10.2. Використання методів супутникової навігації при картографуванні ґрунтів

10.2.1. Поняття про супутникову навігацію

Під поняттям "супутникова навігація" слід розуміти навігацію або визначення місцезнаходження (позиціонування) за сигналами, випромінюваними супутниками Землі. Супутникові системи позиціонування першого покоління з'явились у 60-ті роки: радянська система "Цикада" і американська система "Транзит". Такі системи застосовувалися переважно в морській навігації. При цьому точність визначення координат об'єктів при тривалому позиціонуванні була на рівні 30 м. Тобто істотним недоліком систем першого покоління були перш за все низькі точність і надійність визначення. Супутникові системи позиціонування другого покоління створювалися як системи забезпечення підвищеної точності місцезнаходження, безперервної роботи та практично миттєвої видачі певних параметрів.

Супутникова система позиціонування (або GPS) передбачає використовувати як опорні радіонавігаційні точки штучні супутники Землі з навігаційною апаратурою. Ці супутники є аналогами нерухомих радіонавігаційних точок наземних систем. Іншими словами, супутники є радіомаяками. Перенесення радіонавігаційних точок із наземних точок з фіксованими географічними координатами у точки, які здійснюють орбітальний рух, спричинило суттєві зміни в структурі цих систем. Якщо наземні радіонавігаційні системи складаються тільки з апаратури радіонавігаційних точок та апаратури споживачів, то GPS містить у собі ряд додаткових елементів. Спрощена структурна схема GPS включає в себе три основні частини-сегменти: контролю й управління, космічний, споживачів.

10.2.2 Використання gps для картографування ґрунтів і геоінформаційних систем (гіс).

GPS-приймачі, призначені для картографування ґрунтів, дозволяють до одержаної точки додати її опис. Приймачі деяких типів дають можливість просто вводити опис за допомогою вбудованої клавіатури, інші - вибирати терміни із списку заздалегідь введеного словника безпосередньо у польових умовах. Деякі із словників даних мають ієрархічну структуру. Програмне забезпечення (ПЗ), яке постачається GPS-виробниками, має важливе значення щодо інтегрування даних вимірювання з базою даних ГІС. ПЗ допускає його реалізацію на ІВМ - сполучених персональних комп'ютерах. Зв'язок комп'ютера з приймачем GPS здійснюється, як правило, через послідовний порт RS232. У своїй більшості програмні засоби досить прості у використанні, а їх інсталяція лише незначно складніша, ніж ініціалізація зв'язку приймача з послідовним портом комп'ютера. ПЗ підтримує відкритий формат обміну даних (RINEX - формат), хоча тут можуть виявлятися деякі різниці в інтерпретації результатів. Якщо споживач планує застосувати RINEX - дані, йому слід проконтролювати особливості встановленого виробником формату! За портативністю GPS/ГІС-приймачі можуть бути поділені на дві категорій: ручні та заплічні. Ручні приймачі повністю автономні. GPS -приймачі у комплекті з антеною, батареєю, дисплеєм і клавіатурою важать не більше 1 кг. Заплічні приймачі обладнані окремою антеною, яка встановлюється на спеціальній мачті. Приймач і батарея транспортуються в заплічній сумці, а накопичувач даних з клавіатурою та дисплеєм споживач тримає в руках. Усе це обладнання важить близько 3 кг. Щодо блоків живлення, то навіть ручні приймачі можуть бути обладнані потужними батареями. Таким чином, вибір режиму служби та портативності батареї залежить тільки від енергоспоживання. Усі GPS/ГІС-приймачі обладнані вбудованими батареями для живлення блоків пам’яті, отже, при від'єднанні джерела живлення дані не втрачаються. Для вимірювань в умовах затінення від дерев точність залежить від багатьох факторів, включаючи густоту листя та вологість повітря. В цьому випадку точність кожного з приймачів слід контролювати в одному й тому ж положенні серед дерев і, приблизно, в один і той же час доби. На практиці робочі характеристики приймачів можуть змінюватися залежно від умов навколишнього середовища.

Деякі з приймачів обладнані масками для Геометричного фактора точності (Position Dilution of PDOP) та для регламентування рівнів відношення Сигнал/Шум (Signal to Not Ratio - SNR). РDОР характеризує геометрію супутників, отже, якість розв'язання задач позиціонування, тобто точність. SNR характеризує відносну інтенсивність сигналу. Всі вимірювання оцінюються при використанні таких масок, при цьому найгірші результати відкидаються. Дані можливості використовуються для підвищення точності позиціонування, зокрема точкового позиціонування, коли одне невдале вимірювання може призвести до спотворення інших досить доброякісних результатів. Для контролю точності позиціонування існують і більш складні методи, відомі як Інтегральне Автономне Управління Приймачем (Reciever Autonomous Integriyt Monitoring - RAIM).