На железных дорогах России эксплуатируются более 11 тысяч железнодорожных станций различных типов, являющихся сложными и дорогостоящими структурными объектами. От их надежной работы зависит безопасность движения поездов, непрерывность процессов перевозки грузов и пассажиров и технико-экономические показатели путевого хозяйства.
Одной из наиболее сложных задач в инженерно-геодезических изысканиях является съёмка железнодорожных станций и узлов. Потому что на станциях находится значительное количество объектов инфраструктуры, инженерно-технических сооружений и устройств [176]. Для оперативного выполнение съемки железнодорожных станций иногда требуется использовать нескольких полевых бригад, а это значительно увеличивает средства и время производства работ. Для повышения производительности и снижения трудоёмкости работ необходимо разрабатывать специальные методики выполнения геодезических изысканий, учитывающие специфику конкретной станции, сезонность, наличие геодезических пунктов и др. При этом, следует применять традиционные геодезические методы с использованием оптико-механических средств измерений и современные с электронными тахеометрами и приёмниками ГНСС.
При геодезическом обеспечении технико-распорядительных актов (ТРА) железнодорожных станций используют методические указания по составлению масштабных планов железнодорожных станций (ОАО «РЖД» 2008) и методические указания по составлению продольных профилей станций путей и перегонов (ОАО «РЖД» 2008).
Разработанная для этих целей в СГУПС путеизмерительная тележка АПК «Профиль» с приёмником ГНСС [192] представляет практический интерес, но область её применения ограничена, так как часто для ТРА требуется определять координаты объектов расположенных вне путевого развития и в присутствии подвижного состава на железнодорожном пути.
В настоящее время на железных дорогах для определения геометрических параметров и пространственного положения рельсовой колеи применяют геодезические средства измерений, а также интегрированные путеизмерительные комплексы типа ЦНИИ-4 и КВЛ-П. Комплексы оснащены спутниковой аппаратурой ГЛОНАСС/GPS и специализированным программным обеспечением, которое разработано научно-исследовательским и испытательным центром «Геоинформационные и спутниковые технологии железнодорожного транспорта» (МИИТ – НИИАС) [88, 93, 94, 95].
Автор диссертации принимал участие в выполнении инженерно-геодезических изысканий на железнодорожных станциях ЗабЖД и ДвостЖД, при этом приходилось проводить геодезические работы на расстояниях более 100 м от оси пути. Также возникала необходимость контролировать пространственное положение инфраструктурных объектов с помощью приёмников ГНСС. В ряде случаев приходилось выполнять работы в местной системе координат или в СК-42. На Дальнем Востоке наблюдаются значительные деформации геодезических сетей, поэтому необходимо создавать специальные реперные сети. Теоретическим разработкам и практическим рекомендациям по созданию реперных сетей посвящены работы сотрудников ВНИИЖТ, МГУПС, СГУПС [53, 173, 182, 185, 193].
На сегодня известно несколько типов реперных систем для контроля положения пути в плане. Основные схемы создания сетей приведены в работах [70, 201].
Наиболее точная, но достаточно дорогая и сложная, – европейская система. В ней на опорах контактной сети устанавливаются специальные реперные знаки, которые регулярно поверяются геодезической службой. При измерениях специальная тележка устанавливается в створе между двумя такими знаками, в результате чего через расстояния до знаков определяются координаты тележки. На расстоянии около 200 м устанавливается вторая такая же тележка. После их позиционирования луч лазера направляется от центра одной тележки на центр другой. Считывающее устройство на путерихтовочной машине позволяет определить по лучу либо координаты стояния машины, либо стрелу отклонения от луча. По проектным данным для данной точки определяется необходимая рихтовка. Аналогичные знаки устанавливают на некоторых дорогах России. Но отсутствие технологии их использования в процессе выполнения работ, существенный уход координат реперов от начальных из-за наклона опор и смещения земполотна, невозможность створных измерений из-за подъемки пути не позволили получить от такой (достаточно дорогой) системы практического результата.
Одной из главных задач бесперебойного функционирования сети железных дорог России является создания пространственно-координированного банка данных.
Использование пространственных данных имеет место практически во всех основных областях деятельности на железнодорожном транспорте, а именно при обеспечении безопасности движения поездов, управлении перевозками пассажиров и грузов, включая интермодальные перевозки по международным транспортным коридорам (МТК), контроле состояния и эксплуатацией железных дорог и объектов инфраструктуры, проектировании, строительстве, модернизации, учёте недвижимого имущества и управление им.
С целью обеспечения внедрения передовых технологий на железных дорогах России НИИАС [172] осуществляет исследования и разработки по созданию автоматизированной дифференциальной системы спутникового позиционирования. Система является отраслевым локальным дифференциальным дополнением ГНСС ГЛОНАСС/GPS и включает создание отраслевой пространственной инфраструктуры, базирующейся на сети стационарных спутниковых базовых станций, стандарты которых будут совместимы с российскими и европейскими системами.
Для представления надёжных пространственных данных при создании масштабных планов железнодорожных станций необходимо разрабатывать методики производства геодезических работ, позволяющие учитывать специфику станций, климатические условия, количество объектов инфраструктуры.