
Маслов А.В., Гордеев А.В., Батраков Ю.Г. - Геодезия
.pdf
|
|
+ = |
|
= |
|
|
= |
|
|
= + |
|
|
|||||
|
|
= |
|
|
|
= |
|
|
= |
+ |
= |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
+ = |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
18.3. Вычисление координат точек ходов |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
õ |
|
ó |
|
|
õ |
ó |
|
|
|
|
|
92°48,3′ |
1-é õîä |
|
|
|
|
|
|
|
||||
À |
+4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
482,35 |
345,62 |
||||
138°23,8′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
134 24,1 |
298,48 |
|
–208,84 |
|
–8 |
|
|||||||||
|
|
|
+213,25 |
|
|
|
|||||||||||
1 |
+4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
273,51 |
558,79 |
|||
174 52,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
139 31,5 |
326,13 |
|
|
+1 |
|
–9 |
|
||||||||
|
|
|
–248,08 |
+211,70 |
|
|
|
||||||||||
2 |
+4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25,44 |
770,40 |
|||
216 48,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
102 42,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
[β]ï |
530°04,5′ |
624,61 |
|
–456,92 |
+424,95 |
|
|
|
||||||||
|
[β]ò |
530 05,7 |
|
|
|
|
|
|
|
–456,91 |
+424,78 |
|
|
|
|||
|
fβ |
–1,2′ |
|
|
|
fx = –0,01; |
fy = +0,17 |
|
|||||||||
|
β |
1,7 |
|
|
|
|
|
|
= |
+ |
= |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fL/L = 1/3 700 |
|
|
|
|
Вначале с чертежа сети выписывают в координатную ведомос˝ть
(см. табл. 18.3) по каждому ходу отдельно исходные данные — д˝и-
рекционные углы и координаты, измеренные значения углов и˝ горизонтальные проложения сторон. Подсчитывают по ходам су˝м-
мы измеренных углов. Затем вычисляют по каждому ходу знач˝е-
ния дирекционного угла αi узловой линии QR и подсчитывают
число углов ïi, а результаты записывают в таблицу 18.1.
Находят невязки по ходам 1 + 2 è 2 + 3, в которых число углов меньше, чем в ходе 1 + 3, и сравнивают их с соответствующими допусками.
После проверки допустимости невязок приступают к уравни˝-
ванию. Выбрав приближенное значение α0, находят остатки εi = αi – α0; вычисляют веса ði = k/ni значений αi; подсчитывают [p], ðiεi è [pε]. Затем находят окончательное значение дирекционного угла α узловой линии QR и угловые невязки по ходам. Конт-
роль вычислений проводят по формуле [pfβ] = 0.
Окончательное значение дирекционного угла узловой лини˝и
записывают в координатную ведомость (см. табл. 18.3). По каждо˝- му ходу подсчитывают теоретическую сумму углов и вычисля˝ют
(вторично) для контроля невязки по формуле fβ = [β]n – [β]T. Âû-
числяют поправки в углы, уравненные углы и дирекционные у˝глы
сторон.
511

После этого вычисляют приращения координат для всех сторон ходов. Порядок уравнивания приращений аналогичен рас˝- смотренному для углов и не требует особых пояснений. Применяемые при этом формулы и правила приведены ранее. Вычислен˝ие координат узловой точки приведено в таблице 18.2.
Уравнивают координаты в той же последовательности, что и углов, используя в основном формулы, приведенные при урав˝нивании приращений координат в системе теодолитных ходов с˝ одной узловой точкой.
Системы тахеометрических ходов в плановом отношении уравнивают так же, как системы теодолитных ходов, а в высот˝- ном — как системы нивелирных ходов. Отличие может быть только в определении весов координат и высот узловых точек (ил˝и приращений и превышений по ходам). Так, если длины сторон ходов определялись по нитяному дальномеру, то веса коорди˝нат вычисляют по формуле
pi = k/[S2]i,
ãäå [S2]i — сумма квадратов длин сторон хода.
По этой же формуле находят и веса высот.
18.3. СПОСОБ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ПРИБЛИЖЕНИЙ
Этот способ чаще всего применяют в тех случаях, когда сист˝ема ходов имеет большое число узловых точек или когда число п˝оли-
гонов (вместе с дополнительными) больше числа узловых точ˝ек. Неизвестные величины, непосредственно связанные с узловыми
точками или узловыми линиями
(высоты, координаты узловых то-
чек или дирекционные углы узло-
вых линий), получают последовательными приближениями.
Рассмотрим этот способ на примере нивелирной сети.
Уравнивание системы нивелир-
ных ходов. Пусть требуется уравнять систему нивелирных ходов (рис. 18.3) с исходными высотами
Рис. 18.3. Схема уравнивания нивелирной сети способом последовательных приближений
512

ÍÀ, ÍÂ, ÍÑ, ÍD, измеренными превышениями по ходам hi, ñ äëè-
нами ходов Li и числом станций ïi (i = 1, 2, …, 7). Надо найти высоты õ, ó è z узловых точек Q1, Q2, Q3.
Согласно параметрическому способу метода наименьших квадратов можно составить систему уравнений с неизвестн˝ыми
высотами x, y, z и привести их к виду
= |
|
+ |
+ + |
+ |
+ |
|
|
|
ü |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
||
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
ï |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ý |
(18.5) |
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
||
= |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
ï |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
|
|
|
|
+ + |
|
+ |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
þ |
|
ãäå = (èëè ði = k/Li) — вес измеренного превышения hi (i = 1, 2, …, 7).
Нетрудно видеть, что эти равенства имеют вид формулы сред˝-
него весового. Поэтому их легко написать без вывода. Написанные равенства являются исходными для получения
приближений неизвестных, кроме нулевых.
В качестве нулевых приближений, являющихся начальными,
могут быть приняты произвольно выбранные числа. Но для то˝го
чтобы процесс решения был более коротким, их получают пут˝ем передачи высот на узловые точки от ближайших исходных пун˝к- тов или по ходам от исходных пунктов с меньшим числом стан˝-
ций, например:
= |
+ |
ü |
|
= |
+ |
ï |
(18.6) |
ý |
|||
= |
+ |
ï |
|
ï |
|
||
|
|
þ |
|
Так как равенства (18.6) используют для определения последовательных приближений несколько раз, то для сокращения вы˝- числительной работы их приводят к виду
|
= |
+ |
¢ + |
+ |
|
¢ + |
+ |
¢ |
ü |
|||
|
= |
+ |
¢¢ + |
|
|
¢¢ + |
+ |
¢¢ |
ï |
|||
|
|
|
ý (18.7) |
|||||||||
|
= |
|
+ |
¢¢¢+ |
|
+ |
¢¢¢+ |
|
|
¢¢¢ + |
ï |
|
|
|
|
|
|
¢¢¢ þ |
|||||||
ãäå ′ = |
|
= |
|
′′= |
|
= |
|
′′′= |
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
513
Величины ¢ ¢¢ ¢¢¢ называют приведенными весами. Их сумма для каждой узловой точки равна единице. Это свойство пр˝и-
веденных весов используют для контроля правильности их в˝ы-
числений.
Первое приближение õ¢ получают из первого равенства (18.7), подставив в него вместо ó è z их нулевые приближения
ó(0) è z(0), ò. å. |
|
|
|
|
|
|
|
¢= |
+ |
¢ + |
+ |
¢ + |
+ |
¢ |
(18.8) |
В результате подстановки во второе равенство вместо õ è ó èõ
приближений õ¢ è z(0) получают первое приближение ó¢, ò. å. |
|
|||||
¢= |
+ |
¢¢ + ¢ |
¢¢+ |
+ |
¢¢ |
(18.9) |
Первое приближение z¢ находят, подставив в третьей равенство вместо õ è ó их первые приближения õ¢ è ó¢, ò. å.
¢= |
+ |
¢¢¢+ |
+ |
¢¢¢+ ¢ |
¢¢¢+ ¢ |
¢¢¢ |
На основании равенства (18.7) так же находят вторые прибли-
жения õ², ó², z², затем третьи — õ²¢, ó²¢, z²¢ и т. д., используя каж-
дый раз при подстановке в правые части равенств вместо не˝известных их самые последние приближения.
Таким образом, k-е приближения определяют по формулам:
|
= |
+ |
¢ + |
+ |
¢ + |
+ |
|
¢ |
|
= |
+ |
¢¢ + |
|
¢¢+ |
+ |
¢¢ |
(18.10) |
= |
+ |
¢¢¢+ |
+ |
¢¢¢+ |
|
¢¢¢+ |
|
¢¢¢ |
Процесс приближений заканчивают, когда два следующих дру˝г за другом приближения для всех неизвестных будут одинако˝выми. Эти приближения и будут окончательными (уравненными) зна˝че- ниями неизвестных x, y, z.
Полученные значения высот узловых точек принимают за ис-
ходные, и сеть распадается на ряд изолированных ходов, каж˝дый из которых уравнивают отдельно по правилу, принятому для ˝оди-
ночного хода.
Пример уравнивания нивелирной сети (см. рис. 18.3) приведен в таблице 18.4.
514

18.4. Уравнивание нивелирной сети способом приближений
ÍÀ = 126,346 ì; ÍÂ = 141,826 ì; ÍÑ = 135,813 ì; ÍD = 143,248 ì.
Пункт |
|
|
|
|
Âåñà |
|
|
|
|
|
|
|
|
Приближения высот |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
îïðå- |
исход- |
h, ì |
L, êì |
p = k/L, |
p¢/p²/p¢² |
0/I |
|
|
|
II |
III |
|
IV |
V |
u |
pu |
pu2 |
|||||||||
деляе- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
ìûé |
íûé |
|
|
|
k = 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
5 |
|
6 |
7 |
|
|
|
|
|
8 |
|
9 |
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
131, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
+4,869 |
6,1 |
|
1,64 |
|
0,29 |
|
215 |
|
|
|
215 |
215 |
|
215 |
215 |
+7 |
+11,5 |
80 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q1 |
Q2 |
–9,652 |
4,4 |
|
2,27 |
|
0,40 |
241 |
|
|
|
224 |
228 |
|
228 |
229 |
–7 |
–15,9 |
111 |
|
||||||
|
Q3 |
+2,827 |
5,7 |
|
1,75 |
|
0,31 |
203 |
|
|
|
218 |
218 |
|
219 |
219 |
+3 |
+5,2 |
16 |
|
||||||
|
|
|
|
|
5,66 |
|
1,00 |
222 |
|
|
|
220 |
221 |
|
221 |
222 |
|
+0,8 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
140, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
–0,933 |
6,4 |
|
1,56 |
|
0,28 |
893 |
|
|
|
893 |
893 |
|
893 |
893 |
–12 |
–18,7 |
224 |
|
||||||
Q2 |
Q1 |
+9,652 |
4,4 |
|
2,27 |
|
0,39 |
874 |
|
|
|
872 |
873 |
|
873 |
874 |
+7 |
+15,9 |
— |
|||||||
|
Q3 |
+12,487 |
5,2 |
|
1,92 |
|
0,33 |
863 |
|
|
|
878 |
878 |
|
879 |
879 |
+2 |
+3,8 |
8 |
|
||||||
|
|
|
|
|
5,75 |
|
1,00 |
876 |
|
|
|
880 |
880 |
|
881 |
881 |
|
+1,0 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
128, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ñ |
–7,437 |
3,9 |
|
2,56 |
|
0,31 |
376 |
|
|
|
376 |
376 |
|
376 |
376 |
+16 |
+41,0 |
656 |
|
||||||
Q3 |
D |
–14,840 |
5,0 |
|
2,00 |
|
0,24 |
408 |
|
|
|
408 |
498 |
|
408 |
408 |
–16 |
–32,0 |
512 |
|
||||||
|
Q1 |
–2,827 |
5,7 |
|
1,75 |
|
0,21 |
395 |
|
|
|
393 |
394 |
|
394 |
395 |
–3 |
–5,2 |
— |
|||||||
|
Q2 |
–12,487 |
5,2 |
|
1,92 |
|
0,24 |
389 |
|
|
|
393 |
393 |
|
394 |
394 |
–2 |
–3,8 |
— |
|||||||
|
|
–18,341 |
36,7 |
|
8,23 |
|
1,00 |
391 |
|
|
|
391 |
392 |
|
392 |
392 |
|
0 |
1607 |
|
||||||
|
|
|
μ = |
|
υ |
= |
|
|
= |
= |
|
μ |
= |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
515

В графе 1 таблицы 18.4 записывают номера определяемых (узловых) пунктов, во второй — номера исходных пунктов, с кот˝орыми непосредственно связан каждый определяемый пункт. В гр˝афе 3 — превышения по ходам-звеньям от исходных пунктов к опр˝еделяемым, а в графах 4, 5, 6 — соответственно число станций в ход˝е
(или его длину), веса превышений и приведенные веса. Для кон˝т- роля правильности выписки превышений подсчитывают их су˝мму в графе 3. Она должна быть равна сумме превышений по ходам, начинающимся от пунктов исходной сети.
Затем приступают к вычислению приближений высот узловых˝ точек. Начинают с вычисления нулевых приближений по форму˝- лам (18.6), т. е. для каждой точки нулевое приближение высоты получают путем передачи с исходного пункта по ходу с мень˝шим числом станций (или меньшей длины).
Полученные нулевые приближения записывают в соответств˝у- ющих строках и подчеркивают. При записи последующих прибл˝и- жений повторяющиеся целые их части опускают.
Первые, а затем и последующие приближения получают как средние весовые значения из высот, получаемых по всем схо˝дящимся к определяемой точке ходам, беря за исходные самые п˝о- следние приближения высот соседних пунктов и используя п˝ри этом приведенные веса. Получаемые приближения — средни˝е весовые значения — записывают в соответствующей графе в нижней части блока, соответствующего определяемому пункту. Вычи˝сление приближений заканчивают, когда два следующих один за ˝другим приближения высот будут одинаковыми для всех определ˝яемых пунктов. Последние приближения являются искомыми выс˝о- тами.
Далее контролируют вычисления и оценивают точность изме˝- рений. Для этого вычисляют поправки υi, получаемые вычитанием
результатов, записанных в графе 14 приближений, из соответс˝тву-
ющих окончательных значений высот. Находят произведения˝piυi
и их сумму [pυ] для каждого пункта. Теоретически эта сумма дол-
жна быть равна нулю [pυ] = 0, но вследствие погрешностей округ-
лений может несколько отличаться от нуля. Считают, что выч˝ис-
ления проведены верно, если [pυ] < [p]. Оценивают точность результатов нивелирования по формулам:
μ = |
υ |
=μ |
= |
|
ãäå N — число ходов-звеньев; t — число узловых точек; òêì — средняя квадрати- ческая погрешность нивелирования хода длиной 1 км; Li — длина i-õîäà.
В сумму [pυ2] поправки υi должны входить один раз (см. табл. 18.4).
516
Следует иметь в виду, что при малом числе N—t полученное
значение òêì малонадежно.
Контрольные вопросы и задания
1. Каковы назначение и способы построения съемочных сетей˝? 2. Какие слу- чаи уравнивания съемочных сетей по способу среднего весо˝вого (узловых точек) вы знаете? 3. Как уравнивают нивелирные ходы с одной узловой˝ точкой (вычисление среднего весового значения высоты узловой точки, вычи˝сление невязок по ходам, оценка точности высоты узловой точки)? 4. Как уравнив˝ают теодолитные ходы с одной узловой точкой, углы (вычисление среднего вес˝ового значения дирекционного угла, вычисление невязок по ходам, оценка точ˝ности измерения угла), приращения координат (вычисление среднего весовог˝о значения координат узловой точки, вычисление невязок в приращениях координа˝т, вычисление приращений координат, оценка точности положения узловой точ˝ки)? 5. Как уравнивают нивелирные ходы способом последовательных приближ˝ений (получение высот узловых точек в первом, втором и последующих приближе˝ниях, получение окончательных высот и оценка точности результатов уравн˝ивания)?
517

à ë à â à 19
ГЛОБАЛЬНАЯ СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
∙
19.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА. ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ И ЕЕ ДОСТОИНСТВА
В конце ХХ века в геодезии нашли распространение принципиально новые методы и средства измерений, базирующиеся н˝а
использовании искусственных спутников Земли (ИСЗ), получ˝ивших название спутниковое позиционирование.
Спутниковое позиционирование — определение местополо˝же-
ния (координат пункта или движущегося объекта) при помощи˝
спутниковых навигационно-геодезических систем (СНГС). Эт˝о направление получило широкое применение в различных обл˝а-
стях человеческой деятельности.
Координаты пунктов (объектов) нужны не только геодезис-
там, но и морякам, авиаторам, военным, участникам различных˝ экспедиций и многим другим потребителям. Если раньше для
создания геодезической основы приходилось строить доро˝госто-
ящие сети различных конфигураций, закрепляемые на местности специальными центрами с наружными знаками (пирамидами, сигналами) для обеспечения взаимной видимости между пунк˝та-
ми, то появление спутниковых систем сделало эти работы не˝- нужными. С помощью только одного спутникового приемника возможно определить координаты объекта с метровой точно˝- стью, что достаточно не только для навигационных, но и в ряд˝е случаев для земельно-кадастровых, геологических, мелиора˝тивных и других работ. Применяя два приемника, можно получить сантиметровую и даже миллиметровую точность взаимного п˝о-
ложения пунктов, что обеспечивает решение практически вс˝ех
геодезических задач.
Спутниковое позиционирование базируется на электронных˝
методах геодезических измерений, в первую очередь на элек˝тронной дальнометрии, которые широко применяют в наземной гео˝- дезии. В случае спутниковых измерений эти методы претерпе˝ли существенные изменения, обусловленные спецификой прохо˝ждения сигналов на космических трассах.
К первому поколению спутниковых систем позиционировани˝я до 70-х годов можно отнести Транзит (США) и Цикада (СССР). В 1984—1993 гг. в России с помощью системы Транзит создана доплеровская геодезическая сеть (ДГС).
518
Все эти системы обеспечивали точность получения координ˝ат
50…100 м и отличались малой оперативностью: для достижения высокой точности требовались несколько прохождений ИСЗ˝ в «поле зрения» приемника, при этом перерывы между прохожде˝- ниями спутников, например в системе «Транзит», составляли˝ пол-
тора часа. Это послужило основанием для разработки систем˝ второго поколения — глобальных спутниковых систем.
Применяя глобальные системы, получают координаты в любой˝ точке Земли в любой момент времени с сантиметровой точнос˝тью.
Это стало возможным благодаря увеличению высот орбит спу˝тни-
ков до 20 тыс. км и числа самих спутников до 24. Приемники спутниковых сигналов созданы с применением высоких техн˝ологий, поэтому они малы по размерам и сравнительно недороги˝. Все
это позволяет рассматривать глобальные системы как ново˝е до-
стояние цивилизации.
Âмире существуют две глобальные системы: американская —˝
GPS и российская — ГЛОНАСС.
GPS (Global Positioning System — Глобальную Систему Пози-
ционирования) первоначально называли NAVSTAR (1973). Система находится в ведении Министерства обороны США. Запуск
спутников первого блока осуществлен в 1978 г. Эксплуатирует˝ся с 1995 г. До недавнего времени система была открыта для гражда˝н-
ского пользования только в режиме пониженной точности; дл˝я режима высокой точности требовался санкционированный д˝ос-
туп. В 2000 г. это ограничение снято, и сейчас GPS открыта для
всех и в режиме высокой точности.
ГЛОНАСС — Глобальная навигационная спутниковая система. Ее разработки начаты в 1970 г. В 1982 г. выведены на орбиты пер-
вые ее спутники серии КОСМОС. В 1993 г. система официально
принята в эксплуатацию Министерством обороны РФ. В 1996 г.
ГЛОНАСС развернута полностью. В ней навигационный режим повышенной точности оставлен для санкционированных пол˝ьзователей (военных), а режим пониженной («стандартной») точн˝о- сти доступен гражданским пользователям. Уже работают при˝емные устройства, одновременно использующие и GPS и ГЛОНАСС.
Â1989 г. начали создание Европейской системы координат EUREF, которая базируется на методе GPS и опирается на основ-
ные спутниковые станции, задающие всемирную систему коор˝ди-
нат ITRF. На территории 15 стран было заложено 92 пункта с та-
ким расчетом, чтобы в каждой стране было не менее трех пунк˝тов
сгущения. Расстояния между пунктами составили 300…500 км. По
результатам уравнивания точность системы оценена на уро˝вне 3…4 см.
Â1999 г. Европейский парламент поддержал решение Европейского космического агентства ESA о создании нового поколен˝ия спутниковой системы GALILEO, которая будет включать 30 спут-
ников (из них 3 резервных), расположенных на высоте 23 200 км и
519

вращающихся в трех орбитальных плоскостях, наклоненных н˝а
56° к плоскости экватора. Таким образом, с учетом спутников ˝GPS и ГЛОНАСС в распоряжении пользователей будет 80 космическ˝их аппаратов (КА), покрывающих весь земной шар.
Принцип работы глобальной системы состоит в том, что прием-
ники GPS-сигналов на Земле используют спутники в качестве исходных (опорных) пунктов для определения своего местоп˝о-
ложения. Это известная в геодезии пространственная обратная линейная засечка, когда на пересечении трех сферических п˝о-
верхностей (рис. 19.1) определяют координаты искомого пунк-
та. Измеряя время прохождения сигнала от спутника до прие˝м- ника, можно определить расстояние до спутника. По трем измеренным дальностям Di (i = 1, 2, 3) координаты определяемой
точки x, y, z получают из решения трех уравнений (уравнений
сферы) вида
D = [(x – x |
)2 |
+ (y – y |
)2 |
+ (z – z )2]1/2, |
(19.1) |
|
i |
i |
|
i |
|
i |
|
ãäå xi, yi, zi — известные координаты точек, от которых измеряли расст˝ояние (центры сфер).
При применении изложенного геометрического принципа оп˝- ределения местоположения к глобальным спутниковым сист˝емам
возникают две особенности. Одна из них состоит в том, что ис˝ход-
ными пунктами (пунктами с известными координатами) являю˝тся движущиеся спутники, а определяемыми (неподвижными или дви-
жущимися) — пункты (спутниковые приемники), находящиеся˝ на Земле. Другая особенность работы системы состоит в том, чт˝о
вследствие несинхронности хода часов на спутнике и в прие˝мнике
|
(об этом будет сказано далее) из- |
|
меряемые дальности получаются |
|
искаженными, поэтому их называ- |
|
þò псевдодальностями. Äëÿ ïðà- |
|
вильного вычисления координат |
|
приемника по измеренным псев- |
|
додальностям их надо измерять не |
|
до трех, а минимум до четырех |
|
спутников. Для получения избы- |
|
точных измерений, которые могут |
|
повысить качество окончательного |
|
результата и оценить его точность, |
|
обычно используют большее число |
|
спутников. |
|
Рассмотрим систему GPS (рис. |
Рис. 19.1. Линейная пространствен- |
19.2) как получившую более широ- |
ная засечка: |
кое применение в геодезии. |
Ì — точка пересечения сфер с центрами |
Глобальная спутниковая систе- |
1, 2, 3 и радиусами R1, R2, R3 |
ма позиционирования, которую в |
520