
- •Раздел 1 «Основные принципы спутниковых измерений» 3
- •Раздел 2 Методы определения местоположения, измерений и вычислений в спутниковых системах 10
- •Раздел 3 Системы координат 32
- •Раздел 4 Проектирование и предварительная обработка измерений 72
- •Раздел 5 Обработка спутниковых наблюдений 72
- •Конспекты лекций
- •Предмет и задачи дисциплины спутниковая геодезия.
- •Раздел 1 «Основные принципы спутниковых измерений» Особенности геодезических измерений.
- •Принципы измерения в спутниковой геодезии Принципы измерения длин линий в спутниковой геодезии
- •Общие принципы построения глобальных систем позиционирования
- •Космический сектор
- •Сектор управления и контроля (кратко о функциях) Сектор потребителя
- •Раздел 2 Методы определения местоположения, измерений и вычислений в спутниковых системах Геометрическая сущность местоопределения.
- •Разновидности методов определения местоположения
- •Концептуальная основа дифференциальных и относительных методов определения местоположения
- •Разновидности методов измерений
- •Разновидности обработки измерений
- •Аналитические решения спутниковых наблюдений с использованием математической модели Обобщенная математическая модель задачи пространственного определения спутниковыми методами
- •Линеаризация функции геометрической дальности
- •Практикуемая математическая модель пространственной засечки
- •Методы определения местоположения с использованием математической модели Абсолютный метод (точечное позиционирование)
- •Позиционирование по кодовым псевдодальностям.
- •Позиционирование по фазе несущих колебаний.
- •Дифференциальный метод
- •Относительный метод
- •Задача разрешение неоднозначности
- •Системы дифференциального определения местоположения
- •Раздел 3 Системы координат
- •Системы координат
- •Небесные системы координат
- •Горизонтальная система координат
- •Первая экваториальная система координат
- •Вторая экваториальная система координат
- •Прямоугольные и геодезические общеземные системы координат.
- •Общеземная система координат.
- •Связь координат в общеземной и истинной небесной системе.
- •Взаимосвязь систем координат
- •Реализация общеземных систем координат.
- •Общеземной эллипсоид grs80
- •Геоцентрическая координатная система wgs-84.
- •Система координат пз-90
- •Референцные системы координат Система координат ск-95 и ск-42
- •Система координат 1963 г.
- •Правила установления местных систем координат
- •Общие сведения о единой координатной основы России
- •Развитие координатной основы России и ее современное состояние
- •Функции времени в спутниковых технологиях.
- •Время при связи земных и небесных систем отсчёта.
- •Интегралы орбитального движения
- •Элементы орбиты и законы Кеплера. Основные формулы невозмущённого движения.
- •Вычисление положения и скорости спутника по Кеплеровым элементам орбиты.
- •Раздел 4 Проектирование и предварительная обработка измерений
- •Раздел 5 Обработка спутниковых наблюдений
- •Задание: Определение координат дифференциальным методом gps
Концептуальная основа дифференциальных и относительных методов определения местоположения
В этом случае можно согласно чертежа положить справедливым соотношение погрешностей определения к величине
R
= 20000 км. погрешности определения R
согласно погрешностям даны, передаваемых
в эфемеридах
20
м. Отсюда
Соответственно
такое же соотношение будет и в векторе
Это позволяет без привлечения дополнительных данных и усилий добиться высокой точности вектора.
Если длина вектора D составляет величину 20 км, то погрешность его определения будет
Кроме этого дифференциальный метод уменьшает влияние атмосферы, поскольку остается учитывать не абс. значение временных задержек в атмосфере, а только их разности.
Разновидности методов измерений
-
Псевдодальномерные
-
фазовые измерения
-
интегральный доплеровский метод
-
Особенности
-
Псевдодальномерные
-
Быстро, не точно
-
-
Фазовые измерения
-
Точно, но только длина текущей фазы
-
Требуется постобработка с использованием дифференциальных методов обработки
-
-
Разновидности обработки измерений
В спутниковой геодезии используются различные методы обработки измерений. Одним из самых простых и распространенных является непосредственная обработка кодовых измерений.
Данный подход характерен абсолютным методам определения местоположения.
Абсолютное определение местоположения по кодовым псевдопоследовательностям не дает требуемой в геодезии точности. Поэтому получили распространение дифференциальные методы обработки измерений, позволяющие повысить точность на порядки.
При этом необходимо отметить, что дифференциальные методы обработки присущи относительным методам определения местоположения и не имеют прямого отношения к дифференциальным методам измерений.
Дифференциальные методы – разностные.
Основой разностей является соотношение между измеренной псевдодальностью и геометрической дальностью.
В частности псевдодальность с одной стороны можно представить с использованием кодовых последовательностей следующим образом.
А с другой стороны с использованием фазовых измерений
,
отсюда следует
Такие соотношения можно составить по двум и боле приемникам или по двум и более спутникам, а далее сопоставлять их в разностях либо по приемникам, либо по спутникам. В зависимости от этого получаются так называемые первые разности первой и второй разновидностей.
Приведем одну из них. Для этого последнее выражение представим в следующем виде:
Такое же выражение получим для пункта В.
Далее вычитаем первое выражение из второго.
-
После группировки
членов и с учетом того, что
получаем
Аналогичное выражении составляется для второго спутника:
Последние два выражения представляют собой первую разновидность первых разностей.
Если подобные разности составить не по пунктам, а по спутникам, то будут получены вторая разновидность первых разностей.
Формула показывает, что в первой разности погрешность за уход часов на спутнике исключается. Ослабляется погрешность за атмосферное влияние за счет того, что используются разности.
С одной стороны такой метод определения разностей требует дополнительного приемника. С другой стороны пользователь уже традиционно устанавливает два приемника.
Эти недостатки присущи всем дифференциальным методам.
Остается более существенный недостаток – не исключенные уходы часов приемников, которые значительно грубее спутниковых.
Для устранения этого недостатка можно использовать другое определение первых разностей- по двум спутникам.