными пунктами должны быть пункты ФАГС, расположенные на стабильных платформенных участках территории России, и обеспечивающие условие минимизации значений скоростей. Это требование увеличит продолжительность периода времени, в течение которого для подавляющего числа потребителей сохранится возможность считать значения координат опорных пунктов ГГС в ГГСК неизменными.

В результате работ, выполненных в рамках мероприятий ФЦП ГЛОНАСС, разработана новая государственная геоцентрическая система координат Российской Федерации (ГГСК), по уровню точности соответствующая международной земной системе координат ITRF.

Практической (физической) реализацией ГГСК на территории России является совокупность более 350 тыс. пунктов ГГС, включающая пункты ФАГС, ВГС, СГС-1, пункты триангуляции и полигонометрии 1-4 классов.

Как составная часть ГГСК разработана глобальная модель гравитационного поля Земли ГПЗ с использованием данных спутниковой градиентометрии Европейского космического комплекса GOCE, которая предназначена для эфемеридного обеспечения ИСЗ ГЛОНАСС и построения высокоточного квазигеоида.

Созданы необходимые условия для перевода всего массива государственных цифровых топографических карт в новую государственную геоцентрическую систему координат Российской Федерации, и переход на общеземной эллипсоид.

В России используется система нормальных высот, связанная с поверхностью квазигеоида. Последние необходимы для осуществления очень многих практических и научных задач, которые не могут быть решены с использованием геодезических высот. В большинстве стран Европы также используется система нормальных высот. Высоты квазигеоида, полученные на основе глобальной модели гравитационного поля, является необходимым элементом единой координатной системы Российской Федерации.

Таким образом, составными элементами ГГСК, подготовленными в рамках выполнения работ по планам мероприятий ФЦП, являются:

- каталог координат пунктов ГГС в системе координат ГГСК;

- параметры отсчётного эллипсоида;

- параметры глобальной модели ГПЗ;

Государственная геоцентрическая система координат (ГГСК), в составе представляемых параметров, предназначается для:

- эффективного и качественного выполнения геодезических и картографических работ федерального и специального назначения, внедрения и развития новых методов и технологий производства этих работ;

- полноценной реализации потенциала российской ГНСС ГЛОНАСС и других ГНСС;

 - поддержания и развития инновационной структуры государственной геодезической сети и специальных геодезических сетей;

- согласования систем геодезических координат и нормальных высот на территории Российской Федерации;

- обеспечения мониторинга процессов деформации земной поверхности, прогноза землетрясений, природных и техногенных катастрофических явлений в сейсмоопасных регионах Российской Федерации и сопредельных государств, в районах эксплуатации месторождений полезных ископаемых, на транспортных и крупных инженерных сооружениях.

По информации ЦНИИГАиК