- •Супутникова геодезія
- •Порядок оцінювання знань студентів……….……...149 Рекомендована література………………………………150
- •П.Г. Черняга, і.М. Бялик, р.М. Янчук супутникова геодезія
- •Кредитно-модульна система організації навчального процесу
- •6.080101 “Геодезія, картографія та землеустрій”
- •Опис предмета навчальної дисципліни……………….….4 Мета і завдання навчальної дисципліни……………..…..5
- •Програма навчальної дисципліни «Супутникова геодезія»………….………………………………….…..…6
- •Методичні рекомендації до вивчення окремих змістових модулів ….……..……………………….……10
- •Методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт………………………………………………………94
- •4. Тестова програма……………………………………...145
- •Мета і завдання навчальної дисципліни
- •Програма навчальної дисципліни
- •Тематичний план та розподіл навчального часу
- •Програмний матеріал блоків змістових
- •Змістовий модуль 1
- •Тема 1. Предмет та завдання супутникової геодезії
- •Тема 7. Глобальні радіонавігаційні системи
- •2.1 Змістовий модуль 1
- •Тема 1. Предмет та завдання супутникової геодезії
- •Предмет та завдання супутникової геодезії
- •Етапи розвитку супутникової геодезії
- •Методи супутникової геодезії
- •Геометричний метод
- •Динамічний метод
- •Тема 2. Системи небесних та земних координат
- •Поняття про небесну сферу
- •Системи координат
- •Умовна інерціальнана система координат
- •Земна геоцентрична система координат
- •Геоцентрична система координат wgs -84
- •Тема 3. Системи виміру часу і зв’язки між ними
- •Одиниці вимірювання часу
- •Системи вимірювання часу
- •Системи всесвітнього часу
- •Поясний та декретний час
- •Динамічний та ефемеридний час
- •Системи відліку часу в космічних системах
- •Тема 4. Елементи та класифікація орбіт шсз
- •Поняття орбіти. Ефемериди орбіти
- •Класифікація орбіт шсз
- •Елементи орбіти шсз
- •Тема 5. Основи теорії руху шсз
- •Поняття про незбурений рух шсз. Закони Кеплера
- •Збурюючі фактори
- •Диференціальні рівняння незбуреного руху шсз
- •5.4 Елементарний вивід рівняння руху супутника
- •Обчислення незбуреної ефемериди
- •Визначення попередніх елементів орбіти спостережень
- •Тема 6. Технічні засоби та методи спостереження за шсз
- •Активні та пасивні шсз
- •Класифікація методів спостережень шсз
- •Радіотехнічні спостереження
- •Доплеровські спостереження
- •6.6. Умови радіовидимості супутників
- •2.2 Змістовий модуль 2 Супутникові радіонавігаційні системи
- •Тема 7. Глобальні радіонавігіційні системи
- •Поняття про супутникові радіонавігаційні системи
- •Будова gps і глонасс
- •Космічний сегмент
- •Контрольний сегмент
- •Сегмент користувача
- •Тема 8. Структура похибок gps-спостережень
- •8.1. Загальна характеристика похибок при gps– вимірюваннях
- •Похибк,и обумовлені сузір'ям супутників, критерії їх оцінки
- •Похибки, обумовлені зовнішніми умовами
- •8.4. Похибки, обумовлені gps-приймачем
- •Тема 9. Основні принципи визначення місцеположення за допомогою супутникових систем
- •Системи координат в gps
- •Системи часу в gps
- •9.3 Міжнародна gps служба igs. Поняття про перманентну станцію та використання її даних при gps- спостереженнях
- •9.4. Застосування gps для побудови геодезичних мереж
- •Тема 10. Методи визначення координат при gps- спостереженнях
- •Класифікація технологій визначення координат gps-спостережень
- •Диференціальні методи gps-спостережень
- •Статичний метод
- •Визначення координат методом швидкої статики
- •Кінематичний метод
- •Метод стій-іди
- •Псевдостатична, псевдокінематична та реокупаційна технології
- •Тема 11. Планування геодезичного знімання
- •Необхідність та загальні засади планування gps- спостережень
- •Програми планування gps-спостережень
- •Тема 12. Опрацювання даних gps-спостережень
- •Загальний порядок та завдання, що виникають при опрацюванні даних gps-спостережень
- •Опрацювання даних gps-спостережень із застосуванням спеціальних програмних продуктів
- •Оцінка точності gps-спостережень
- •3. Методичні вказівки для виконання лабораторних робіт
- •Лабораторна робота № 1 Тема: Перетворення координат точки на земній поверхні з референцної геодезичної системи координат b, l, h в референцну декартову систему координат Xr, Yr, Zr
- •Лабораторна робота № 2 Тема: Визначення основних параметрів незбуреного руху шсз
- •Лабораторна робота № 3 Тема: Обчислення незбурених ефемерид шсз
- •Лабораторна робота № 4 Тема: Будова та призначення gps-приймачів Trimble 4800
- •Лабораторна робота № 5 Тема: Будова і технічні характеристики контролера tsc-1
- •Лабораторна робота № 6
- •Лабораторна робота № 7 Тема: gps-спостереження методом швидкої статики
- •Лабораторна робота № 8 Тема: gps-спостереження методом стій-іди
- •Лабораторна робота № 9 Тема: Знайомство з структурами gps-сигналу та файлу у форматі rinex
- •Лабораторна робота № 10 Тема: Імпорт даних gps-спостережень та робота в tgo в режимі «знімання»
- •Лабораторна робота № 11 Тема: Робота в tgo в режимі «План» та імпорт даних в AutoCad
- •Лабораторна робота № 12 Тема: Створення плану в програмі AutoCad на основі експортованих даних gps-спостережень
- •«Швидка статика»?
- •Черняга Петро Гервазійович Бялик Ігор Миколайович Янчук Руслан Миколайович супутникова геодезія
Лабораторна робота № 10 Тема: Імпорт даних gps-спостережень та робота в tgo в режимі «знімання»
Мета: Навчитись імпортувати дані GPS-спостережень з приймача в ПК та обробляти їх в TGO в режимі «знімання».
Теоретичний матеріал
Trimble Office – це пакет програм, який призначений для опрацювання даних спостережень як GPS-приймачами, так і іншими геодезичними приладами виробництва фірми Trimble, та створення кінцевого продукту (плану, 3D-моделі, профілю тощо).
Основною програмою даного пакету є Trimble Geomatics Office (TGO). Саме в ній і відбуваються основні опрацювання та використання даних для створення планів і ін. Ми розглянемо основні можливості програми для опрацювання даних GPS-спостережень.
Після інсталяції програми згідно інструкції виробника, її відкривають за шляхом: «Пуск/Програми/Trimble
Office/Trimble Geomatics Office», або натискають відповідній ярличок на робочому столі.
На екрані монітору з’явиться вікно з TGO (рис. 22.1). Це вікно має таку структуру: з самого верху знаходиться рядок меню. Безпосередньо під ним знаходиться верхня панель інструментів. Зліва знаходиться бокова панель інструментів. Всю іншу частину займає робоче поле.
Робота в TGO при обробці GPS-спостережень складається з трьох основних частин: створення нового проекту та імпорт даних; робота в режимі «Знімання»; робота в режимі «План».
Створення нового проекту та імпорт даних з приймача
Після запуску програми на боковій панелі інструментів натискаємо кнопку «Новий проект». У вікні, що з’явилось під написом «Проект», пишемо його назву (Для зручності називають за об’єктом знімання або прізвищем замовника). Після натиску кнопки «Папка» пишуть адресу запису проекту, вибирають «Шаблон» - «Metric» - під словом «Новий» -
«Проект», натискають [ОК].
Рис. 22.1 Вигляд вікна TGO
Далі послідовно з’являється повідомлення про вибір стилів зрівнювання сітки та необхідність виділення нових. Ми вибираємо «95-доверительный стиль» та «Trimble по умалчанию».
На останньому етапі з’являється вікно «Свойства проекта», де його описують, задають характеристику та параметри. Зокрема, можна встановити: Формати і одиниці виміру; топокоди; створення звіту; переобчислення; параметри проекту; системи координат. Необхідно дуже уважно переглянути всі властивості та змінити (заповнити) ті, які не задовольняють нас при опрацюванні даного конкретного вимірювання.
Імпорт інформації з приймача до ПК відбувається в наступній послідовності - спочатку приєднують один з приймачів до комп’ютера та живлення (послідовність підключення базового чи роверного приймача неважлива) та натискаємо кнопку на боковій панелі інструментів
«Геодезичиские приборы». З’являється вікно «Открить» з переліком приладів. Вибираємо марку приймача і натискаємо [ОК]. Якщо навіть прилад і не був включений, то ПК, звертаючись до приймача, включає його.
Якщо в переліку такої марки приймача немає, то його спочатку необхідно створити. Для цього натискаємо кнопку
«Создать новое устройство» і потім послідовно вибираємо тип приймача, порт комп’ютера, до якого він буде підключений, та інші параметри. Обов’язково має бути відсутня галочка напроти «обьединить файлы».
Після натискання [ОК] ПК звертається до пам’яті приймача і в результаті з’являється вікно з переліком файлів. Вибираємо потрібні файли та натискаємо [ОК]. Виконується передача даних і з’являється вікно з переліком точок зйомки та їх характеристиками.
Під час спостережень з моменту включення приймача він
починає безперервно проводити вимірювання і записувати їх в свою пам'ять аж до моменту його виключення. При цьому необхідно чітко розрізняти поняття файлу і точки. При включенні, але до моменту початку знімання, приймач автоматично створює файл і записує в нього точку, на якій знаходиться, назву якої також встановлює самостійно. При натисканні на контролері «Start Survey» приймач завершує запис попереднього файлу і розпочинає новий. При цьому у файлі може бути записано багато точок. Після припинення сесії знімань знову створюється новий файл, запис якого припиняється з виключенням приймача. Таким чином, у базовому приймачі, як правило, створюється два файли (якщо запустили без контролера – то один), а в роверному – мінімум
3 (при завершенні одного знімання і початку іншого, не виключаючи прилад, додатково зявляється 2 файли, а при повторному його виключенні ще 3). Вибрати потрібні файли допоможе також їх назва, де зашифрований GPS-час з початку GPS-року. Використовуючи елементарні розрахунки, можна встановити дату і час знімання у зручній для нас формі і встановити приналежність файлу до конкретної потрібної нам GPS-сесії.
В зв’язку з тим що приймач записує інформацію неперервно, точки бувають 3-ох видів:
Побічні точки. Назва цих точок складається з цифр, що автоматично присвоєні приймачем. Ці точки з’являються, коли приймач включений і знаходиться на місці, але не веде знімання топоточок.
Точки об’єкту спостережень (топоточки). Мають назву, присвоєну спостерігачем за допомогою контролера (виключення – точка бази, запущеної без контролера, її назва присвоюється контролером).
Рухомий сегмент – рух від точки до точки (швидку зміну координат) приймач розрізняє як лінію, тобто рухомий сегмент.
В таблиці з переліком точок знімання є наступні колонки: колонка включення/виключення точки з проекту (за допомогою галочки); назва точки; назва файлу; початок знімання; кінець знімання; тип приймача; серійний номер приймача; висота антени; тип антени; висота антени, виміряна до; топокод.
За допомогою галочок вибирають, як правило, лише точки знімання, а побічні точки та рухомий сегмент не враховують (при виконанні окремих задач може бути потрібний рухомий сегмент та побічні точки). Крім того, саме в цій таблиці можна змінити назву точки, висоту антени, місце, до якого виміряна висота антени, та топокод. Це особливо актуально для базової точки, що запущена без контролера.
Після імпорту файлів з першого приймача повторюємо операцію для другого. В результаті отримуємо базову точку і базові лінії, що простягаються до роверних точок (рис. 22.1). І точки, і базові лінії сірого кольору.
Для кращого орієнтування в проекті необхідно вивести на екран назву точок та їх топокоди. Для цього заходимо в меню:
«Вид/Метки» точок та відмічаємо галочками «Имя точки» і
«Топокод». На цьому імпорт даних з приймачів завершено.
Робота в режимі «Знімання» - це опрацювання даних спостережень з метою збільшення точності точок знімання та встановлення їх координат в потрібній нам системі. Це опрацювання проводиться в 3 етапи – обробка базових ліній, зрівнювання та калібрування.
Опрацювання базових ліній
Щоб почати обробку базових ліній, натискаємо на боковій панелі інструментів кнопку «GPS-обработка базовых линий». З’являється таблиця з переліком базових ліній, які були опрацьовані, та їх характеристик. В цій таблиці є такі колонки: вибір базової лінії (за допомогою галочки можна або прийняти, або відхилити опрацювання); номер базової лінії (В та номер за порядком); від якої точки (базова); до якої точки (роверна); довжина лінії; стиль опрацювання та три колонки з
коефіцієнтами точності – коефіцієнт дисперсії, квадрат середньоквадратичної похибки, середньої ваги та середньоквадратична похибка. Якщо результати опрацювання задовольняють, то натискають кнопку [ОК]. На екрані базові лінії змінюють свій колір в залежності від стилю GPS- спостереження та якості опрацювання. Необроблені мають сіре зображення, оброблені з недостатньою точністю – червоне, оброблені з достатньою точністю методом статики (швидкої в тому числі) – жовте, а методом кінематики (стій- іди в тому числі) – синє.
Щоб зрівноважити точки натискають швидку клавішу [F10] або заходять в меню «Уравнивание» і вибирають пункт
«Уравнивание». Точки, зрівноважені з достатньою точністю, залиті білим кольором, а з недостатньою точністю – лише обведені білим кружечком та позначені червоним прапорцем. При якісних спостереженнях, виконаних згідно рекомендацій виробника щодо роботи з приладами та матеріалами, кількість опрацьованих базових ліній та зрівноважених точок з недостатньою точністю зводиться до нуля. Проте навіть у випадку наявності таких точок після опрацювання існують методи подальшого підвищення точності вимірювань, використовуючи уточнені ефемериди.
Для проведення калібрування заходять в меню «Съемка» та вибирають пункт «GPS-калибровка». У вікні, що з’явилося на екрані, вводять нові координати для чотирьох точок (якщо не потрібно калібрувати по висоті – то трьох точок) і натискають клавішу «Калибровать». В результаті калібрування відбувається перерахунок координат всіх точок знімання.
Завдання на самостійне опрацювання перед виконанням лабораторної роботи
Вивчити теоретичні основи опрацювання даних GPS- спостережень.
Завдання 1. Ознайомитись з програмним продуктом TGO.
Завдання 2. Імпортувати дані GPS-спостережень з приймача в ПК в програмному продукті TGO в новий проект.
Завдання 3. Опрацювати базові ліній, зрівноважити точки та провести їх калібрування.
