- •Геодезія
- •Зображення земної поверхні на площині (план, карта, профіль)
- •Виміри й побудови в геодезії
- •Масштаби зображення на площині
- •Розділ 2 орієнтування на місцевості
- •2.1. Азимути, румби, дирекційні кути й залежності між ними
- •Залежність між азимутами й румбами
- •2.2. Прилади для орієнтування на місцевості
- •Розділ 3 топографічні карти й плани
- •3.1. Розграфка й номенклатура
- •1: 100000 - 1: 10000 На аркуші
- •3.2. Картографічна проекція й система плоских прямокутних координат
- •3.3. Умовні знаки на планах і картах
- •3.4. Визначення координат, відстаней і кутів на планах і картах
- •Розділ 4 рельєф земної поверхні і його зображення
- •4.1. Форми рельєфу і його зображення
- •4.2. Зображення земної поверхні в цифровому виді
- •4.3. Вирішення завдань по картах і планах з горизонталями
- •Розділ 5 загальні відомості з теорії помилок вимірів
- •5.1. Види помилок вимірів
- •5.2. Властивості випадкових помилок
- •5.3. Середня квадратичhа, гранична й відносна помилки
- •5.4. Позначка точності результатів вимірів
- •5.5. Помилка функції обмірюваних величин
- •5.6. Нерівноточні виміри
- •5.7. Основні правила обчислень
- •Розділ 6. Вимірювання довжини ліній
- •6.1. Вимірювання довжини ліній вимірювальними приладами
- •6.2. Вимір довжини ліній віддалемірами
- •Розділ 7 нівелювання
- •7.1. Нівеліри, нівелірні рейки, милиці й башмаки
- •7.2. Способи нівелювання
- •7.3. Перевірки і юстирування нівелірів
- •7.4. Виробництво геометричного нівелювання
- •Розділ 8 кутові виміри
- •8.1. Принципи виміру кутів. Теодоліти
- •8.2. Штативи, візирні цілі й екери
- •8.3. Перевірки і юстировки теодолітів
- •8.4. Вимір горизонтальних і вертикальних кутів на місцевості
- •8.5. Теодолітні ходи
- •Розділ 9 сучасні геодезичні прилади
- •9.1. Лазерні геодезичні прилади
- •9.2. Електронні теодоліти й тахеометри
- •9.3. Прилади вертикального проектування
- •Розділ 10 геодезичні мережі
- •10.1. Загальні відомості про геодезичні мережі
- •10.2. Планові геодезичні мережі
- •10.3. Висотні геодезичні мережі
- •10.4. Знаки для закріплення геодезичних мереж
- •Розділ 11 топографічні зйомки
- •11.1. Зйомка й знімальне обґрунтування
- •11.2. Аналітичний метод зйомки
- •11.3. Тахеометрична зйомка
- •11.4. Нівелювання поверхні
- •11.5. Аерофототопографічна й фототеодолітна зйомки
- •12.2. Дослідження площинних споруд
- •12.3. Дослідження для лінійних споруд
- •12.4. Сучасні методи інженерних досліджень
- •Розділ 13 інженерно-геодезичні опорні мережі
- •13.1. Призначення, види й особливості побудови опорних мереж
- •13.2. Принципи проектування й розрахунок точності побудови опорних мереж
- •13.3. Тріангуляційні мережі
- •13.4. Трилатераційні мережі
- •13.5. Лінійно-кутові мережі
- •13.6. Полігонометричні мережі
- •13.7. Геодезична будівельна сітка
- •13.8. Висотні опорні мережі
- •13.9. Особливості закріплення геодезичних пунктів на території міст і промислових площадок
- •Глава 14 супутникові методи вимірів в інженерно-геодезичних роботах
- •14.1. Глобальні системи визначення місця розташування навстар і глонасс
- •14.2. Системи відліку часу й координат
- •14.3. Орбітальний рух супутників. Ефемериди
- •14.4. Виміру, виконувані супутниковими приймачами
- •14.5. Виправлення, що вводять у результати вимірів
- •14.6. Перетворення координат
- •Глава 15 загальні положення про геодезичний розбивочных роботах
- •15.1. Призначення й організація розбивочных робіт
- •15.2. Норми й принципи розрахунку точності розбивочних робіт
- •15.3. Винос у натуру проектних кутів і довжин ліній
- •15.4. Винос у натуру проектних позначок, ліній і площин проектного ухилу
- •Глава 16 способи розбивочних робіт
- •16.1. Основні джерела помилок при розбивочних роботах
- •16.2. Способи прямої й зворотної кутових зарубок
- •16.3. Спосіб лінійної засічки
- •16.4. Спосіб полярних координат
- •16.5. Способи створной і створно-линейной зарубок
- •16.6. Спосіб прямокутних координат
- •16.7. Спосіб бічного нівелювання
- •Глава 17 загальна технологія розбивочных робіт
- •17.1. Геодезична підготовка проекту
- •17.2. Основні розбивочні роботи
- •17.3. Закріплення осей споруд
- •Глава 18 геодезичні роботи при плануванні й забудові міст
- •18.1. Планування й проектування міської території
- •18.2. Складання й розрахунки проекту червоних ліній
- •18.3. Винесення в натуру й закріплення червоних ліній, осей проїздів, будинків і споруд
- •18.4. Складання плану організації рельєфу
- •18.5. Складання плану земляних мас
- •18.6. Винесення в натуру проекту організації рельєфу
- •Глава 19 геодезичні роботи при будівництві й експлуатації підземних комунікацій
- •19.1. Загальні відомості про підземні комунікації
- •19.2. Розбивка підземних комунікацій і геодезичні роботи при їхньому укладанні
- •19.3. Зйомка підземних комунікацій
- •19.4. Пошук підземних комунікацій
- •Глава 20 геодезичні роботи при будівництві цивільних будинків
- •20.1. Цивільні будинки й склад геодезичних робіт при їхньому зведенні
- •20.2. Геодезичні роботи при зведенні підземної частини будинків
- •20.3. Побудова базисних осьових систем і розбивка. Осей на вихідному обрії
- •20.4. Перенос осей й позначок на монтажні обрії
- •20.5. Геодезичні роботи при зведенні надземної частини збірних будинків
- •20.6. Геодезичні роботи при зведенні будинків з монолітного залізобетону й цегельних будинків
- •Глава 21 геодезичні роботи при будівництві промислових споруд
- •21.1. Розбивка промислових споруд
- •21.2. Розбивка й вивірка підкранових колій
- •21.3. Геодезичні роботи при будівництві споруд баштового типу
- •21.4. Геодезичні роботи при будівництві аес
- •Глава 22
- •22.2. Способи планової установки й вивірки конструкцій й устаткування
- •22.3. Способи вивірки прямолінійності
- •22.4. Способи установки й вивірки будівельних конструкцій й устаткування по висоті
- •22.5. Способи установки й вивірки конструкцій й устаткування по вертикалі
- •22.6. Особливості монтажу технологічного встаткування підвищеної точності
- •22.7. Система забезпечення геометричних параметрів у будівництві й порядок розрахунку їхньої точності
- •Глава 23 геодезичні роботи для земельного кадастру
- •23.1. Загальне поняття про земельний кадастр
- •23.2. Склад геодезичних робіт для кадастру
- •23.3. Способи й точність визначення площ земельних ділянок
- •23.4. Винос у натуру й визначення границь землекористування
- •Глава 24 спостереження за деформаціями споруд геодезичними методами
- •24.1. Види деформації й причини їхнього виникнення
- •24.2. Завдання й організація спостережень
- •24.3. Точність і періодичність спостережень
- •24.4. Основні типи геодезичних знаків й їхнє розміщення
- •24.5. Спостереження за опадами споруд
- •24.6. Спостереження за горизонтальними зсувами споруд
- •24.7. Спостереження за кренами, тріщинами й зсувами
- •24.8. Обробка й аналіз результатів спостережень
- •Глава 25 геодезичні роботи при дослідженнях і будівництві доріг і мостів
- •25.1. Камеральне трасування
- •25.2. Польове трасування
- •25.3. Відновлення дорожньої траси й розбивка кривих
- •25.4. Розбивка земляного полотна дороги
- •25.5. Розбивка верхньої будови дороги
- •25.6. Побудова бруківці розбивочної основи
- •25.7. Розбивочні роботи при зведенні опор і пролітних будов моста
- •Глава 26 геодезичні роботи при будівництві гідротехнічних споруд
- •26.1. Гідротехнічні споруди й склад геодезичних робіт при їхньому зведенні
- •26.2. Винос у натуру проектного контуру водоймища
- •26.3. Геодезичне обґрунтування для будівництва гідротехнічних споруд
- •26.4. Розбивочні роботи на площадці гідровузла
- •26.5. Геодезичне забезпечення монтажних робіт на гідровузлі
- •26.6. Геодезичні роботи при гідромеліоративному будівництві
- •Глава 27 геодезичні роботи при будівництві тунелів.
- •27.1. Загальні відомості про тунелі й способи їх споруди
- •27.2. Основні елементи траси тунелю
- •27.3. Аналітичний розрахунок траси тунелю
- •27.4. Схема побудови геодезичного обґрунтування траси тунелю
- •27.5. Передача координат і орієнтування геодезичного обґрунтування в підземних виробках
- •27.6. Передача відмітки в підземні вироблення
- •27.7. Геодезичне обґрунтування в підземних виробках
- •27.8. Геодезичні роботи при щитовій проходці
- •27.9. Геодезичні розбивочні роботи при підземному будівництві
- •Глава 28 геодезичне забезпечення будівництва ліній електропередач, зв'язку й магістральних трубопроводів
- •28.1. Повітряні лінії електропередач і зв'язку
- •28.2. Магістральні трубопроводи
- •Глава 29 виконавчі зйомки
- •29.1. Призначення й методи виконавчих зйомок
- •29.2. Виконавчі зйомки в будівництві
- •29.3. Складання виконавчих генеральних планів
- •Глава 30 організація інженерно-геодезичних робіт. Техніка безпеки
- •30.1. Організація геодезичних робіт у будівництві
- •30.2. Ліцензування геодезичних робіт
- •30.3. Стандартизація в інженерно-геодезичних роботах
- •30.4. Техніка безпеки при виконанні інженерно-геодезичних робіт
- •Глава 21. Геодезичні роботи при будівництві промислових споруд
- •Глава 22. Геодезичні роботи при монтажі будівельних конструкцій н технологічного встаткування
- •Глава 28. Геодезичне забезпечення будівництва ліній електропередач, зв'язку я магістральних трубопроводів........... 435
- •Глава 29. Виконавчі зйомки ............... 440
- •Глава 30. Організація інженерно-геодезичних робіт. Техніка безпеки..... 449
- •28,42 Уел кр -отт., 28,74 уч. Взд. Л. Тираж 10000 экз.
Глава 14 супутникові методи вимірів в інженерно-геодезичних роботах
14.1. Глобальні системи визначення місця розташування навстар і глонасс
Бурхливий розвиток науки й техніки в останні десятиліття дозволило створити принципово новий метод визначення координат і збільшень координат - супутниковий. У цьому методі замість звичних геодезистам нерухомих пунктів геодезичної мережі з відомими координатами використовуються рухливі супутники, координати яких можна обчислити на будь-який, що цікавить геодезиста момент часу.
У цей час використовуються дві супутникові системи визначення координат: російська система ГЛОНАСС, що є абревіатурою більше довгої й точної назви ГЛОбальна Навігаційна Супутникова Система й американська система NAVSTAR GPS: NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning System (навігаційна система визначення відстаней і часу, глобальна система позиціювання). У цьому випадку під словом «позиціювання» мається на увазі визначення координат. Обидві системи створювалися для рішення військових завдань, але в останні роки знайшли широке застосування в геодезії, забезпечуючи винятково високі точності визначення збільшень координат із середньої квадратичною помилкою 5 мм-D10-6, координати ж одиночного приймача можуть бути визначені із середньої квадратичною помилкою від 10м до 100м.
У зв'язку з тим, що в геодезичних вимірах GPS застосовується істотно ширше, особлива увага буде приділено саме цій системі.
Всю навігаційну супутникову систему визначення місця розташування прийнято ділити на три сегменти: космічний сегмент; сегмент контролю й керування; сегмент користувачів (приймачі супутникових сигналів).
Сучасна система NAVSTAR GPS і ГЛОНАСС в повній комплектації повинна складатися з 21 діючого супутника й трьох запасних. Орбіти супутників практично кругові й розташовані в трьох орбітальних площинах (для ГЛОНАСС, рис. 14.1) і в шести орбітальних площинах (для NAVSTAR, рис. 14.2). Супутники оснащені сонячними батареями, які забезпечують енергією всі системи, у тому числі й під час проходження супутника в тіні Землі.
Орбіти супутників практично кругові й розташовані на геодезичної висоті, рівної 20180км і на відстані 26600км від центра Землі. Така кількість супутників й їхнє розташування забезпечує одночасний прийом сигналів як мінімум від чотирьох супутників у будь-якій частині Землі.
Всі супутники рівномірно розташовані в шести орбітальних площинах. Період обігу супутників становить 12 годин зоряного часу, у зв'язку із чим кожен супутник з'являється в тім же місці щодня на 4 хвилини раніше вчорашнього положення. Електроенергією супутник забезпечують дві сонячні батареї площею 7,2м2 кожна, заряджаючи також акумулятори для забезпечення працездатності супутника під час його польоту в тіні Землі. Кожен супутник постачений кварцовим стандартом частоти, двома цезієвими й двома рубідієвими стандартами частоти, які підтримують стабільність годин супутника в межах 1◦10-12÷1◦10-13. Цезієві й рубідієві стандарти частоти координують й управляють основною частотою - кварцовим стандартом частоти, що генерує 10,23 Мгц. З основної частоти формують дві частоти діапазону частот з назвою L-діапазон.
L1 = 10,23◦154= 1575,42 МГц (довжина хвилі 19,05 cм),
L2= 10,23 ◦ 120 = 1227,60 Мгц (довжина хвилі 24,45 см).
Рис. 14.1. Супутникова навігаційна система ГЛОНАСС
Рис. 14.2. Супутникова навігаційна система NAVSTAR GPS
Рис. 14.3. Навігаційний супутник ГЛОНАСС
Рис. 14.4. Навігаційний супутник NAVSTAR GPS
Ці дві частоти (названі несучими) через модулятори надходять на антену й передають на Землю інформацію. Інформація накладається на несучу частоту методом імпульсно-фазової модуляції. Модуляція сигналу — це зміна якого-небудь параметра електричного сигналу (при амплітудній модуляції змінюється амплітуда сигналу, при частотній модуляції змінюється частота сигналу). При імпульсно-фазовій модуляції фаза сигналу стрибком змінюється на 180° (рис. 14.5). На частотах L1 й L2 передаються навігаційні сигнали (коди), а також інша навігаційна й системна інформація.
У системі NAVSTAR GPS всі супутники випромінюють на двох однакових частотах L діапазону (L1 й L2), але кожен супутник випромінює свій особистий код (індивідуальна послідовність перемикання фази на 180°), по якому ведеться розпізнавання супутників. У російській системі ГЛОНАСС супутник випромінює на своїй частоті, а код загальний для всіх супутників. Російські супутники передають інформацію на двох частотах L1 й L2.
Рис. 14.5. Імпульсно-фазова модуляція:
а - сигнал до модуляції; 6 - сигнал після модуляції
Рис. 14.6. Розміщення станцій контролю й управління системи ГЛОНАСС-
ЦУС - центр керування системою ГЛОНАСС, ЦС - центральний синхронізатор, КС - контрольна станція, СКФ - система контролю фаз; КІС - квантово-оптична станція, АКП - апаратура контролю підлоги: КСС - контрольна станція спостереження
де k =0, 1, 2, 3... - номер супутника; f01 = 1602 МГц; f02 =1246 МГц; ∆ f1 =0,4375 МГц; ∆ f2=0,5625 МГц.
Відношення частот L1 й L2 дорівнює 9/7.
Наземний сегмент системи ГЛОНАСС складається з наступних взаємозалежних стаціонарних елементів: центр керування системою (ЦУС); контрольні станції (КС); командна станція спостереження (КСС); квантово-оптичні станції й інші станції спостереження за роботою бортових пристроїв супутників.
На рис. 14.6 показана схема розташування станцій наземного сегмента системи ГЛОНАСС. На рис. 14.7 показане розташування станцій контролю й керування системою NAVSTAR GPS. Всі станції системи NAVSTAR GPS розташовані уздовж екватора.
Станції спостереження приймають всі сигнали з минаючим над ними супутників, обчислюють відстані супутників, вимірюють місцеві метеорологічні параметри й визначають інформацію на головну станцію контролю.
На головній станції контролю обробляють всю вступник інформацію, обчислюють і прогнозують ефемериди супутників і виправлення в годинники супутників, формують навігаційні повідомлення супутника. Наземні антени передають на супутник навігаційне повідомлення,
• Станції спостереження
■ Головні станції спостереження
▲ Наземні антени
Рис. 14 7. Розташування станцій контролю й керування системою NAVSTAR GPS.
сформоване на головній станції спостереження. Наземні передавальні антени розташовані так, що кожен супутник щодня має принаймні три сеанси зв'язку із системою спостереження. Схема відновлення бортових ефемерид супутників наведена на рис. 14.8.
Рис. 14.8. Вимір, прогнозування й відновлення ефемерид супутника