Построение единой высотной основы и карты высот квазигеоида по геодезическим спутниковым измерениям на регион г. Москвы

(Тезисы сообщения на Юбилейной конференции, посвященной 220- летию МИИГАиК, май 1999 г.)

Построение Единой высотной основы было выполнено на этапе развития опорной городской геодезической сети г. Москвы с применением высокоточных спутниковых GPS-измерений, которые были проведены НИЦ "Геодинамика" МИИГАиК в 1996-97 гг. Необходимость в выполнении этой работы вызвана тем, что на территории г. Москвы и прилегающих районов в течение многих лет, начиная с 1900 г. различными геодезическими организациями были созданы различные высотные основы, различающиеся между собой как по точности, так и началом отсчета высот, а именно: Балтийская система высот 1932 г. (БСВ-1932 г.), БСВ-1977 г., местная городская и др.
В результате обработки GPS-измерений и привлечения материалов нивелировки I и II классов, проведенной в 1950-х, 1970-х годах и 1997 гг., различные системы высот были приведены к БСВ-1977 г., в которой создана Главная высотная основа на территории России и стран СНГ. В итоге на регион г. Москвы на площади ~ 40 ´ 50 км² была построена единая и однородная по точности как в плане, так и по высоте геодезическая сеть, в системе WGS-84 (эллипсоид: a = 6 378 137 м, a = 1 / 298,257 223 583), состоящая из 200 пунктов. Точность взаимного расположения пунктов в сети как в плане, так и по высоте оценивается на уровне 1 ¸ 2 см, при средней длине стороны 5 км. Исходная высотная основа, которая была привлечена при построении сети составляет по плотности примерно 1 пункт (репер) на 50 км², то есть около 40 пунктов, имеющих нормальную отметку из нивелировки I или II класса. Передача нормальных высот на остальные пункты сети была проведена с помощью методов интерполяции и экстраполяции с одновременной оценкой точности результатов вычислений по методу коллокации.
По геодезическим высотам, полученным из GPS-измерений, и нормальным высотам были вычислены высоты квазигеоида над эллипсоидом WGS-84 в пунктах сети, в результате чего была построена в цифровом виде карта-схема высот квазигеоида на регион г. Москвы. Независимый контроль карты был проведен по 13 реперам, которые не участвовали в построении этой карты и которые приблизительно равномерно расположены по площади внутри Московской кольцевой автодороги (МКАД) - 30 ´ 35 км², причем GPS-измерения на них были проведены.
Для корректного сравнения отметки этих реперов были приведены к эпохе GPS-измерений – 1997 г., то есть были введены поправки за скорость изменения превышений между реперами, которые были получены по результатам обработки данных повторного нивелирования (ЦНИИГАиК). В итоге карта высот квазигеоида внутри МКАД оценивается средней квадратической ошибкой – 1,7 см, а на расстоянии 10 км от МКАД – примерно 3¸ 5 см.

При выполнении этой работы были использованы: