Сущность местоопределения
В основе определения координат спутникового приемника лежит метод линейных засечек (трилатерации). При этом роль опорных пунктов выполняют космические аппараты , координаты которых должны быть известны в любой момент времени. При помощи аппаратуры на КА и на поверхности Земли, измеряют расстояния от приемника. Если от спутникового приемника известны расстояния до трех КА, то в результате пересечения трех сфер, радиусы которых соответствуют расстояниям, получатся две точки. Одна из них – на поверхности Земли (искомая точка) , а другая ложная – в глубине Земли очень высоко над поверхностью. При известных сторонах треугольника (дальностях) и координатах двух вершин треугольника могут быть вычислены координаты третьей вершины.
Z
2
3 (X3, Y3)
1
S1A
ZA 4
S4A
А
0 – центр масс Земли
YA Y
XA
X
На практике трех точек оказалось недостаточно, потому что возникает много погрешностей по нескольким причинам - из-за неточной синхронизации часов приемника и спутника; зависимости скорости света от состояния атмосферы ; поворота Земли на небольшой угол, а значит удаления от спутника за время прохождения сигналом расстояния от спутника до приемника и др. Поэтому получают искаженные расстояния, которые называют псевдодальностями. Для получения правильных расстояний и следовательно для определения трех координат приемника используют, как минимум четыре спутника. Аналитическое решение по определению координат точки А заключается в решении системы уравнений:
,
где
- искомые координаты приемника;
( i
= 1,2,3,4) - координаты спутников в
пространственной системе координат,
отнесенные к определенному моменту
времени.
Расстояния S = c*t до спутников определяются определяют как произведения времени прохождения от них радиосигналами пути до приемника на известную скорость электромагнитных колебаний. Время получают косвенным путем, используя специальные коды или фазовые измерения радиочастот.
Комплект аппаратуры потребителя зависит от его назначения. Чем точнее работы, тем сложнее аппаратура. Наиболее совершенные приемные системы применяют в геодезических работах по созданию сетей. В этом случае в комплект аппаратуры входит: антенна, приемник, контролер (управляющее устройство), аккумуляторы, блок питания, кабели, штативы, вешка для установки антенны, рулетка для измерения высоты антенны и прочее. Для обработки измерений обязательно должен быть персональный компьютер с программным обеспечением.