Геодезиядағы жерсеріктік технологиялар
Қазақстан Республикасын сәтті цифрландырудың іргетасы «Цифрлық Қазақстан» мемлекеттік бағдарламасы болуы тиіс, осы бағдарлама шеңберінде 2018 жылы «Қазақстан Республикасының Ұлттық кеңістіктік деректерінің инфрақұрылымын жасау» жобасын іске асыру жоспарлануда.
Жоба тиімділігі аз қағаз таратқыштардан цифрлы форматқа ауысудың алғышарты ретінде қызмет етеді, бұл барлық ведомстволық ақпараттық жүйенің геокеңістіктік деректерін интеграциялауға мүмкіндік береді. Ақпараттың цифрлы формасына ауысу және ведомстволық АЖ-мен интергациялану тұтынушылардың «бір терезе» қағидасы бойынша геокеңістіктік деректерге қолжетімділігін қамтамасыз етеді. Бұл тиімді мемлекеттік басқару, жоспарлау, жобалау және мемлекет, азаматтар мен заңды тұлғалардың басқа да шешімдер қабылдауына аса қажет.
ҰКДИ жобасын іске асырудың бірінші кезеңі Қазақстан Республикасының аумағын мемлекеттік геодезиялық қамтамасыз ету жүйесін жаңғырту болып табылады. Бұл кезеңде заманауи жерсеріктік технологияларды пайдалану арқылы ведомстволық АЖ цифрлы геокеңістіктік деректерді интеграциялау кезінде біртекті дәлдікке жету жоспарланған.
Қазақстан Республикасының Кеңестер Одағынан мұраға қалған мемлекеттік геодезиялық торабы моралдық жағынан да, физикалық тұрғыдан да ескірген. Жоғары дәлдікті жерсеріктік жайғастыру технологияларын қолдану мүмкіндігі шектеулі. Оларды пайдалану кезінде МГЖ жасауда технологиялардың шалағайлығынан, геодинамикалық және техногендік әсерлерден, сондай-ақ желілерді математикалық өңдеу кезінде жиналған қателіктерден туындаған аумақ бойынша координаттардың 3 бастап 7 метрге дейінгі ауытқу түріндегі кемшіліктер байқалады.
Сонымен қатар, қазір қолданыста жүрген КЖ-42 мемлекеттік координаттар жүйесінің «құпия» шектеу таңбасы бар, бұл экономика мен өнеркәсіптің түрлі салаларының геодезиялық және картографиялық материалдар мен деректерді алуын қиындатады, тұтынушылардың ақпаратқа қолжетімділігін шектейді.
«Құпия» шектеу таңбасы бар құжаттармен жұмыс істеу кезінде мемлекеттік құпияларға қолжетімділігі жоқ тұтынушылар түрлі координаттар жүйесін пайдалануға мәжбүр болады: 1963 жылғы координаттар жүйесі (КЖ-63), жергілікті (шартты) координаттар жүйесі, 1984 жылғы координаттар жүйесі (WGS-84). 1963 жылғы координаттар жүйесі 1988 жылы күшін жойғанын айта кету керек, ал жергілікті жүйе елді мекендер мен жекелеген объектілердің цифрлы топографиялық жоспарларын орындау үшін жекелеген аумақтарда жасалады.
Қалыптасқан жағдайда қайшылықтар туындайды. Бір координаттар жүйесінен екіншісінен кедергісіз ауысу қиындау болады, өйткені олардың арасындағы ауысу параметрлері мемлекеттік құпияға жатады. Сонымен қатар, координаттарды бір жүйеден екіншісіне ауыстыру тасымалдау кезінде қателіктерге алып келеді, олар өлшеу кезіндегі дәлдіктен ауытқиды.
Заманауи геодезиялық қамтамасыз етудің және геодезия және картография саласындағы қатынастарды реттеу құралының болмауы республиканың көптеген салаларын цифрлау жолындағы кедергі болады. Ал халықаралық стандарттарға сәйкес келмеуі және құпиялылық мәселелері көрші мемлекеттермен ынтымақтастық кезінде кедергі жасайды.
Әлемдік тәжірибе көрсетіп отырғандай, бүгінде, 1990 жылдан бастап көптеген елдер – Австралия, Англия, Канада, АҚШ, ФРГ, Қытай, Ресей, Украина және Беларусь – заманауи жерсеріктік және телекоммуникациялық технологиялардың көмегімен өздерінің геодезиялық желілерін түпкілікті жетілдіріп алды. Кеңестік кезеңнен кейінгі елдерден тек Қазақстан мен Түркменстан өздерінің жеке координаттар жүйесін енгізбеді.
Дегенмен, заманауи жерсеріктік технологиялар Қазақстанның геодезиялық қамтамасыз етудің тиімділігі жоғары жүйесін құру үшін түбегейлі жаңа жағдайлар жасайды, сонымен қатар Қазақстан Республикасы координаттар жүйесі мен геодезиялық желілеріне бір қатар жаңа талаптарды да белгілейді.
Бүгінгі таңда ГЛОНАСС, GPS, GALILEO, BEIDOU сияқты көп функционалды жаһандық навигациялық жерсеріктік жүйелер жер бетіндегі пункттердің ара қашықтығы мыңдаған және одан да жоғары километр қашық болса да миллиметрлік дәдлік деңгейін іске асыруға мүмкіндік береді. Бірақ мұндай жүйелер жерсеріктік дабылды толық немесе аумақтарда өшіріп тастау мүмкіндігіне ие екендігін жасыруға болмайды. Осылайша, олар тек экономикалық және әскери маңызға ғана емес, жасырын геосаяси маңызға да ие.
Қазақстан Республикасының мемлекеттік геодезиялық қамтамасыз етілуін жаңғырту координаттардың геоорталық жүйесін, іргелі астрономиялық-геодезиялық желі (ІАГЖ) және жоғарыдәлдікті геодезиялық желі (ЖГЖ) құрудан тұрады. ІАГЖ және ЖГЖ пункттерінің жиынтығы бірыңғай мемлекеттік координаттар жүйесін іске асырушы және таратушы болады.
Сонымен қатар, жаңғырту үдерісінде қайта жасалған координаттар жүйесінде ІАГЖ және ЖГЖ желісіне қатысты қолда бар мемлекеттік геодезиялық желі пункттерінің координаттары жаңадан есептелетін болады. Бұл жаһандық навигациялық жерсеріктік жүйелер істен шыққанда немесе оларды әдейі өшіріп тастағанда баламалы жерсеріктік геодезиялық желі ретінде қажет болады.
Әлемде қолданылатын координаттар жүйесін үш негізгі топқа бөлуге болады: жаһандық (WGS-84, ITRF, ПЗ-90), өңірлік (ETRS, NAD83) және жеке (ГСК-2011, УСК-2000, СК-95РБ). Бүгінде көптеген мемлекеттердің координаттар жүйесінің барлығы жерсеріктік жайғастыру тәсілі іске асырылады, ол WGS-84 бүкіләлемдік геодезиялық координаттар жүйесінің негізінде жасалған, ал оның практикадағы іске асырылуы ITRF кері есептеудің халықаралық жер бетіндегі жүйесі ретінде қызмет атқарады.
Жерсеріктік өлшемдер негізінде мемлекеттік координаттар жүйесін жасаудың орнына WGS-84 координаттар жүйесін пайдалану үрдісі қолданылуда. Бірақ ол практикалық қолданыста жоқ және мынадай бірқатар міндеттерді шешуді талап етеді. Біріншіден, Қазақстан Республикасының аумағына арналған WGS-84 жалпы жер бетілік сипаты координаттарды анықтау кезінде біртекті дәлдікті қамтамасыз етуі мүмкін емес. Екіншіден, ITRF орайластыру үшін референц станциялардың желілерін өрістету және КЖ-42 мен WGS-84 координаттар жүйесі арасындағы параметрлерді есептеу қажет.
Үшіншіден, координаттарды арнайы бағдарламаларда (BERNESE, GAMIT-GLOBK) арагідік жаңадан есептеп тұруды қажет етеді.
Қазақстан Республикасының аумағында қолданылатын WGS-84 базасындағы халықаралық тіректі желілерге орайластырылмаған координаттар жүйесі жоспарлы орналасуының өзінде 5 бастап 10 дейінгі және биіктік жағдайында 20 метрден бастап 35 метрге дейін бастапқы қателікке ие. Осылайша, WGS-84 координаттар жүйесін Қазақстан Республикасының аумағында рефененц станциялар желісін өрістетпей пайдалану және қымбат жұмыстарды орындау мүмкін емес болып отыр.
ҰКДИ жобасын іске асыру шеңберінде 2022 жылдың басына қарай Қазақстандық координаттардың геоорталық жүйесін құру және ҚР МГҚ жаңғырту жоспарлануда. ITRS (International Terrestrial Reference System) халықаралық жер бетіндегі тіректі координаттар жүйесі Қазақстандық геоорталық жүйесін құрудың негізі ретінде қызмет етеді.
Қазақстандық координаттардың геоорталық жүйесі 11 іргелі астрономиялық-геодезиялық желілер (ІАГЖ) пунктімен, 75 жоғары дәлдікті геодезиялық желілер (ЖГЖ) пунктімен және МГЖ ауыстырылған жаңа координаттар жүйесі пункттарымен бекітіледі.
Сондай-ақ Қазақстан Республикасының басты биіктік негізі де және мемлекеттік гравиметриялық желісі де жаңғыртуға жатады. Жүргізіліп жатқан жұмыс түрлері еліміздің аумағында геоидтің жеке моделін жасауға мүмкіндік береді, ол координаттарды жерсеріктік анықтау кезінде биіктіктерді бірнеше сантиметрге дейінгі дәлдікпен анықтау үшін қажет. ББН мен МГрЖ жаңғыртудың негізгі міндеттерінің бірі Қазақстан Республикасының аумағын геодинамикалық және техногендік зерттеу болып табылады.
ІАГЖ, ЖГЖ, ББН және МГрЖ пункттерін жерсеріктік жайғастырудың деректерін жинау, жүйелеу және теңестірудің орталық тірегі мемлекеттік геодезиялық қамтамасыз ету деректерінің ақпараттық базасы (МГҚ ДАБ) болады. Қазақстан Республикасының Ұлттық кеңістіктік деректерінің инфрақұрылымының шағын жүйесі ретінде МГҚ ДАБ Қазақстанның барлық аумағында бірыңғай мемлекеттік координаттар жүйесін тарату арқылы координаттық-уақыттық қамтамасыз етудің бірлігіне кепілдік береді. Сонымен қатар, жер қабатының заманауи тектоникалық қозғалысын зерттеу мақсатында МГҚ ДАБ сейсмология мәселелерінде шынайы ақпарат көзі болады.
Қазастан Республикасының жаңғыртылған МГЖ цифрлық өнімінің негізгі пайдаланушылары мемлекеттік органдар, қорғаныс және қауіпсіздік, геология және жер қойнауын пайдалану, геодезия және картография құрылымдары, жер қатынастарын реттеу және кадастр органдары, агроөнеркәсіп кешені, көлік және логистика, азаматтық авиация, сондай-ақ сейсмология және геодинамика болады.
Жобаны іске асыру еліміздің барлық аумағындағы геодезиялық координаттарды, қалыпты биіктіктерді және ауырлық күшін жылдамдату белгілерін жоғары дәлдікте анықтауды қамтамасыз етеді. Тиісінше, Қазақстан жоғары дәлдікті жерсеріктік жайғастыру саласында дамудың жаңа деңгейіне шығады.
Кәсіпорынның тәжірибесі бойынша заманауи жерсеріктік технологияларды пайдалану еңбек өнімділігін 3-4 есе көтеруге мүмкіндік береді, әртүрлі топографиялық-геодезиялық жұмыс түрлерін орындау шығындарын едәуір төмендетеді. Сонымен қатар, мемлекеттік геодезиялық қамтамасыз етуді жаңғыртудан түсетін жанама экономикалық тиімділік 2022 жылға қарай 7,7 млрд. теңгені құрайды.
Цифрлық технологияларды өндіріске енгізу кәсіпорын негізі қаланған сәттен бастап үздіксіз жалғасып келеді. Аталған жобаны іске асыру үшін мамандар дайындалды және жақын және алыс шетелдердің үздік тәжіриьесін зерттеу үшін қажетті шаралар қабылданды.
Үлкен тәжірибені 2012-2014 жылдар аралығында жинадық. Өйткені, елімізде аэронавигацияның заманауи талаптарына жауап беретін координаттардың геоорталық жүйесі жоқ, Қазақстан Республикасы Үкіметінің шешімі бойынша (2010 жылғы 5 мамырдағы № 376 қаулысы) және Халықаралық азаматтық авиация ұйымының (ИКАО) стандарттарына сәйкес «Қазгеодезия» РМҚК Қазақстанның 20 әуе айлағына WGS-84 координаттар жүйесін жеке енгізді және орнатты. Бұл ұшу-қону жолағын, радионавигациялық құралдарды координаттаудың қажетті дәлдігін қамтамасыз етті және ұшу қауіпсіздігінің кепілі болды. Осы жобаны енгізгеннен кейін қазақстандық әуе компанияларының Еуропа одағының елдеріне ұшуына шектеу алынды. Жұмысты Халықаралық азаматтық авиация ұйымының (ИКАО) өңірлік сарапшылары жоғары бағалады.
Қорытындылай келе, «Қазгеодезия» РМҚК иннвациялық технологияларды енгізуге әрдайым ашық және өз қызметінің барлық бағытында жаңа идеялар мен биік жоспарларды іске асыруға дайын екендігін айта кеткім келеді.
АВТОР:
Ақылбек Шпикпаев, ҚР АШМ Жер ресурстарын басқару комитетінің «Қазгеодезия» РМҚК бас директоры, «Құрмет» орденінің кавалері