Кратко, по методам и практическим рекомендациям в условиях густой городской застройки.
1) Электронные дальномеры / тотальные станции (EDM + угломер)
- Требования: прямая видимость цели (призма или отражающая поверхность).
- Преимущества: высокая точность на близких/средних дистанциях, быстрое измерение, легко привязать к локальной сети.
- Ошибки и их величина (типичные, для качественного прибора): расстояние с призмой ${\sigma }_{\text{EDM}}\approx \pm (1.5\text{mm}+1\text{ppm}\cdot D)$; без призмы (рефлекторless) чаще ${\sigma }_{\text{EDM}}\approx \pm (5\text{mm}+5\text{ppm}\cdot D)$. Планиметрическая погрешность при измерении дистанции и угла:
$${\sigma }_{\text{plan}}\approx \sqrt{{\sigma }_{\text{EDM}}^2+(D\cdot {\sigma }_{\theta }{)}^2},$$ где ${\sigma }_{\theta }$ — погрешность угла в радианах ($1^{\prime \prime }\approx 4.85\cdot 10^{-6}$ рад).
- Источники ошибок: плохая визировка (пыль, дым), отражение от сложных поверхностей, атмосферная рефракция (темп./давление), наклон штатива.
- Рекомендации: использовать призмы, многократные отсчёты, корректировать на температуру/давление; применять для точных работ в пределах сотен метров или при наличии LOS.
2) Оптические дальномеры/стадия/визуальные методы (без EDM)
- Требования: LOS, видимая шкала или штрих.
- Преимущества: простота, дешёвые приборы.
- Ошибки: существенно выше — от десятков миллиметров до сантиметров/дециметров в зависимости от расстояния и оператора; примерно $0.1\%-0.5\%$ от дистанции для полевых оптических приёмов.
- Когда применять: черновые съёмки, быстрый контроль, места без доступа к EDM/ГНСС. Не для точных работ в плотной застройке.
3) GNSS-бейзлайны (RTK / статический / сетевой RTN / PPP)
- Требования: видимость спутников (часто на крышах/открытых площадях), многочастотные приёмники, опора на базовые станции/сеть.
- Преимущества: привязка к глобальной/национальной системе координат, быстрое измерение в открытом небе, удобно для длинных переходов и распределённых точек.
- Типичные погрешности в благоприятных условиях:
- RTK (реальное время): горизонталь $1-2\text{cm}$, вертикаль $2-5\text{cm}$.
- Статическая/фазовая постобработка: относительная ошибка базиса примерно $\pm (1\text{mm}+1\text{ppm}\cdot D)$ (при чистом небе и хороших условиях).
- Поведение в плотной застройке: сильные деградации — многолучевость (multipath), частые потери фазовой непрерывности, слабый C/N0, повышенный PDOP. Практически: точность падает до десятков сантиметров или метров при полном городском каньоне; RTK может не фиксировать «фикс» и давать плавающие решения (dm–m).
- Рекомендации: использовать на крышах/открытых площадях, многоспутниковые/многочастотные приёмники, сетевой RTK (VRS/RTN) где доступно; в плотной застройке применять статические сеансы с удлинённой продолжительностью и постобработку или комбинировать с локальными опорными точками.
Выбор метода — практическое правило
- Нужна высокая точность (см) и есть LOS на короткой/средней дистанции: тотальная станция с призмой.
- Нужна точность на объектах с невозможностью установки призмы (фасады, окна): отражающая (reflectorless) EDM или лазерный дальномер, но учтите ухудшение точности.
- Нужна привязка к геодезической сети/координатам и множество распределённых точек: GNSS (RTK/сетевой) — если есть открытые площадки.
- Полностью закрытые улицы/тесные каньоны: комбинировать — измерять локальные контрольные точки тотальной станцией и привязывать к ближайшим GNSS-точкам; для сложных фасадов — лазерное сканирование (TLS) или фотограмметрия + контроль ТС/ГНСС.
Практические советы по снижению ошибок в городе
- Планировать пункты съёмки на крышах/в courtyards для лучшего приёма GNSS.
- Для EDM: использовать призмы, многократные измерения, корректировки температуры и давления.
- Для GNSS: мониторить PDOP, C/N0, количество каналов/констелляций, вести логирование и постобработку; при плохом процессе — увеличить время съёмки или перейти на статический режим.
- Комбинировать методы: GNSS для геодезической привязки, тотальная станция для детальной планиметрии, TLS/фото — для сложной геометрии; производить связующее измерение между системами (точки-контроля).
Краткие ориентиры по ожидаемым погрешностям в городской среде
- Тотальная станция (с призмой, короткая дистанция): см уровень точности: $\sim 1-5\text{mm}$ + ppm-часть.
- Reflectorless EDM: $\sim 5-20\text{mm}$ + ppm-часть, зависит от поверхности.
- GNSS RTK в открытом небе: $\sim 1-2\text{cm}$ (гориз.), в городском каньоне — $0.1-10\text{m}$ (в зависимости от условий).
- Оптические ручные методы: от см до метров в зависимости от способа и дистанции.
Вывод: в плотной застройке ориентируйтесь на тотальную станцию для локальных высокоточных работ; применяйте GNSS только там, где есть достаточная видимость спутников (крыши/площади) или при использовании сетевых сервисов/статической постобработки; для сложных сцен комбинируйте методы и обязательно привязывайте локальные сети к проверенным опорным точкам.