ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов...

47
Современные проблемы ДЗЗ из космоса”, Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г. Применение технологий спутниковой навигации, космического дистанционного зондирования и спутниковой связи в интересах железнодорожного транспорта Применение технологий спутниковой навигации, космического дистанционного зондирования и спутниковой связи в интересах железнодорожного транспорта Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса”, Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г. И.Н.Розенберг, Н.В.Сазонов, М.М.Железнов, А.С.Василейский И.Н.Розенберг, Н.В.Сазонов, М.М.Железнов, А.С.Василейский

Upload: others

Post on 18-Oct-2020

13 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Применение технологий спутниковой навигации, космического дистанционного зондирования

и спутниковой связив интересах железнодорожного транспорта

Применение технологий спутниковой навигации, космического дистанционного зондирования

и спутниковой связив интересах железнодорожного транспорта

“Современные проблемы дистанционного зондирования Землииз космоса”, Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

И.Н.Розенберг, Н.В.Сазонов, М.М.Железнов, А.С.ВасилейскийИ.Н.Розенберг, Н.В.Сазонов, М.М.Железнов, А.С.Василейский

Page 2: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

ОАО «НИИАС»ОАО «НИИАС»ОАО «НИИАС»

� системы спутниковой навигации;� дистанционное зондирование Земли;� спутниковые системы цифровой связи.

головная организация ОАО “РЖД”в сфере внедрения спутниковых технологий:

Проводит единую научно-техническую политику и координирует деятельность структурных подразделений, филиалов, негосударственных учреждений, дочерних и зависимых обществ ОАО “РЖД” в сфере внедрения спутниковых технологий на железнодорожном транспорте.

Центр внедрения космических Центр внедрения космических технологий НИИАСтехнологий НИИАС создан в 2008 г.

Page 3: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Основные цели и задачи внедренияспутниковых технологий на железных дорогах

Основные цели и задачи внедренияОсновные цели и задачи внедренияспутниковых технологий на железных дорогахспутниковых технологий на железных дорогах

�� Основная цель внедрения спутниковых технологийОсновная цель внедрения спутниковых технологий -достижение качественно более высокого уровня обеспечения безопасности движения и управления перевозками, за счет принципиальных изменений в сфере координатно-временного обеспечения железнодорожного транспорта.

�� Основная задачаОсновная задача - предоставить службам и хозяйствам ОАО «РЖД» с помощью спутниковых технологий гарантированную возможность знать в любой точке на сети железных дорог, в любое время суток и при любой погоде, с высокой точностью дислокацию пассажирских и грузовых поездов, включая специальные и опасные грузы, специальных самоходных подвижных средств, путейских бригад, контролировать их движение,параметры состояния бортовых систем и интегрировать эти данные в диспетчерских центрах управления движением и центрах управления перевозками.

Page 4: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Основные направления применения спутниковых технологий на железнодорожном транспорте

Основные направления применения спутниковых Основные направления применения спутниковых технологий на железнодорожном транспортетехнологий на железнодорожном транспорте

• Выбор трассыи перенос еев натуру

• Разбивкаосей зданий и сооружений

• Создание отчетной документации

• Замена, восстановление и исправление рельсового пути

• Усиление земляного полотна и балластные работы

• Периодическая инвентаризация инфраструктуры элементов дороги

• Мониторинг геометрии пути и состояния объектов инфраструктуры

• Позиционирова-ние подвижного состава и маневровые работы

• Пространствен-ная поддержка автоматизированн

ых систем ОАО «РЖД»

• Инвентаризация земли и кадастр недвижимости

• Реестр имущества и управление активами

• Создание и ведение ГИС

• Охрана окружающей среды

• Контроль местоположения и скорости по электронной карте

• Навигационное сопровождение в центрах управления перевозками

• Использование данных в бортовых системах управления

СтроительствоМодернизация и

ремонт

Путевое хозяйство и эксплуатация

Управление

имуществом, охрана окр.ср.

Управление движением,безопасность

Page 5: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Комплексное использование спутниковых технологийна железнодорожном транспорте

Комплексное использование спутниковых технологийКомплексное использование спутниковых технологийна железнодорожном транспортена железнодорожном транспорте

Система

высокоточного

координатно-временного

обеспечения

Геоинформационная система интеграции и представления данных мониторинговых измерений

Наземные

референцные

станции

Сенсоры и системыдиагностики на

мобильных платформах

Стационарные

сенсоры

в полосе отвода

ГНСС ГЛОНАСС/GPS Системы

ДЗЗ

Page 6: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Принцип действия глобальных спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS

Принцип действия глобальных спутниковых Принцип действия глобальных спутниковых навигационных систем ГЛОНАССнавигационных систем ГЛОНАСС/GPS/GPS

спутник

ГНСС

навигационная аппаратурапотребителей (НАП)

� Принцип действия спутниковой навигации основан на определении расстоянияот текущего положения спутникового приемника до группы спутников.

� Точное местоположение спутников ГНСС известно из данных эфемерид и альманаха, передаваемых в навигационных сообщениях.

� Зная расстояние до трех спутников, можно определить текущее местоположение,как точку пересечение трех сфер.

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) –основные средства координатно-временного обеспечения в любой точке Земли.

Page 7: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Основные характеристикиглобальных навигационных спутниковых систем

Основные характеристикиОсновные характеристикиглобальных навигационных спутниковых системглобальных навигационных спутниковых систем

30

30

24

2011 г.

< 8WGS-84--ГАЛЛИЛЕО

< 15WGS-843030GPS

< 15ПЗ-902410 (18)ГЛОНАСС

2009 г.2007 г.

Абсолютная

точность позиционирования,

м

Система координат

Число спутников

Наименование системы

Page 8: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Требования точности позиционирования ж.д. объектовТребования точности позиционирования ж.д. объектовТребования точности позиционирования ж.д. объектов

Функциональные приложения

Применение данных ГНССдля создания единойунифицированной базыгеопространственных данныхоб объектах железной дорогив целях обеспечения безопасности движения(ГБД «Безопасность»)

Требования по точности:±5 см

Создание единой системы цифровых планов, карт и атласов железных дорог

Применение данных ГНССв комплексных бортовыхлокомотивных системахобеспечения безопасноститипа КЛУБ-У, САУТ и др.

Требования по точности:позиционирование локомотивов в режиме реального времени ±1,0 м;

Использование ГБД«Безопасность» в устройствеформирования электронной карты (УФК) системы КЛУБ-У

Применение данных ГНССдля обеспечения безопасности

маневровых игорочных работ (МАЛС, ГАЛС)

Требования по точности:±1,0 м в режимереального времени

Использование данныхГБД «Безопасность»в целях обеспечения маневровых и горочныхработ

Применение данных ГНССдля обеспечения диспетчерского

управления движениеми управленияперевозками

Требования по точности:� позиционирование лок.на ж/д станциях и другихответственных участках±1,0 м; на перегонах ±10-15 м

� отображение в режимереального времениместоположения поезда на цифровой картесоответствующего

масштаба ±10-15 м

Применение данных ГНССдля проектирования, строительства, ремонтаи оперативного мониторинга состояния путиТребования по точности:� Создание специальнойреперной сети контроляпути в профиле и плане± 5 мм относительно ближайшей спутниковойреференцной станции;

� Позиционирование путеизмерительных вагонови тележек ±3 мм по взаимному положениюв плане;

� Для формирования и кадастровогоучета объектовинфраструктуры ж/д ±5 см

Создание единой системы координатно-временного обеспеченияжелезных дорог на основе данных ГНСС

Метод автономного спутникового позиционированияТочность: ±10-15 м. в режиме реального времени

Метод широкозонного дифференциальногоспутникового позиционированияТочность: EGNOS ±1-1,5 м.

Omnistar ±0,2-0,3 мв режиме реального времени

Метод локального дифференциальногоспутникового позиционирования на базесети референцных станцийТочность: ±1-2 см. в режиме реального времени

ЦТех

ЦКИ

ЦШ

ЦРБ

ЦБТ

ЦТ

ЦШ

ЦД ЦП

ЦУКС

ЦРИПотребители

Page 9: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Требования к точности позиционированияс использованием ГНСС

Требования к точности позиционированияТребования к точности позиционированияс использованием ГНССс использованием ГНСС

Относительно ближайшей РС

Относительно ближайшей РС

Относительно ближайшей РС

Относительно ближайшей РС

Относительно ближайшей РС

Относительно ближайшей РС

По взаимному положению

Способ

контроля

Межевание земель и формирование объектов недвижимости железнодорожного транспорта

Создание унифицированной базы пространственных данных –цифрового атласа пути

на маневровых (горочных) работах

на станционном развитии

на перегонах

Определение местоположения подвижного состава в целях обеспечения безопасности и управления движением:

в режиме постобработки

в режиме реального времени

Определение местоположения путеизмерительной или дефектоскопнойтележки в целях контроля качества пути:

в режиме постобработки

в режиме реального времени

Главные пункты реперной сети типа «ДГНСС - СРС»

Постоянно действующие спутниковые референцные станции (РС)

Объекты

±5 см±5 см

±5 см±5 см

АвтономныеОпределение местоположения подвижного состава и грузов (в режиме RT) 5-15 м

-±1 м

-±1 м

-±4 м

±5 мм±3 мм

±3 см±2 см

±5 мм±5 мм

±5 см±5 см

Определение местоположения вагона – путеизмерителя для мониторинга пути:

±6 мм±5 мм

±4 мм±2 мм

по высотев плане

СКО

Page 10: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Применение спутниковых приемников в комплексном локомотивном устройстве безопасности КЛУБ-У

Применение спутниковых приемников в комплексном Применение спутниковых приемников в комплексном локомотивном устройстве безопасности КЛУБлокомотивном устройстве безопасности КЛУБ--УУ

Задачи КЛУБКЛУБ--УУ:� обеспечение безопасности движения локомотивов имотор-вагонногоподвижного состава,

� предотвращение аварийных и предаварийных ситуаций

при движении поездов путем принудительного торможения и остановки поезда. :

Для автоматического определениякоординаты локомотива в КЛУБ-Уиспользуется спутниковыйнавигационный приемник ГЛОНАСС/GPS:

Page 11: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Упрощенная схема определения местоположения подвижных объектов ГНСС

Упрощенная схема определения местоположения Упрощенная схема определения местоположения подвижных объектов ГНССподвижных объектов ГНСС

M T C, Билайн, Мегафон, …

Сеть сотовой связи GSM

системы

глобального

позиционирования

АРМ

диспетчера

СПД РЖДСерверы связии приложений

ОбТС

Линия СПД

Телефония (GSM)

СПД (GPRS)

Телефонная связь

БСБС

Сигналы

ГЛОНАСС/GPS

АРМ

диагностики

� Определение местоположения и пробега� Отслеживание маршрутов движения и т.д.� Удаленная диагностика� Передача предупреждений на локомотивы� Сбор информации с вагонов-лабораторий

Page 12: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Оборудование для подвижных объектовОборудование для подвижных объектовОборудование для подвижных объектов

Бортовой

контроллер

Приемник

GPSМодем

GPRSМодем

GPRS

МТС Билайн

WiFi

МЖД

W V toИзмерение:� расхода топлива и электроэнергии;

� мощности;� напряжения;� уровня топлива;� температуры масла;� давления масла;� оборотов двигателя; и др.

P

Тепловоз, электровоз, пригородный поезд, путевая машина, вагон-лаборатория …

Радио-каналы передачи данных

Бортовые

системы

ГЛОНАСС/GPS/GALILEO

Удаленная диагностика

Page 13: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Пригородные пассажирские перевозкиПригородные пассажирские перевозкиПригородные пассажирские перевозки

Сигналы

GPSСигналы

GPS

GSM / GPRS / WiFi

АРМы диспетчеровпригородных перевозок

Серверы связи инавигационных приложений

Местоположение поездовв реальном времени, скорость,отклонение от расписания,база данных о составе,прямая тел. связь …

Информационные табло, инфоматына вокзалах и платформах

Местоположение поездовв реальном времени,

отклонение от расписания,информация о поездеиз базы данных …

Расписание

Предупреждения

VoIP

Станция 1

ГГО

VoIP

Станция N

ГГО

Мультисервиснаясеть

Сервер ГГОупр. МЖД

Централизованная ГГО

Автоматическое оповещениео прибывающих иопаздывающих электропоездах

Ограничение

40км/ч 3км

GSM телефонтехнологической

связиВывод предупреждений на экранбортового компьютера, видео с платформи переездов, сообщения от диспетчера …

Бортовые устройства

…………..

от АСУ

Page 14: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

АРМ диспетчера перевозокАРМ диспетчера перевозокАРМ диспетчера перевозок

Page 15: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Окно вывода информации с КЛУБ-УОкно вывода информации с КЛУБОкно вывода информации с КЛУБ--УУ

Page 16: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Организация управлениядвижением поездов

Организация управленияОрганизация управлениядвижением поездовдвижением поездов

КОНТРОЛЬ ПОЛОЖЕНИЯ НА СТАНЦИИ

Рельсовые цепи ЭЦ

Координата локомотиваи обмен по Р/К

ЭЦ

ЛП-ДЦ

Р/К

Счетчик осейСчетчик осейСчетчик осей

Зона радиосвязиЗона радиосвязиЗона радиосвязи

УСЛОВИЯ ПРОДОЛЖЕНИЯДВИЖЕНИЯ

Сигнал АЛСН

КОНТРОЛЬ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ

Осевой датчик

По рельсовой цепи

ЭЦ

ЛП-ДЦ

Р/К

Счетчик осейСчетчик осейСчетчик осей

КОНТРОЛЬ СВОБОДНОСТИ ПЕРЕГОНА

Рельсовые цепиЗона радиосвязиЗона радиосвязиЗона радиосвязи

УСЛОВИЯ ТРОГАНИЯ

Путевой сигнал

Сигнал АЛСН

Сигнал по Р/К

Сигнал по Р/К

По спутниковой навигации

Счетчики осей

Контроль полносоставностипоездов

Page 17: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Дислокация восстановительных поездовДислокация восстановительных поездовДислокация восстановительных поездов

Page 18: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Применение спутниковых технологий дляконтроля выполнения работ в «окнах»

Применение спутниковых технологий дляПрименение спутниковых технологий дляконтроля выполнения работ в «окнах»контроля выполнения работ в «окнах»

Page 19: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Высокоточные спутниковые измерения местоположения на основе применения широкозонной диф. коррекции

Высокоточные спутниковые измерения местоположения Высокоточные спутниковые измерения местоположения на основе применения на основе применения широкозоннойширокозонной дифдиф. коррекции. коррекции

Источники возникновенияошибок навигационных измерений

Формирование поля дифференциальных поправок

Шумы

приемника

Page 20: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Дифференциальная системаспутникового позиционирования (DGPS)

Дифференциальная системаДифференциальная системаспутникового позиционирования (спутникового позиционирования (DGPS)DGPS)

GPSGLONASSGALILEO

референцная станция

Точность позиционирования:в реальном времени - 1 см,в режиме постобработки - 1 мм

мобильный приемник ГЛОНАСС/GPS

Page 21: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Геодезическая опорная(реперная) сеть

Геодезическая опорнаяГеодезическая опорная((репернаяреперная) сеть) сеть

RS1 RS3 RS5 RS7RS9

RS2 RS4 RS6RS8

RS10

� � � �

�� � �

50-70км

RS - референцные станции

� � � �

� � � �

Полоса отвода ж/д

Page 22: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Апробация использования референцных станций ДГНСС в пилотном проекте Москва-Клин

Апробация использованияАпробация использования референцныхреференцных станций ДГНСС станций ДГНСС в в пилотномпилотном проекте Москвапроекте Москва--КлинКлин

Подсолнечная

Дмитров Точности

определения местоположения, экспериментально

полученные

в результате пилотного проекта:

� для стационарных объектов ±2 см в режиме реального времени;

� на пунктах реперной сети

±5-6 мм в режиме постобработки;

� на подвижных объектах ±5 смна скоростяхдо 140 км/час.

Page 23: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Применение высокоточных ДГНСС в задачах инженерно-геодезического обеспечения путевых работ

Применение высокоточных ДГНСС в задачах Применение высокоточных ДГНСС в задачах инженерноинженерно--геодезического обеспечения путевых работгеодезического обеспечения путевых работ

Page 24: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Измерение геометрии пути и параметров инфраструктурыпутем комплексирования спутниковых и наземных измеренийИзмерение геометрии пути и параметров инфраструктурыИзмерение геометрии пути и параметров инфраструктуры

путем комплексирования спутниковых и наземных измеренийпутем комплексирования спутниковых и наземных измерений

ТоннелиГеометрия пути Инфраструктура

Измерения в абсолютных или линейных координатахи относительно дороги

ГНСС (ГЛОНАСС, GPS,

GALILEO)

наземные

референцные

станции

Page 25: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Скоростная

путеобследовательская станция ЦНИИ-4МДСкоростнаяСкоростная

путеобследовательскаяпутеобследовательская станция ЦНИИстанция ЦНИИ--4МД4МД

Точность позиционирования:±3-5 см в режиме реального времени,

±3-5 мм в режиме постобработки.

ЦНИИ-4МД(Россия) оснащён бесплатформен-ной лазерной навигационной гиросистемой, позволяет выявлять недопустимые отклонения геометрических параметров пути при скоростях движения

до 160 км/час.

Page 26: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Современные

путеизмерительные тележкиСовременныеСовременные

путеизмерительные тележкипутеизмерительные тележки

путеизмерительная

тележка МИИТ

путеизмерительная тележка АПК «Профиль»

Page 27: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Управление маневровыми локомотивами на станции с использованием спутниковой навигации и цифрового радиоканала

Управление маневровыми локомотивами на станции Управление маневровыми локомотивами на станции с использованием спутниковой навигации и цифрового радиоканалас использованием спутниковой навигации и цифрового радиоканала

Цифровая модель путевого развития (ЦМПР)для средств спутниковой навигации (ССН):координаты точек путевого развития –стрелок, предельных столбиков, стыков, замедлителей

Спутниковая навигационная группировка (ГЛОНАСС, GPS)

АРМы ДСП

АРМ дежурногопо парку (ДСП)

Блок индикациилокомотива

Базоваястанция

базовая станция

Базовая станция

навигационные данные (НД)

Устройства ЭЦ станции

Контроллер сбора данных

Управляющий

вычислительный комплекс

Информационные системы верхнего уровня

Цифровой радиоканал (ЦРК) передачи данных пост-борт160 МГц

Приёмник радионавигационных Сигналов (ПРНС)

ПРНСПРНС

� позиционирование локомотива с привязкой к ЦМПР и ЭЦ в местной системе координат в дифференциальном режиме;

� вычисление допустимого расстояния для движения локомотива;

� расчёт тормозной кривой локомотива.

160 МГц160 МГц

Page 28: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Cоздание цифровой карт. основы для внедрения спутниковых технологий на подвижных объектахCCозданиеоздание цифровой карт. основы для внедрения цифровой карт. основы для внедрения спутниковых технологий на подвижных объектахспутниковых технологий на подвижных объектах

Page 29: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Спутниковый мониторингдля железнодорожного транспорта

Спутниковый мониторингСпутниковый мониторингдля железнодорожного транспортадля железнодорожного транспорта

После взрываQuick-Bird, 0,6 м

До взрываQuick-Bird, 0,6 м

� Объективность данных� Оперативность съемки� Метричность измерений � Наглядность представления� Обзорность съемки� Информативность (наличие спектральных каналов)

� Высокая детальность� Относительно низкая цена� Цифровое представление� Возможность непосредствен-ной интеграции с ГИС

Преимущества данных ДЗЗПреимущества данных ДЗЗ::

Наблюдение последствий взрыва на железнодорожной станции в Корее оптической системой ДЗЗ

Page 30: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Прогресс космическихрадиолокационных систем ДЗЗ

Прогресс космическихПрогресс космическихрадиолокационных систем ДЗЗрадиолокационных систем ДЗЗ

ENVISATС, 30-150м, HH,VV,HV,VH

RADARSAT-1C, 8-100м, HH

ALOSL, 7-100м, HH,VV,HV,VH

TerraSAR-XX, 1-16м, HH,VV,HV,VH

COSMO-SkyMedX, 1-100м, HH,VV,HV,VH

ERS-2C, 30м, VV

1995 20072002… 2006…

RADARSAT-2C, 3-100м, HH,VV,HV,VH

. . .

. . .

� Пространственное разрешение снимков сравнялось с оптическими системами ДЗЗ

� Современные РЛ системы имеют возможность выбора режимов съемки (поляризации, разрешения)

� Накоплены архивы РЛ снимкови опыт их обработки и применения

� Начато развертываниемногоспутниковых РЛ систем

Page 31: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Особенности данных, получаемыхкосмическими радиолокационными системами ДЗЗ

Особенности данных, получаемыхОсобенности данных, получаемыхкосмическими радиолокационными системами ДЗЗкосмическими радиолокационными системами ДЗЗ

� Независимость от условий освещенности (день или ночь)

� Независимость качества изображений от метеоусловий

� Наличие амплитудной и фазовой информации - возможность построения ЦМР и непосредствен-ной оценки смещений поверхности с субсантиметровой точностью

� Возможность съемки в различных поляризациях и их комбинациях

� Возможность выбора пространственного разрешение

� Широкий охват территории

Схема осуществления активной съемки земной поверхности с использованием космического радиолокатора с синтезированной апертурой

Преимущества данных ДЗЗ,Преимущества данных ДЗЗ,получаемых космическими получаемых космическими радиолокационными радиолокационными съемочными системамисъемочными системами

Page 32: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Возможность применения радиолокационных данныхв интересах железнодорожного транспорта

Возможность применения радиолокационных данныхВозможность применения радиолокационных данныхв интересах железнодорожного транспортав интересах железнодорожного транспорта

Quick-Bird, 0,6 мTerraSAR-X, 1 м

Пространственное разрешение снимков, получаемых современными РЛ системами TerraSAR-X и COSMO-SkyMed сравнимо с пространственным разрешением оптических съемочных систем ДЗЗ. Железнодорожные пути, подвижной состав и объекты инфраструктуры являются отражателями РЛ сигнала и устойчиво дешифрируются на РЛ снимках.

Page 33: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Области применения радиолокационных данныхв интересах железнодорожного транспорта

Области применения радиолокационных данныхОбласти применения радиолокационных данныхв интересах железнодорожного транспортав интересах железнодорожного транспорта

� Оперативная съемка районов чрезвычайных чрезвычайных ситуацийситуаций для оценки ущерба и выработки объективных управленческих решений для минимизации последствий

� Непосредственное построение высокоточных цифровых моделей рельефацифровых моделей рельефа (ЦМР) и цифровых моделей местности (ЦММ)

� Прецизионная оценка величины смещений земной поверхности для выявления потенциально-опасных участков пути и мониторинга природно-техногенных воздействий на ж.д. инфраструктуру:- мониторинг карстовокарстово--опасныхопасных участковжелезнодорожного пути;

- мониторинг участков пути, подверженныхподверженныхоползнямоползням, обвалам, камнепадам;

- мониторинг участков пути в районахвечной мерзлотывечной мерзлоты.

� Независимость качества изображений от условий освещенности и от метеоусловий

� Наличие амплитудной и фазовой информации -возможность построения ЦМР и непосредственной оценки смещений поверхности с субсантиметровой точностью

ПреимуществаПреимуществаРЛ данных ДЗЗРЛ данных ДЗЗ

Page 34: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Мониторинг чрезвычайных ситуацийна объектах железнодорожного транспорта

Мониторинг чрезвычайных ситуацийМониторинг чрезвычайных ситуацийна объектах железнодорожного транспортана объектах железнодорожного транспорта

Пример наблюдения паводкового затопления и оценки нанесенного ущерба по данным радиолокационной съемки

Page 35: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Оценка величины смещений земной поверхности путем дифференциальной интерферометрической обработкиОценка величины смещений земной поверхности путем Оценка величины смещений земной поверхности путем дифференциальной интерферометрической обработкидифференциальной интерферометрической обработки

Снимок 1 Снимок 2

Интерферограмма 1

дифференциальная

интерферограмма

Снимок 3 Снимок 4

Интерферограмма 2

Снимок 1

Интерферограмма 1

дифференциальная

интерферограмма

Снимок 2 ЦМР

Интерферограмма 2

Четырехпроходная

дифференциальная интерферометрия

Двухпроходная

дифференциальная

интерферометрия

ENVISAT

Page 36: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Дифференциальная интерферометрическая обработкаДифференциальная интерферометрическая обработкаДифференциальная интерферометрическая обработка

Фрагмент карты сдвигов земной поверхностивблизи ж.д. полотна в районе г.Саратовпо паре РЛ снимков TerraSAR-X24.12.2007/04.01.2008 методом двухпроходной дифференциальной интерферометрии

QuickBird, 0,6 м

ЦМР по даннымс TerraSAR-X

Page 37: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Мониторинг карстовых явленийМониторинг карстовых явленийМониторинг карстовых явлений

Журнал “ГеоРиск“. 12’2007

Березняки, июль 2007 г.Карстовый провал в результате аварии на калийном соляном месторождении привел к разрушению объектов ж.д. инфраструктуры

Page 38: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Мониторинг карстовых явленийМониторинг карстовых явленийМониторинг карстовых явлений

Динамика развитияДинамика развитияпровала в Березнякахпровала в БерезнякахАвгуст 2007 г.Размер воронки - 50х70х15 мпросадка ж.д. пути - 44 мм Январь 2008 г.Размер воронки - 337х202 мполное разрушение ж.д. путии объектов инфраструктурыв районе провала

Page 39: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Мониторинг карстовых явленийв районе г. Дзержинск

Мониторинг карстовых явленийМониторинг карстовых явленийв районе г. Дзержинскв районе г. Дзержинск

� Февраль 1995 г. просадка полотна на перегонеСейма-Жолнино

� Февраль 2007 г.образование карстовой воронки диаметром 18 мна перегоне Джержинск-Игумново

� 2007 г.просадки земной поверхностив районепл. Калининскаяобразование озер, «пропадание» реки ЧернаяВоздействие карстовых явлений на железнодорожный путь и

объекты инфраструктуры Нижегородской ж.д. в районе г.Дзержинск

Page 40: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Мониторинг карстовых явленийв районе г. Дзержинск

Мониторинг карстовых явленийМониторинг карстовых явленийв районе г. Дзержинскв районе г. Дзержинск

Фрагмент карты сдвиговземной поверхностив районе Нижегородской ж.д.по данным РЛ съемкиTerraSAR-X весной 2008 г.

Page 41: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Мониторинг термокарстовых явлений,оползней, обвалов ж.д. полотна

Мониторинг термокарстовых явлений,Мониторинг термокарстовых явлений,оползней, обвалов ж.д. полотнаоползней, обвалов ж.д. полотна

Сход селя нажелезнодорожные

пути на участкеТуапсе-АдлерСеверо-Кавказской ж.д.

Разрушение полотнапри развитии склоновыхпроцессов в результате

нарушения дренажа

Деформация моста через р.Норильская

Деформация полотна “Харп-Лабытнанги”при развитии криогенных процессов

Page 42: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Мониторинг воздействия криогенных процессов, термокарстовых явлений,

Мониторинг воздействия криогенных процессов, Мониторинг воздействия криогенных процессов, термокарстовых явлений,термокарстовых явлений,

Шимановская

Селеткан

12.06.2008 на перегонеШимановская-СелетканСвободненского отделения Забайкальской ж.д.сошёл с рельс поездХабаровск-Нерюнгри:- сошли с рельс 13 вагонов,- пострадало 60 человек- 5 человек госпитализировано

Page 43: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Пилотный проект мониторингана участке Туапсе- Адлер

ПилотныйПилотный проект мониторингапроект мониторингана участке Туапсена участке Туапсе-- АдлерАдлер

WebGIS

Анализ архивныхPЛ данных ERS-1/2

за 10 лет

Анализ смещений� Displacement

Evolution� Mean

Velocity

Page 44: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Спутниковые технологии для поездной радиосвязии каналов передачи данных систем управления

Спутниковые технологии для поездной радиосвязиСпутниковые технологии для поездной радиосвязии каналов передачи данных систем управленияи каналов передачи данных систем управления

Космическая группировка системы ПСС «Глобалстар»

(48 ИСЗ на 8 круговых орбитах высотой 1414 км)

Satellite dish

Центральная станция

спутниковойсвязи

ДСП

Дежурные по станциям

Абонентскийтерминал

спутниковой связи

ДСП ДСП

Сеть ОТС

GPS

GPS

ГЛОНАСС/GPS

Определение местоположения подвижного состава

Поездные диспетчеры

Диспетчерский центр управления, г. Свердловск

Сеть СПД ОТН

Малодеятельные участки железной

дороги

Page 45: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Поездная спутниковая радиосвязьСахалинской ж.д.

Поездная спутниковая радиосвязьПоездная спутниковая радиосвязьСахалинской ж.д.Сахалинской ж.д.

станция сопряжения

г. Хабаровск

Космическая группировка системы ПСС "Глобалстар"(48 ИСЗ на 8 круговых орбитах высотой 1414 км)

ИльинскХолмск

поездные диспетчеры

станции спутниковой

связи

Корсаков Южно-СахалинскНоглики

РВ

Технологическая связь

АТ "Глобалстар"

АТ "Глобалстар" АТ "Глобалстар"

МТС(Междугородняя телефонная

снанция)

к ДСП

РВ

Южное направление

Северное направление

РВ

ДСП

ДСП

ДСП

ДСП

ДСП

Page 46: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Эффект от внедрения спутниковых технологийна железных дорогах

Эффект от внедрения спутниковых технологийЭффект от внедрения спутниковых технологийна железных дорогахна железных дорогах

�Увеличение пропускной способности и безопасности движения за счет совершенствования систем управления движением и перевозками;

�Повышение скорости и плотности движения;

�Снижение брака пути и повышение его надежности;

�Снижение затрат на капитальный ремонт железнодорожного полотнаи его геодезическое обеспечение;

�Снижение затрат на ликвидацию последствий крушений и аварий;

�Снижение затрат на инвентаризации земельных участков и расположенных на них зданий, строений и сооружений;

�Повышение уровня информационного взаимодействия между службами железных дорог и внешними информационными системами.

Page 47: ИНРозенберг НВСазонов МЖелезнов АСВасилейскийd33.infospace.ru/d33_conf/2008_conf_pdf/P/Vasileuskiu.pdf · в интересах железнодорожного

“Современные проблемы ДЗЗ из космоса”,Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

Благодарю за внимание!Благодарю за внимание!

“Современные проблемы дистанционного зондирования Землииз космоса”, Москва, ИКИ РАН, 11 ноября 2008 г.

И.Н.Розенберг, Н.В.Сазонов, М.М.Железнов, А.С.ВасилейскийИ.Н.Розенберг, Н.В.Сазонов, М.М.Железнов, А.С.Василейский

107996 Москва, Орликов пер., д.5.тел.: (495) 967-77-02

E-mail: [email protected]