Содержание
Изображение 1. Геоид GOCO2025s
В библиотеку геоидальных моделей ПО TOPODRONE Post Processing добавлена российская RGG-2003 и глобальная GOCO2025s. Это позволяет расширить возможности программы при переводе эллипсоидальных высот в нормальные.
Ранее основной моделью для расчета высот служила модель EGM2008, привязанная к WGS84 и глобальному среднему уровню моря. Добавление RGG-2003 и GOCO2025s позволяет точнее учитывать специфику территории и современных спутниковых данных. Поэтому в ряде случаев расчетов в пределах РФ целесообразно применять специализированную модель, рассчитанную по отечественным данным.
Почему EGM2008 не всегда подходит в России
- Привязка к разным системам. Модель EGM2008 разработана под мировую систему координат WGS84 (геоид ориентирован на средний уровень мирового океана). Россия же использует собственную систему нормальных высот (БСВ-77) с нулем отсчета на Кронштадтском футштоке (Балтийское море). Из-за этого при применении EGM2008 в РФ могут возникать систематические смещения высот, требующие дополнительной корректировки.
- Устаревшие входные данные. EGM2008 построена на данных до 2008 г. и имеет точность около 2 см на экваторе и постепенно падает до 25-50 см к полюсам. Однако при современных ГНСС-измерениях и плотных нивелирных сетях этой точности может не хватать. Кроме того, глобальная модель не учитывает тонких локальных особенностей рельефа и гравитационных аномалий территории России.
Модель RGG-2003: локальная российская модель
RGG-2003 (Russian Gravimetric Geoid 2003) – это квазигеоидальная модель территории России, выполненная по сетке с шагом 5′. Модель вычислена с учетом российских гравиметрических и топографических данных (средние аномалии и высоты по картам территории СССР). Важная особенность RGG-2003 – она привязана к эллипсоиду ПЗ-90 (российская геоцентрическая система 1990 г.). Это соответствует системе координат, используемой в ГЛОНАСС, и устраняет необходимость дополнительных переходов между разными эллипсоидами.
Изображение 2. Российская модель RGG-2003
Благодаря этому при использовании RGG-2003 ГНСС-эллипсовые высоты легко переводятся в нормальные (Балтийские) высоты по системе БСВ-77. Иными словами, прибавляя величину геоидального уклона из RGG-2003 к эллипсовой высоте, мы получаем значение высоты, согласованное с российской нивелирной сетью. Для практиков это означает более точный учет реальной поверхности земли: геоид отражает особенности рельефа и распределения масс на территории России. Модель RGG-2003 особенно полезна геодезистам, кадастровым инженерам и строителям при проведении работ в России, где нужно получить высоты, согласованные с национальной системой БСВ.
Модель GOCO2025s: глобальная современная модель
GOCO2025s – это обновленная глобальная модель 2025 года гравитационного поля Земли от консорциума GOCO. Разрешение модели — до степени и порядка 300 (эквивалентно ~67 км на экваторе). До степени 200 учитываются долгосрочные тренды, годовые и полугодовые вариации гравитационного поля.
В отличие от комбинированных моделей (например, EGM2008), GOCO2025s не использует наземную гравиметрию или топографию, что делает ее особенно однородной и устойчивой для глобальных задач.
Модель основана на спутниковых наблюдениях 2002–2024 годов: в нее входят данные миссий GOCE, GRACE и GRACE-FO, спутниковая лазерная дальнометрия (SLR), а также ГНСС-орбиты (CHAMP, Swarm, Sentinel, TerraSAR-X и др.).
Благодаря использованию современных данных GOCE/GRACE/GRACE-FO, GOCO2025s обеспечивает улучшенную точность длинноволновых компонент геоида по сравнению с EGM2008, которая основана на старых данных. Это особенно важно для международных задач, кросс-границы и глобальных проектов: единая современная модель уменьшает разницу между регионами.
Проще говоря, GOCO2025s — более свежий и унифицированный глобальный геоид, что выгодно для картографирования и инженерных расчетов вне границ России.
Визуализация разницы GOCO2025s – EGM2008
1. Глобальная разница GOCO2025s и EGM2008
Зеленым цветом показаны области, где модели практически совпадают. Красные и синие зоны отражают различия между моделями, достигающие десятков сантиметров.
Хорошо видно, что в Европе и на большей части России расхождения небольшие, а в регионах с дефицитом наземных измерений (горные районы Азии, части Африки и Южной Америки) глобальные модели отличаются заметно сильнее. Именно там современная спутниковая модель GOCO2025s дает более устойчивые результаты, чем EGM2008.
Изображение 3. Разность геоидов GOCO2025s – EGM2008
2. Разница на «проблемном» регионе Гималаи
Изображение 4-5. Область максимальных различий (Гималаи и соседние регионы)
В сложных по рельефу и слабо изученных регионах различия между моделями геоида становятся максимальными. Это объясняется тем, что EGM2008 опирается на неоднородные наземные данные, тогда как GOCO2025s использует однородные спутниковые измерения за 2002–2024 годы. Для глобальных задач и съемок на больших территориях такая модель дает более надежную основу для расчета высот из ГНСС.
3. Разница по ракурсу на Европу/Россию
Изображение 6-7. Разность GOCO2025s – EGM2008 для Европы и России
В пределах Европы и основной части территории России различия между глобальными моделями невелики. Это показывает, что для внутренних российских задач ключевым фактором является не выбор между GOCO2025s и EGM2008, а использование национальной модели RGG-2003, согласованной с системой БСВ-77. В свою очередь, GOCO2025s становится особенно полезной при работах за пределами РФ и в международных проектах, где требуется современная и согласованная глобальная модель геоида.
Как выбрать и загрузить геоидную модель в ПО
В программе TOPODRONE Post Processing выбор геоидальной модели выполняется в окне «Настройки» → «Общее».
Изображение 8. Вход в меню для добавления нужного геоида
Слева в окне «Геоиды» в TOPODRONE Post Processing нажмите кнопку «Скачать».
Изображение 9. Скачивание геоида RGG-2003
В открывшемся окне выберите, например, RUSSIA и RGG-2003_20190907.gtx
Изображение 10. Выбор геоида RGG-2003 из библиотеки
Нажмите «Загрузить». После загрузки перезапустите программу.
Обратите внимание, со включенным ВПН список геоидов может не отображаться.
Добавленный геоид отобразится в одноименном окне.
Изображение 11. Отображение выбранного геоида в одноименном окне
После загрузки или импорта выбранную модель следует активировать в списке. Все геоидальные модели (включая новые RGG-2003 и GOCO2025s) можно добавлять или удалять в этом окне.
После загрузки убедитесь, что RGG-2003 выбрана в качестве модели геоида для расчета высот в соответствующей выполняемым работам вкладке.
Изображение 12-17. Проверка добавления геоидной модели для работы в TPP
Далее при постобработке ГНСС-данных программа будет автоматически применять выбранную модель для перевода высот.
Для кого особенно актуально
- Специалисты, работающие в России: геодезисты, кадастровые инженеры, строители, маркшейдеры. Им рекомендуется использовать модель RGG-2003, поскольку она соответствует российской системе высот (ПЗ-90/БСВ-77) и учитывает локальные данные. Это позволит получать «правильные» высоты для местности РФ без дополнительных поправок.
- Участники международных проектов: если вы создаете карты или модели вне России, или в разных странах сразу, удобно использовать GOCO2025s. Эта модель учитывает последние спутниковые данные, поэтому для «международных» расчетов она превосходит EGM2008 по актуальности.
- Все пользователи ГНСС-PPK/RTK: при переносе высот (например, при создании цифровой модели рельефа) важно, чтобы единицы измерения совпадали. Новые модели дают больший выбор: можете использовать тот геоид, который лучше подходит под регион вашей съемки.
Итоги и выводы
Поддержка RGG-2003 и GOCO2025s в TOPODRONE Post Processing расширяет инструментарий для работы с высотами. RGG-2003 – это специализированная квазигеоидальная модель для территории России; она обеспечивает более точный перевод высот в Балтийскую систему (БСВ-77), так как опирается на отечественные данные.
GOCO2025s – современная глобальная модель на основе спутниковых данных 2002–2024 гг., подходящая для международных задач. Выбор модели производится в настройках программы (в разделе «Геоиды») – достаточно загрузить нужную геоидальную таблицу. В результате пользователи могут адаптировать расчет высот под свою задачу: для РФ – использовать RGG-2003, для зарубежья и глобальных проектов – GOCO2025s, а при необходимости сохранить и общую модель EGM2008.
