№3. Принципы определения местоположения объектов с помощью гнсс. Абсолютный и относительный методы определения.

Определение координат пользователя производится с помощью специальных спутниковых приёмников , измеряющих либо время прохождения сигнала от нескольких спутников до приёмника, либо фазу сигнала на несущей частоте. В первом случае расстояния измеряются с метровым уровнем точности. Во втором случае – с миллиметровым уровнем точности. При этом реализован однонаправленный метод измерения расстояний, поскольку и GPS, и ГЛОНАСС являются беззапросными спутниковыми системами, допускающими одновременное использование их многими пользователями.

Сегмент потребителей использует 1-сторонний принцип измерения дальности. 2-сторонний метод не используется, т.к.: 1) Большие габариты и стоимость 2) Демаскирующие свойства аппаратуры (за счёт дополнительного передатчика). 3) Невозможность иметь неограниченное число потребителей.

Для определения координат необходимо синхронно наблюдать минимум 4 спутника. Условия, необходимые для определения местоположения: 1) одновременная радиовидимость 4х спутников минимум; 2) наличие эфемерид этих спутников в любое время суток в каждой точке поверхности Земли.

Абсолютное позиционирование. Координаты пункта определяются одним приёмником в системе координат, носителями которой являются ИСЗ и станции сегмента контроля и управления (то есть ПЗ-90.11 или WGS-84). Точности этого метода невысокие, но их повышают с помощью однократных разностей спутник-спутник и применяя метод высокоточного определения координат одним приёмником (Precise Point Position − PPP). В этом методе нужно математически рассчитать и исключить все возможные ошибки, поэтому метод очень сложный и трудоёмкий и применяется в научных экспериментах.

Дифференциальное позиционирование. Технология позиционирования, основанная на получении абсолютных координат объекта с привлечением корректирующей информации (дифференциальных поправок), формируемой в исходном пункте с известными координатами, передаваемой по каналу связи и предназначенной для уточнения положения определяемого объекта.

Существуют системы дифференциальной коррекции, в которых дифференциальная поправка формируется путём сбора информации с постоянно действующих станций и передаётся через ИСЗ: Omnistar, WAAS, EGNOS и другие.

Относительное позиционирование. Технология позиционирования, основанная на получении приращений абсолютных координат двух приёмников, один из которых установлен в исходном пункте, другой − на определяемом объекте. В результате определяются параметры базовой линии (приращения координат), содержащие в себе все ошибки исходного пункта, однако имеющие высокую относительную точность.

Все методы подразумевают работу как в статике, так и в кинематике. 1) Статические режимы. 1. Статика − универсальный режим, в котором достигается максимальная точность. Работают(2-ух част.) 1-2 часа, длины базовых линий могут достигать нескольких тысяч км. Длина базовой линии ограничивается возможностью синхронного наблюдения одних и тех же спутников с двух пунктов. Если базовой длинной в первые километры, то Δион можно исключить по модели, а измерения проводить на одной частоте. При низкой солнечной активности решение на одной частоте можно получать на базовой линии до 50 км. На длинных базовых линия нужно использовать 2ух частотные наблюдения.

2. Быстрая статика - разновидность классической статики. Цель: сокращение времени наблюдения на пункте при наличии благоприятных условий и длине базовой линии до 20 км. Установки приемников быстрой статики: 1) количествово спутников от 5; 2) PDOP (геометрический фактор) − до 4; 3) интервал записи − 5сек; 4) угол отсечки 13°; 5) время стояния до 20мин.

3. Режим реоккупации был разработан для обработки наблюдений при недостаточном кол-ве спутников. Пункты обходят последовательно, приёмник при переходе не выключают. Каждый пункт посещает 2 раза с интервалом в 1-2 часа. Режим применяют при больших значениях PDOP. При повторном посещении пунктов получают 2 сеанса наблюдений и обрабатывают как единый сеанс (кол-во спутников суммируется).

2) Кинематические режимы 1. Классическая кинематика − ровер (движущийся приёмник) движется непрерывно и определяет траекторию своего движения. Режим служит для обновления карт дорог, применяется в ГИС, аэрофотосъёмке и прочее.

2. Stop&go − режим наблюдений, при котором ровер записывает измерения только в моменты остановок. При этом во время передвижения с точки на точку приёмник остаётся включённым и поддерживает разрешённой неоднозначность, а выключается только запись.

3. Режим реального времени (Real time kinematic RTK) − режим, при котором точные координаты определяемого пункта находятся непосредственно в момент наблюдений в поле. Это достигается за счёт организации передачи поправок с базы на ровер посредством линии связи (радиомодем или GSM-связь). Этот режим также реализуется и в статике.