- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА (ИСПОЛНИТЕЛЬСКАЯ ПРАКТИКА 1) – ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКАЯ ПРАКТИКА
- •1.1. Построение цифровых моделей рельефа и создание фотопланов
- •2. УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА (ИСПОЛНИТЕЛЬСКАЯ ПРАКТИКА 2) – ПРАКТИКА ПО ВЫСШЕЙ ГЕОДЕЗИИ
- •2.1. Выполнение полевых работ
- •4. УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА (ИСПОЛНИТЕЛЬСКАЯ ПРАКТИКА 4) – ПРАКТИКА ПО СПУТНИКОВЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
- •5. УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА (ИСПОЛНИТЕЛЬСКАЯ ПРАКТИКА 5) – ПРАКТИКА ПО ПРИКЛАДНОЙ ГЕОДЕЗИИ
- •Библиографический список
4. УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА (ИСПОЛНИТЕЛЬСКАЯ ПРАКТИКА 4) – ПРАКТИКА ПО СПУТНИКОВЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ
Цель работы: найти параметры связи системы отсчета, близкой к WGS-84 и МСК.
Для этого были поставлены следующие задачи: 1. Провести рекогносцировку местности (рис. 8).
|
|
И |
|
Д |
|
А |
|
|
Рис. 8. Схема расположения исходных пунктов |
||
б |
|
|
2. Принять в качестве азовой станции один из имеющихся пунктов, выполнитьисовместные на людения с другими пятью пунктами.
3. Выполнить уравн ван е: а) свободноеСуравн ван е; б) калибровку;
в) максимально ограниченное уравнивание. Используемые приборы:
−GNSS-приемник Spectra Precision Pro Mark 220 S/N 020513140082;
−антенна ASM 111661 S/N 8694;
−фирменная рулетка Ashtech;
−GNSS-приемник Spectra Precision Pro Mark 220 S/N 0205131502175;
−антенна ASM 111661 S/N 8500;
−фирменная рулетка Ashtech.
В качестве исходных данных преподавателем был выдан каталог координат пунктов, представленный в табл. 6.
34
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
Каталог координат пунктов в МСК г. Омска и в БСНВ – 77 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Пункт |
X, м |
|
Y, м |
H, м |
|
378 |
20280,395 |
|
5187,811 |
107,015 |
|
1_Fiz |
20411,787 |
|
6018,082 |
109,913 |
|
314 |
20527,859 |
|
5873,310 |
111,166 |
|
318 |
19867,167 |
|
4906,587 |
90,137 |
|
322 |
20278,129 |
|
4427,794 |
103,143 |
|
82 |
20058,.280 |
|
4848,320 |
99,964 |
|
|
Проведение полевых работ |
|
||
|
Технические характеристики |
GNSSприемника Spectra Preci- |
|||
sion Pro Mark 220 представлены в табл. 7. |
Таблица 7 |
||||
|
|
|
|
|
Технические характеристики GNSSприемника Spectra Precision Pro Mark |
||||||
|
|
|
|
220 |
Д |
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
||
Тип антенны |
|
ASH-661 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество каналов |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отслеживание сигналов |
|
б |
|
СС, SBAS |
||
L1+L2 PS, +L2 ГЛОН |
||||||
Форматы поправок для |
и |
|
|
|
||
ATOM, RTCM-2.3, RTCM-3.1, CMR, CMR+, DBEN, |
||||||
RTK |
|
LRK |
А |
|
||
Сетевое RTK |
С |
|
|
|
|
|
|
VRS, FKP, MAC |
|
|
|||
Погрешность определе- |
|
|
|
|
|
|
ния координат |
|
|
|
|
|
|
Статика, мм |
|
в плане: 5 +D·10-6; по высоте: 10+D·10-6 |
||||
Stop&Go, мм |
|
в плане: 12 +2·D·10-6; по высоте: 24+2·D·10-6 |
||||
RTK, мм |
|
в плане: 10+D·10-6; по высоте: 20+D·10-6 |
Время инициализации
(OTF): < 1 минуты NAVSTAR+ ГЛОНАСС
Радиус действия ини-
циализации: до 40 км
NAVSTAR + ГЛОНАСС
Средства связи |
GSM/GPRS-модем, Bluetooth, Wi-Fi, |
порты: |
RS-232, USB |
|
|
|
|
35
|
|
|
|
|
Окончание табл. 7 |
|
|
|
|||
|
|
Виртуальная буквенно-цифровая; 4-х позиционная на- |
|||
Клавиатура |
|
вигационная клавиша, OK, menu, escape, zoom in/out, |
|||
|
|
contextual keys |
|
|
|
Дисплей |
|
3,5 цветной сенсорный TFT-дисплей высокого разре- |
|||
|
шения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Процессор |
|
Marvell PXA 320, 806МГц |
|||
|
|
|
|||
Память |
|
2ГБ; SDRAM: 256МБ; SDHC-слот |
|||
|
|
|
|
||
Питание |
|
Li-Ion батарея 6600мАч |
|
||
|
|
|
|||
Время работы от батареи |
> 8 часов при 20°С |
|
|||
|
|
|
|||
Внешнее питание |
|
9 – 28В постоянного тока |
|||
|
|
|
|
|
|
Размеры приёмника |
|
190 x 90 x 43мм |
|
И |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Вес приёмника: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
без батареи |
|
0,48 кг |
|
Д |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
с батареей |
|
0,62 кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диапазон рабочих тем- |
|
|
А |
|
|
|
от –20°С до +60°С |
|
|||
ператур |
|
|
|
|
|
Диапазон температур |
|
б |
|
|
|
хранения |
|
от –25°С до +70°С |
|
||
|
и |
|
|
|
|
Пылевлагозащищённость IP65 |
|
|
|
АббревиатураСIP обозначает ingress Protection – защита от проникновения посторонних сред:
− Первая цифра класса, например IP65, обозначает защиту от проникновения пыли (6 означает: пыленепроницаемость).
− Вторая цифра класса, например IP65, обозначает защиту от проникновения воды (5 означает: защита от водяных струй, падающих в любом направлении).
Привести спутниковый приемник Spectra Precision Pro Mark 220 в рабочее положение:
1.Установить штатив над выбранной точкой.
2.Прикрепить трегер к головке штатива.
3.Закрепить антенну приемника на трегере.
4.Соединить антенну и приемник соединительным кабелем.
36
Описание технологии Z-BLADE GNSS Centric
В аналоге приемника Spectra Precision ProMark 220 должна быть реализована технология Z-BLADE GNSS Centric, разработанная российскими специалистами. Технология ориентирована на использование не только системы GPS как приоритетной, но и аналогичных спутниковых систем, например ГЛОНАСС. В отличие от приемников, в которых реализованы разнообразные технологии накопления данных спутникового позиционирования, такой приемник позволит выполнять быстрое и точное местоопределение в случаях, когда покрытие небосвода спутниками GPS недостаточно.
Организации, использующие систему ГЛОНАСС как приоритетную, действуют в соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 17 мая 2007 г. N 638 «Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах соци-
тельной власти субъектов Российской ФедерацииИ, органам местного самоуправления муниципальных образований и организациям незави-
ально-экономического развития Российской Федерации».
В пункте 2 Указа сказано: «Рекомендовать органам исполни-
симо от их организационно-правовой формы применять аппаратуру |
||
|
|
Д |
спутниковой навигации, функционирующую с использованием сиг- |
||
налов системы ГЛОНАСС». |
||
Ключевые особенности алгоритмаАZ-Blade: |
||
1. |
Полностью незав с мое отслеживание и обработка сигналов |
|
спутников GPSNAVSTARбГЛОНАСС. |
||
2. |
Алгоритмы быстрого определения сигналов для быстрого |
|
|
|
и |
первоначального и повторного захвата сигналов спутников. |
||
3. |
Улучшенная редукция многолучевности. |
|
4. |
Использование сигналов ГЛОНАСС для усиления GNSS- |
|
решения. |
С |
|
|
||
5. |
Улучшенная надежность решения в условиях городской за- |
|
стройки и под кронами деревьев. |
||
Порядок проведение спутниковых наблюдений: |
||
1. |
Установить штатив над выбранной точкой. |
|
2. |
Прикрепить трегер к головке штатива. |
|
3. |
Закрепить антенну приемника на трегере. |
|
4. |
Вращая подъёмные винты, центрировать прибор. |
|
5. |
Изменяя высоту ножек штатива, горизонтировать прибор. |
|
6. |
Соединить антенну и приёмник соединительным кабелем. |
37
7. Включить приёмник.
8. Зайти в программу ProMarkField
9. Создать точку наблюдения: задать имя точки, ввести высоту антенны.
10. Переписать в журнал спутниковых наблюдений координаты в формате: широта (B), долгота (L), высота (H). Также в журнал спутниковых наблюдений необходимо ввести: дату наблюдений, начало и конец наблюдений, высоту антенны, погодные условия, условия наблюдений на пункте.
11. Все действия необходимо провести на всех геодезических пунктах.
Спутниковые наблюдения проводились в солнечную безоблач-
ную погоду при температуре от плюс двадцати семи до плюс двадцати девяти градусов по Цельсию, давлении 750 мм.рт.ст.
Высота антенны определялась на каждомИпункте. Погрешность определения высоты антенны была не более 1 мм. Антенна спутнико-
Во время приёма спутникового сигнала на точке непрерывно наблюдалось не менее четырех спутников одновременно. Состав
вого приемника над центром пункта устанавливаласьД на штативе. Погрешность центрирования антенны спутникового приемника над цен-
спутников в продолжение приёма мог меняться.
тром пункта была не более 1 мм. Геодезические координаты пунктов, |
||||||
полученные абсолютным методомА, представлены в табл. 8. Погреш- |
||||||
ность определения коорд нат составляет около 5–7 м. |
|
|||||
|
|
|
б |
|
|
Таблица 8 |
|
|
иКоординаты пунктов в WGS-84 |
||||
|
|
|
||||
Пункт |
|
B |
|
L |
|
H, м |
82 |
|
55°01'20,997" |
73°17'59,743" |
|
70,061 |
|
|
С |
|
|
|
|
|
322 |
55°01'28,045" |
73°17'36,067" |
|
74,181 |
||
1_Fiz |
55°01'32,482" |
73°19'05,519" |
|
78,491 |
||
314 |
55°01'36,202" |
73°18'57,359" |
|
79,362 |
||
378 |
55°01'28,202" |
73°18'18,732" |
|
107,015 |
||
318 |
55°01'14,828" |
73°18'02,984" |
|
60,355 |
Проведение камеральных работ
Предварительная обработка измерений в программе «GNSS Solutions»:
1. Создание нового проекта. Работу с новым объектом начинают
38
с создания нового проекта. Для того чтобы создать новый проект, необходимо запустить программу и щелкнуть на вкладку «Создать новый проект».
2. Импорт данных в программу «GNSS Solutions». Программа обработки спутниковых измерений «GNSS Solutions» может принимать данные в формате, характерном для спутниковых приемников фирмы Spectra Precision. Для того чтобы импортировать данные с приемников других фирм, необходимо воспользоваться форматом «RINEX». Формат «RINEX» – унифицированный формат представления данных, который не зависит от типа применяемого приемника. В этот формат данных можно конвертировать файлы наблюдений спутниковых приемников различных фирм-производителей.
Для того чтобы импортировать файлы, необходимо во вкладке меню «Импорт» выбрать команду «Импорт файлов сырых данных от ProMark/ProFlex». В проект были загружены данные роверного при-
емника и данные базовой станции (рис. 9). |
||||
|
|
|
|
И |
|
|
|
Д |
|
|
|
А |
|
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Рис. 9. Загруженные данные с роверного и базового приёмников
После того как все файлы будут загружены в программу, можно перейти во вкладку меню «Вид съёмки» и посмотреть результаты измерений (рис. 10).
39
|
И |
Рис. 10. Окно проекта с импортированными данными с роверного и базо- |
|
Д |
|
вого приёмников |
|
Направление пространственных GPS-векторов указывается от точки с более высоким качеством наблюдений к точке с более низким
качеством наблюдений. По умолчанию в программе понимается, что |
|
|
б |
точка с наибольшей продолжительностью сеанса спутниковых на- |
|
блюдений является исходной точкой. |
|
и |
|
3. Обработка базовых линийА. Перед тем как выполнить свобод- |
|
ное уравнивание сети, нео ход мо произвести обработку базовых ли- |
|
С |
|
ний. Для точного выч слен я базовых линий процессор базовых линий разрешает неоднозначность, находя верное количество полных фазовых циклов, прошедших расстояние от спутника до приёмника. Для того чтобы выполнить обработку базовых линий, необходимо во вкладке меню Обработка выбрать команду Параметры обработки.
В появившемся окне можно внести необходимые изменения, например, изменить режим наблюдений, количество спутников при наблюдении, изменить имя роверной точки и т.д. Затем нажать кнопку Сохранить и обработать выбранные базовые линии.
Необходимо добиваться фиксированного решения для каждого вектора. При получении плавающего (колеблющегося) решения можно попробывать исключить из обработки базовых линий спутники, с которых сигнал был зашумлен, присутствуют разрывы или сбои в приёме сигнала со спутников. Для этого в свойствах нуж-
40
ной нам точки выбрать Остатки и на общем плане найти спутники с некачественным сигналом (рис. 11).
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
Д |
Исключить |
|
спутники |
|
|
|
А |
|
урав - |
|
|
|
|
|
|
|
||
нивание |
|
|
б |
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
− свободное уравнивание; |
|
|
|
||||
|
|
|
|
||||
|
− калибровка; |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− максимально огран ченное уравнивание. |
|
|||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
Свободное уравнивание спутниковой геодезической сети |
необходимо
выполнить свободное уравнивание СГС. Свободное уравнивание СГС выполняется по методу наименьших квадратов (МНК) под условием того, что в сети имеется только один исходный пункт. В этом случае влияние погрешностей пространственного положения пунктов сведено к минимуму.
Пространственные координаты всех определяемых пунктов СГС, полученные в результате свободного уравнивания, будут содержать в себе только погрешности самих спутниковых наблюдений. В результате такого уравнивания погрешности взаимного положения всех пунктов СГС будут значительно меньше погрешностей взаимно-
41
го положения исходных пунктов, а их пространственное положение относительно друг друга будет наиболее правильным.
Только после свободного уравнивания можно приступать к этапу калибровки и этапу максимально ограниченного уравнивания.
Для того чтобы выполнить свободное уравнивание сети, одному из пунктов задают пространственные координаты. Чем они точнее, тем точнее будет происходить уравнивание. В нашем проекте в качестве исходного пункта была выбрана базовая станция «82», геодезические координаты которой были взяты из навигационного решения. Данной точке задали тип Исходная точка (рис. 12).
|
|
|
И |
|
|
Д |
|
|
А |
|
|
б |
|
|
|
и |
|
|
|
Р с. 12. Окно изменения типа точки
После этогоСможно выполнять уравнивание.
Для того чтобы уравнять сеть, необходимо во вкладке меню Уравнивание выбрать команду Уравнивание сети либо нажать клавишу F7.
В результате уравнивания все точки сети получают координаты от исходного пункта по приращениям координат по векторам. В результате свободного уравнивания мы имеем возможность оценить взаимное положения пунктов СГС, ориентирования сети в пространстве происходит без учета погрешности исходных данных.
Отчет по уравниванию можно получить, выполнив действие
Экспорт − Отчет о геодезической съёмке либо нажав клавишу F9. В
таблице 9 приведены данные по уравниванию: координаты и погрешности координат определяемых точек.
42
|
Результаты свободного уравнивания сети |
Таблица 9 |
||||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Точка |
B |
L |
H, м |
|
Погрешность |
Погрешность |
|
|
|
|
|
планового |
вертикального |
|
|
|
|
|
положения, м |
положения, м |
82 |
55° 01' |
73° 17' |
83,513 |
|
0,000 |
0,000 |
|
20,93806" |
59,58360" |
|
|
|
|
322 |
55° 01' |
73° 17' |
86,651 |
|
0,005 |
0,005 |
|
28,00820" |
35,87781" |
|
|
|
|
1_Fiz |
55° 01' |
73° 19' |
93,472 |
|
0,006 |
0,005 |
|
32,47269" |
05,37293" |
|
|
|
|
314 |
55° 01' |
73° 18' |
94,665 |
|
0,006 |
0,005 |
|
36,21375" |
57,20656" |
|
|
|
|
378 |
55° 01' |
73° 18' |
90,612 |
|
0,005 |
0,005 |
|
28,15247" |
18,65744" |
|
|
|
|
318 |
55° 01' |
73° 18' |
74,259 |
|
0.,005 |
0,004 |
|
14,76314" |
02,89386" |
|
|
|
|
|
|
Калибровка СГС |
|
|||
|
|
|
|
И |
|
|
Процесс калибровки спутниковой геодезической сети выполня- |
ется для определения (уточнения) параметровДсвязи системы отсчета спутникового геодезического построения и применяемой системы координат. Для того что ы выполнить калибровку, необходимо для ка-
ждого пункта сети выбратьбтипАпункта Базовая точка, кроме пункта «82», и ввести их плановые координаты. Координаты точки следует вводить в таком порядке: X – Север; Y – Восток; H – Эллипсоидальная высота. Так как работа провод тся на небольшом участке, то вполне
допустимо принять поверхности квазигеоида и эллипсоида совпа- |
|
дающими (рис. 13). |
и |
С |
Рис. 13. Окно изменения типа точек и ввода плановых координат
43