Тема 10. Методи визначення координат при gps-спостереженнях

1. Класифікаціятехнологій визначеннякоординатGps-спостережень

Розглянемо загальний принцип визначення координатточкизадопомогоюGPS-спостережень(рис.10.1).

ЯкщомивиміряємовіддалівідтрьохсупутниківдомісцеположенняР вданиймоментчасу,то заформулою

1

₂ ^{2 2} 2

^Ppi

і =1,3

x_i x₀

y_i y_p

z_i z_p

(10.1)

можна визначитикоординатимісцеположень.

Рис.10.1ВизначеннякоординатточкиприGPS-спостереженнях

Однак,приподачірадіосигналуізсупутникадорадіоприймачачасфіксуєтьсяякнасупутнику,таківприймачіназемнійповерхні.Якбигодинникибулисинхронізовані,тодлявизначеннякоординатдостатньобулотрисупутники.Протенасправдіцьогодобитисянеможливо–необхідновираховуватиічетвертукоординату–часову.Розв’язоксистемизчотирьоманевідомимипотребуєчотирирівняння,а,отже,ічотирисупутники.Рівняння10.1запишемоувигляді, в якомує 4 невідоміXp,Yp,Zpтаtp, асаме:

i

² D_i t

2

. (10.2)

i 1,4

В (10.2),при ^t =constєчотириневідоміідля

розв’язаннятакоїсистеминеобхідновимірятимінімумчотирипсевдовіддалідочотирьохсупутників.Аленапрактицієбільшакількістьвекторів(5,6ібільшесупутників),щопризводитьдобільшточногорезультатузаменшийпроміжокчасу.

ТривалістьспостереженьтакожвідіграєважливурольдлязбільшенняточностіGPS-спостереженьБільшакількістьрозв’язанихрівняньпротягомчасуспостереженьдаєможливістьотриматисереднєзначеннятазменшитивеличинупохибки.ЗплиномчасуірозвиткомСРНСз’явилисьіншітехнічнітаматематичніметоди,атакожприйоми,якідозволяютьотриматибажанийрезультатзабільшкороткийтермін.

ВсецеобумовилопоявувеликоїкількостірізнихметодівGPS-спостережень,якіподіляютьсязарізнимикритеріями.

За призначенням супутниковіспостереженняділятьсяна:

• навігаційні(використовуються,якправило,накораблях,літаках,автомобілях,іншихвидахтранспортутарухомихоб’єктах).Вониневідрізняютьсявеликоюточністю(субметроваточність),алебезперервновизначаютьположеннятранспорту;

• геодезичні–використовуютьсядлявизначеннякоординатфіксованоїточкиаболінії(пунктиопорнихмереж,межземельноїділянки,інженернихспорудтощо)намісцевостізнеобхідноюточністю.

Надалімибудеморозглядатитількигеодезичнівимірювання.Ціспостереженнязаспособомреалізаціїподіляютьсянаабсолютнийтавідносні(диференціальні).

Вабсолютномуметодіприймачвизначаєкоординатиічас,отримуючисигналисупутників,незалежновідіншихприймачів.

Вдиференціальнихметодахвикористовуютьсянеменшедвохприймачів,яківимірюютьпсевдовіддалі.Прицьомуодинприймачзнаходитьсянаточцізвідомимикоординатами.Йогоприйнятоназивати«базовим»,аточку«базовою».Другийприймачзнаходитьсянаточці,координатиякоїнеобхіднознайти.Такийприймачназивають«роверним»,аточку«роверною»аботочкоюзнімання.

Доабсолютногометодувідносятьстатику(заумовивикористанняодногоприймача).

Додиференціальних(відносних)зніманьзпост-обробкоютаврежиміреальногочасу(RTK)відносятся:статика,коливикористовуютьсядваібільшеприймачіодночасно(хочаприцьомунемаєяскравовираженоїбази),швидкастатика,кінематика,стій-іди,псевдостатикатапсевдокінематика(рис10.2).

МетодиGPS-спостережень

Геодезичні

Навігаційні

Абсолютний

Диференціальні(відносні)

Зпост-обробкою

ВрежиміRTK

Статика

Швидкастатика

Кінематика

Стій-іди

Псевдостатикаіпсевдокінематика

Рис.10.2КласифікаціяметодівGPS-спостережень

ДалідетальнішерозглянемодиференціальніметодиGPS-спостережень.