Абсолютный метод определения координат в ГНСС

Метод определения местоположения объекта, нахождение его координат на Земной поверхности при помощи ГНСС, называется спутниковым позиционированием. Данный метод позиционирования является заменой классических методов в геодезии, таких как построение полигонометрической сети, сети трилатерации и триангуляции. Спутниковые технологии могут применяться в различных сферах деятельности человека: от высокоточных геодезических измерений до определения местоположения автомобиля на дороге. Спутниковая система состоит из наземной (приёмник) и космической части (спутник) и обладает рядом преимуществ перед другими методами. При ёё использовании повышается скорость обработки данных, появляется возможность использования в любую погоду, расширилась зона применения, возросла точность, а также видимость между пунктами не требуется.

 

 

Существует несколько видов данного метода определения координат: абсолютный кодовый и относительный фазовый. Они отличаются точностью определения местоположения объекта. У абсолютного метода она ниже чем у относительного и составляет при автономном режиме 15-30 метров, при дифференциальном 1-5 метров, и это не случайно, так как для измерений используется только один отдельно стоящий независимый приёмник или несколько на разных пунктах (дифференциальный метод) и определяются полные координаты пунктов, а при относительном методе несколько одновременно работающих приёмника, стоящих на разных определяемых пунктах, определяют фазовым способом приращения координат или векторы между станциями. Количество получаемых данных возрастает, анализ результатов на наличие систематических ошибок упрощается по сравнению с первым абсолютным методом. Для увеличения точности в абсолютном методе определения координат: нужно уменьшить промежутки между станциями и\или увеличить время наблюдения на станции, оно может составлять продолжительное время.

 

 

 

В своем сигнале кодовый метод носит эфемериды и временные метки определяемых точек в трехмерном Земном пространстве. Эфемериды – это данные о местоположении объекта, которые позволяют в Земной системе координат определить его точное положение. Временные метки - это время составления сигнала, которое определяется по атомным часам (атомные часы – прибор для определения времени, основой периодических процессов являются собственные колебания, происходящие благодаря процессам на атомном и молекулярном уровне). 

Технология принятия получаемых значений

Приёмник получает от спутника информацию о местоположении объекта, некий код сигнала, по которому можно определить от какого именно спутника данная информация пришла. После чего считывается временная метка и определяется сколько по времени шёл сигнал от спутника до приёмника, это нужно для того чтобы определить расстояние от спутника до приёмника. И эта геометрическая дальность будет считаться геометрической псевдодальностью, потому что в приёмнике проблематично установить атомные часы, а тогда значение времени на спутнике и приемнике не одинаковое. Соответственно для точного определения дальности необходимо вводить поправку за уход приёмника. Данные для нахождения точного расстояния определяются путем решения уравнений по результатам с четырёх и более спутников, которые ведут наблюдения одновременно. 

 

1. Неточный прогноз эфемерид и уход шкал времени созвездия спутников;

2. Уходы шкал времени и возмущения орбит;

3. Задержки в сигнале в ионосфере, тропосфере;

4. Шумы приёмника;

5. Многолучевость сигнала.

 

Ошибки определения положения объекта появляются из-за расположения спутников, потребителей в пространстве и от ошибок определения навигационных параметров. Для учета влияния второго вида ошибок (местоположение потребителей) введены соответствующие разновидности DOP фактора. А для интегральной оценки точности выбора созвездий космических аппаратов используется геометрический фактор GDOP. На практике максимально допустимое значение GDOP равно семи, но оптимальным числом является три. Также кроме GDOP, критериями снижения точности могут являться: PDOP(снижение точности определения положения), TDOP(снижение точности за уход времени), HDOP(снижение точности в горизонтальной плоскости), VDOP(снижение точности в вертикальной плоскости).

Задержки в работе приёмника и спутника определяются путем калибровок или не учитываются вовсе, принимая их за шумы измерений.

 

 

 

Оптимальной областью применения является навигация различного рода объектов, определение вспомогательной информации – определение приближенных координат определяемых пунктов сети.