НІ.2. Супутникові методи визначення координат

💸 Как сделать бизнес проще, а карман толще?

Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое раписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Проблема в том, что средняя цена по рынку за такой сервис — 800 руб/мес или почти 15 000 руб за год. И это минимальный функционал. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
⚡️ Для новых пользователей первый месяц бесплатно. А далее 290 руб/мес, это в 3 раза дешевле аналогов. За эту цену доступен весь функционал: напоминание о визитах, чаевые, предоплаты, общение с клиентами, переносы записей и так далее.
✅ Уйма гибких настроек, которые помогут вам зарабатывать больше и забыть про чувство «что-то мне нужно было сделать».
Сомневаетесь? нажмите на текст, запустите чат-бота и убедитесь во всем сами!

Як уже зазначалося, існують абсолютні та відносні методи спостережень за допомогою GPS-приймачів. У геодезії використовують тільки відносні методи, які є в десятки разів точнішими, ніж абсолютні. Тому надалі будемо розглядати тільки відносні (relative) методи.

Спочатку було створено тільки дві відносні технології GPS- вимірювання: статичну та кінематичну. Здавалось, ці дві технології задовольняють як цивільні, так і військові організації.

Проте користувачі вимагали підвищення точності результатів вимірювання з одночасним скороченням часу на виконання вимірювання. Це вимагало поліпшення системи GPS, конструювання компактніших, легших, переносних приймачів з удосконаленим програмним забезпеченням. Останнє, своєю чер-

Просторові супутникові мережі (основи супутникової геодезїіі)

гою, привело до того, що на основі вищеназваних технологій вимірювання було створено ще декілька, а саме:

1. Статичні відносні технології вимірювання (Static relative positioning).

2. Кінематичні відносні технології вимірювання (Cinematic relative positioning).

3. Напівкінематична відносна технологія (semi-cinematic relative positioning) (технологія " стій/йди" - technology: " stop and go").

4. Технологія псевдостатична, псевдокінематична, відносна реокупа-ційна (pseudo-static, pseudo-cinematic relative positioning, intermittent static positioning, reoccupation).

5. Технологія швидка статична відносна (fast/rapid static relative positioning).

Одним із найважливіших параметрів, які визначають режим роботи приймача, є файл конфігурації місії. Він може бути різним залежно від особливостей шести вищеназваних технологій вимірювання. Для побудови супутникових геодезичних мереж (далі СГМ) та топографічного знімання існують відповідно два основні режими роботи: статичний режим - для СГМ та режим знімання " стій/йди" - для знімання. Назва " статичний" походить від статичного збирання інформації на пункті упродовж певного проміжку часу. Мінімально два приймачі виконують спостереження тих самих супутників упродовж однієї або декількох сесій спостережень (по декілька годин щодня) і залишаються стаціонарно на тих самих пунктах.

Для відносних кінематичних технологій один приймач установлюють стаціонарно, на точці з відомими координатами, а другий - на рухомому об'єкті. Це типова навігаційна технологія. У ній застосовується так зване положення об'єкта в " реальному часі". Суть цієї технології в тому, що базова (нерухома) станція передає до рухомого приймача поправки, які використовуються ним для уточнення координат рухомої станції. Детальніше технологію " реального часу" буде описано далі.

Технологія дає змогу визначити дискретно (із перервами 1-5 с) координати рухомого об'єкта щодо приймача, встановленого стаціонарно. Такий режим застосовується, наприклад, під час аерознімання. Технологію " стій/йди" називають ще напів-кінематичною. Головна відмінність цієї технології від кінематичної у тому, що під час визначення положення рухомий приймач (роверний) не рухається, як у кінематичній технології, а зупиняється (стоїть) деякий короткий проміжок часу на точці, координати якої визначаються.

Далі розглянемо всі вищезгадані технології супутникових методів визначення координат детальніше.

III.2.2. Статичний метод визначення координат пунктів

Статичний метод є основним під час побудови СГМ і застосовується найчастіше. Для статичної технології всі приймачі за весь час спостережень розміщені на одних і тих самих пунктах. Час виконання спостережень залежить переважно від заданої точності та від віддалі між пунктами (довжин векторів) [22].

З багаторічного досвіду різних організацій відомо, що достатньо:

2. 1-2 дні для пунктів, зарахованих до державної, геодинамічної сесії.

3. 4-6 днів для сесій континентальних й основних геодинамічних. Наприклад: для вимірювання геодезичної локальної сесії для довжин

сторін до 15-20 км достатньо виконати спостереження впродовж 1 години, для сесії типу EUREF (European Reference Frame), коли якась країна виконує вимірювання до найвищого закладу Західної Європи - сесія проходить 5 днів. Стільки само часу потрібно, коли виконується компанія геодинамічного вимірювання CERGOP (Central Europe Regional Geodynamics Project).

На практиці точність такої технології становить 5 мм ± 1 мм на 1 км довжини вектора, що визначається. Під час вимірювання статичними методами важливим є підбір відповідних приймачів. Для відстаней між пунктами, більших за 100 км, потрібно використовувати приймачі із частотами Ц таї^. На коротких лініях, коли є достатня кількість супутників, за умови доброї геометрії розташування супутників можна отримати високу точність за порівняно невеликої тривалості спостережень. Швидкість вимірювання та підвищена продуктивність підтримуються достатньо досконалими алгоритмами оброблення у програмному забезпеченні SKI.

Важливим для супутникових спостережень є так званий геометричний фактор. Точність лінійної просторової засічки залежить не тільки від точності лінійного вимірювання, але й від геометрії розташування супутників: від кутів, під якими перетинаються у шуканій точці напрямки із супутників. Величину геометричного фактора часто пов'язують з об'ємом багатогранної фігури, вершини якої збігаються із розташуванням супутників та точками спостережень. Установлено: чим більший об'єм багатогранної фігури, тим менше проявляється вплив геометрії розташування супутників на результативну точність визначення координат пункту. Під час взаємного зближення супутників об'єм цієї фігури зменшується, а вплив геометричного фактора зростає [23].

Параметр, який оцінює зростання похибок вимірювання через геометрію розташування супутників, отримав назву геометричного фактора, який у сучасних публікаціях прийнято позначати абревіатурою DOP (Dilution of

Просторові супутникові мережі (основи супутникової геодезш)

Precision - зниження точності). Цей параметр використовується як коефіцієнт між точністю визначення координат т та точністю вимірювання віддалі до

Найуніверсальнішим показником є параметр GDOP - геометричний фактор зниження точності, який характеризує одночасно як точність тривимірного позиціювання, так і часу. Він виражається формулою

де т_х, т, m_h - середні квадратичні похибки визначення по осях координат; m_t - середня квадратична похибка визначення часу; с - швидкість ЕМХ. Отже, GDOP дає змогу оцінити геометрію супутникового " сузір'я". Маленьке значення GDOP (< 8) свідчить про добру геометрію. Високе значення GDOP означає, що супутникове " сузір'я" погане. Чим менше GDOP, тим більша ймовірність отримати добрі результати. Значення GDOP, менше за шість, вважається допустимим, а більше за шість - завеликим. Коефіцієнти GDOP відображають лише миттєву геометрію для окремої точки. Ці коефіцієнти обчислюють самі приймачі. Вони ж автоматично вибирають оптимальну конфігурацію супутників. Одночасно з GDOP використовують також PDOP -фактор, що враховує тільки фактор тривимірного позиціювання, без похибок визначення часу, і HDOP - аналогічний фактор, але тільки для зниження точності розташування у горизонтальній площині; VDOP- у вертикальній.

Для переважної більшості пунктів умови щодо GDOP виконуються, якщо в полі зору доступні п'ять або більше супутників. Найкраще " вікно" спостережень для " статики" повинно містити чотири і більше супутників з GDOP < 8 під час кута відсікання, що дорівнює 15° (вертикальний кут між горизонтом і напрямком на супутник).

Другим чинником, що може викликати значне зниження точності, є іоносферне збурення. Іоносферне збурення змінюється в часі і залежить від положення пункту на земній поверхні. У нічний період доби іоносферні збурення значно менші, ніж у світлий період доби. Тому в нічний період можна зменшити час спостережень наполовину або вдвічі збільшити довжину вектора.

Під час вимірювання, яке вимагає найвищої точності, використовують двочастотні приймачі SR-9500 (фірми Leica); SNR-8000 або SNR-8100 (фірми Alen Osborne); Z-XII (фірми Ashtech); 4000 SSI (фірми Trimble).

111.2.3. Параметри місії, тривалість та довжини векторів під час роботи у статичному режимі

Місія описує спосіб, за яким контролер формує виконання знімання. Кожна місія має відповідний файл конфігурації місії, який містить набір параметрів, а саме: координати початкової точки, параметри захоплення супутника, режим роботи, характеристики даних захоплення й умовні позначення ідентифікації точки. Кожний файл конфігурації індивідуально ідентифікується у контролері за шестисимвольним кодом місії. Для вимірювання у режимі " статика" використовується місія Static Survey. Для успішного виконання високоточного GPS-вимірювання потрібно вести спостереження під час " хороших вікон". Під " хорошими вікнами" розуміють велику кількість супутників (5-8) та мале значення коефіцієнта GDOP (1-4).

У разі використання статичного режиму роботи застосовують такі, рекомендовані виробником приймачів GPS, параметри статичної місії.

Роботоспроможність / частота Ь_г: AUTO (Автоматичний)

Табл. Іїї.2.1. є орієнтовним вказівником щодо вибору довжин базисних ліній і тривалості спостережень для середніх широт під час поточного рівня іоносферної активності та під час використання двочастотного приймача (сенсора).