1.6 Корекція помилок

Помилки що вносяться затримками в тропосфері і іоносфері Точні координати можуть бути обчислені для місця на поверхні Землі по вимірах відстаней від групи супутників (якщо їх положення в космосі відомо). У цьому випадку супутники є пунктів з відомими координатами. Припустимо, що відстань від одного супутника відомо і ми можемо описати сферу заданого радіуса навколо него.Если ми знаємо також відстань і до другого супутника, то визначається місце розташування буде розташоване десь у колі, що задається перетином двох сфер.Третий супутник визначає дві точки на окружности.Теперь залишається тільки вибрати правильну точку. Проте одна з точок завжди може бути відкинута, так як вона має високу швидкість переміщення або знаходиться на або під поверхнею Землі. Таким чином, знаючи відстань до трьох супутників, можна обчислити координати визначається точки.

1.7 Супутникова дальнометрія

Супутникова дальнометрия. Відстань до супутників визначається за вимірами часу проходження радіосигналу від космічного апарату до приймача помноженим на швидкість світла. Для того, щоб визначити час поширення сигналу нам необхідно знати коли він покинув спутник.Для цього на супутнику і в приймачі одночасно генерується однаковий Псевдовипадковий Код Кожен супутник GPS передає два радіосигналу: на частоті L1=1575.42 МГц і L2=1227.60 МГц. Сигнал L1 має два далекомірних коду з псевдовипадковим шумом (PRN), P-код і C/A код. “Точний” або P-код може бути зашифрований для військових цілей. “Грубий” або C/A код не зашифрований. Сигнал L2 модулюється тільки з P-кодом. Більшість цивільних користувачів використовують C/A код при роботі з системами GPS. Деякі приймачі Trimble геодезичного класу працюють з P-кодом.Приемник перевіряє вхідний сигнал з супутника і визначає коли він генерував такий же код. Отримана різниця, помножена на швидкість світла (~ 300000 км/с) дає шукане расстояние.Використання коду дозволяє приймачу визначити тимчасову затримку в будь-який час. Крім того, супутники можуть випромінювати сигнал на одній і тій же частоті, так як кожен супутник ідентифікується за своїм Псевдовипадкового кодом (PRN або PseudoRandom Number code1.1.3 Точна тимчасова Як видно з сказаного вище, обчислення безпосередньо залежать від точності ходу годинника. Код повинен генеруватися на супутнику і в приймачі один і той же час. На супутниках встановлені атомні годинники мають точність близько однієї наносекунди. Однак це занадто дорого, щоб встановлювати такі годинники в кожен GPS приймач, тому вимірювання від четвертого супутника використовуються для усунення помилок ходу годинника приемника.Ці вимірювання можна використовувати для виправлення помилок, які виникають якщо годинник на супутнику і в приймачі не синхронізовані. Для наочності, ілюстрації наведені нижче розглядають ситуацію на площині, так як тільки три супутника необхідно для обчислення місцезнаходження объекта.Если годинник на супутнику і в приймачі мають однакову точність ходу, то точне місце розташування може бути знайдено за вимірами відстані до двох спутников.Если отримані вимірювання з трьох супутників і всі годинники точні, то коло описаний радіус-вектором від третього супутника буде перетинатися як показано на рисунке.Однако, якщо годинник в приймачі поспішають на 1 секунду, то картина буде виглядати наступним чином. Якщо зробити замір до третього супутника, то отриманий радіус-вектор не перетнеться з двома іншими як показано на рисунке.Когда GPS приймач отримує серію вимірів які не перетинаються в одній точці, то комп'ютер в приймачі починає віднімати(або додати) час методом послідовних ітерації до тих пір, поки не зведе всі вимірювання до однієї точки. Після цього поправка обчислюється і робиться відповідне уравнивание.Если вам потрібен третій вимір, то необхідний четвертий супутник для усунення помилок ходу годинника в приймачі. Таким чином, при роботі в полі вам необхідно мати щонайменше чотири супутника, щоб визначити тривимірні координати объекта.Система NAVSTAR має 24 робочих супутника з орбітальним періодом о 12 годині на висоті приблизно 20200 км від поверхні Землі. В шести різних площинах мають нахил до екватора до 55° , розташоване за 4 супутника. Зазначена висота необхідна для забезпечення стабільності орбітального руху супутників і зменшення чинника впливу опору атмосферы.Министерство Оборони США (DoD) здійснює безперервне стеження за супутниками. На кожному супутнику розташовано кілька високоточних атомних годин, і вони безперервно передають радіосигнали з власним унікальним ідентифікаційним кодом*. МО США має 4 станції стеження за супутниками, три станції зв'язку та центр здійснює контроль і управління за всім наземним сегментом системи. Станції стеження безперервно відстежують супутники і передають дані в центр управління. У центрі управління обчислюються уточнені элементыспутниковых орбіт і коефіцієнти поправок супутникових шкал часу, після чого ці дані передаються по каналах станцій зв'язку на супутники принаймні один раз на добу. Кожен супутник GPS передає два радіосигналу: на частоті L1=1575.42 МГц і L2=1227.60 МГц. Сигнал L1 має два далекомірних коду з псевдовипадковим шумом (PRN), P-код і /A код. “Точний” або P-код може бути зашифрований для військових цілей. “Грубий” або C/A код не зашифрований. Сигнал L2 модулюється тільки з P-кодом. Більшість цивільних користувачів використовують C/A код при роботі з системами GPS. Деякі приймачі Trimble геодезичного класу працюють з P-кодом. Деякі джерела помилок, що виникають при роботі GPS є трудноустранимыми.

Рис 1.1 Передача GPS сигналу на Землю