4.3.Картопостроение по данным наземных измерений и по данным спутниковых систем
Использование данных о положении объектов, получаемых с помощью спутниковых систем, и данных электронных тахеометров – измерителей пройденных расстояний, позволяет получать координатные данные об объектах и их связях в цифровой форме и применять их непосредственно в среде ГИС. Ниже рассмотрены особенности ныне действующих спутниковых навигационных систем и технологии получения с их помощью цифровых карт.
4.3.1.Спутниковая навигационная система navstar gps
NAVSTAR GPS (англ. NAVigation Satellites providing Time And Range; Global Positioning System — обеспечивающие измерение времени и расстояния навигационные спутники; глобальная система позиционирования) – спутниковая система навигации, часто именуемая GPS. Эта система позволяет в любом месте Земли (включая приполярные области), практически при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США.
Основной принцип использования системы — определение местоположения путём вычисления расстояний до объекта от точек с известными координатами — спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма антенной GPS-приёмника. То есть, для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно знать расстояние до трёх спутников и время GPS системы. Таким образом, для определения координат и высоты приёмника, используются сигналы как минимум с четырёх спутников.
Основой системы являются навигационные спутники, движущиеся вокруг Земли по 6 круговым орбитальным траекториям (по 4 спутника в каждой), на высоте примерно 20180 км. Слежение за орбитальной группировкой осуществляется с главной контрольной станции, расположенной на авиабазе ВВС США Schriever, штат Колорадо, США, и с помощью 10 станций слежения.
Общим недостатком использования любой радионавигационной системы является то, что при определённых условиях сигнал может не доходить до приёмника или приходить со значительными искажениями или задержками. Например, практически невозможно определить своё точное местонахождение в глубине квартиры внутри железобетонного здания, в подвале или в тоннеле. Так как рабочая частота GPS лежит в дециметровом диапазоне длин радиоволн, то уровень приёма сигнала от спутников может серьёзно ухудшиться под плотной листвой деревьев или из-за очень большой облачности. Нормальному приёму сигналов GPS могут повредить помехи от многих наземных радиоисточников, а также от магнитных бурь.
Существенной особенностью GPS считается полная зависимость условий получения сигнала от министерства обороны США. Так, например, во время боевых действий в Ираке гражданский сектор GPS был отключён.
4.3.2.Спутниковая навигационная система глонасс
ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) – российская спутниковая система навигации.
Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в 3-х орбитальных плоскостях с наклонением 64,8° на высоте 19100 км. Принцип измерения координат и времени аналогичен американской системе NAVSTAR GPS. Эта система вводится в эксплуатацию поэтапно, спутники выводятся на орбиту очередями. Планируется к концу 2009 года довести группировку спутников до плановой до 24 аппаратов.
Первые потребительские спутниковые навигаторы (приемники), рассчитанные на совместное использование данных ГЛОНАСС и GPS, поступили в продажу 27 декабря 2007 года. Это были спутниковые навигаторы Glospace SGK-70 (НИИ космического приборостроений, Россия).
Glospace SGK-70 – это многофункциональное устройство, позволяющее не только ориентироваться в городе (рис. 7 .43), но и просматривать фильмы и прослушивать цифровые записи, смотреть фотографии, подключать внешние устройства и карты памяти, а также играть во встроенные игры.
Рис. 7.43. Спутниковый навигатор Glospace SGK-70
Glospace также умеет работать с системой SMILINK – отображает пробки на дорогах в реальном режиме времени и умеет прокладывать объездные маршруты движения автотранспорта. В качестве программного обеспечения этого навигатора используется разработка компании Киберсо – программа ПалмГИС ГЛОНАСС/GPS.