Основные понятия в спутниковых технологиях и ГНСС
Прорыв в научно-технической сфере, произошедший в середине XX века, дал начало стремительному развитию всех отраслей деятельности человечества. В СССР в 1957 году был произведен первый в истории запуск искусственного спутника земли, который открыл перспективы в использовании спутниковой навигации. Первоначально Глобальные навигационные спутниковые системы использовались в военных целях, но последующее их развитие стало основой для образования целого способа геодезических измерений – спутниковой геодезии. На сегодняшний день мы пользуемся двумя ключевыми спутниковыми системами: Российская ГЛОНАСС и Американская GPS. В основу спутниковой концепции положен принцип измерения расстояния до спутника, а потом его корректировка поправками.
Эксплуатация спутниковых систем позиционирования послужило причиной к созданию новейшего оснащения с целью геодезических измерений.
Сейчас на рынке геодезического оборудования мы можем увидеть широкий выбор геодезических GPS приборов, главные всемирные производители Leica, Trimble, Sokkia, Topcon. Одним из главных условий к GPS оборудованию является возможность получения данных любых навигационных систем, которые существуют в настоящее время.
Все без исключения методы получения местоположения спутниковыми методами основаны на принципе закрепления и определения базовой станции на местности, а «роверные» приемники применяются для определения координат неизвестной точки. На сегодняшний день есть два режима определений спутниковыми технологиями: абсолютный и относительный. Абсолютный метод может быть реализован автономным или дифференциальным способом, а относительный - статическим или кинематическим.
Чаще всего в геодезии пользуются относительным методом, что обусловлено более высокой точностью получаемых координат.
Статический метод получения координат является наиболее точным, но и наиболее затратным по времени. При использовании статического режима наблюдений приемники одновременно принимают сигнал на двух неподвижных станциях: базовой и определяемой. Если задаваться точностью, которую требуется получить, период наблюдений может колебаться в диапазоне от часа до нескольких часов. На коротких расстояниях и при получении сигнала от не менее 4-5 спутников можно получить координаты с сантиметровой точностью. Данный способ является основным при создании опорных, городских и государственных геодезических сетей.
Быстрая статика это вид статических измерений, где время наблюдений сокращается до 10-15 минут. Применяется на коротких линиях и там, где нет необходимости достигать высокоточных измерений. Здесь достаточно просто набрать необходимый объем данных и для решения неоднозначности вернуть роверный приемник на исходный пункт.
Кинематический способ менее точный и отнимает намного меньше времени, как правило, измерения требуют не больше минуты. Так же как и в статике, измерения в режиме кинематики выполняются двумя приемниками, принимающими сигнал минимум четырех спутников. Таким образом, один приемник остается неподвижным и называется базовым, а другой поочередно устанавливается на пункты, координаты которых нужно определить, и называется «ровер». Способ требует непрерывного получения информации со спутников, при потере связи все последние измерения с базовой станции нужно выполнить заново. Для работы можно использовать два базовых приемника и два «ровера». Так называемые «перекрестные измерения» дают возможность улучшить точность определения координат. Кинематика в основном применяется для топографической съемки.
Существует несколько разновидностей кинематического режима, например Stop&Go и RTK (Real Time Kinematics). В режиме Stop&Go роверный приемник переставляют с точки на точку и на каждой делают остановку, выполняя несколько эпох измерений для повышения точности. Для достижения хорошей точности сначала нужно провести инициализацию с целью устранения неоднозначности фаз. Для реализации режима RTK необходимо наличие специального радиомодема на каждом приемнике и полевого контроллера для обработки и сохранения данных в реальном времени. В таком случае информация коррекции по фазе несущих передается на роверную станцию, происходит обработка результатов измерений и вычисляются приращения координат для измеряемой точки относительно базовой станции.
Размещено: 23.03.2017
