4.7 Абсолютные и относительные методы спутниковых измерений.

Способы позиционирования можно разделить на две группы:

абсолютные определения координат кодовым методом:

автономные (15—30 м);

дифференциальное (1—5 м);

относительные фазовые измерения:

статическое (5—10 мм);

кинематическое (10—30 мм).

Наблюдения, выполняемые на одном пункте независимо от измерений на других станциях, называются автономными. Автономные наблюдения очень чувствительны ко всем источникам погрешностей, обеспечивают точность определения координат от нескольких метров и используются для нахождения приближенных координат.

Для повышения точности абсолютные измерения можно выполнять одновременно на двух пунктах: базовой станции, расположенной на точке с известными координатами (обычно пункте государственной геодезической сети), и подвижной станции, установленной над определяемой точкой.

На базовой станции измеренные расстояния до спутников сравнивают с вычисленными по координатам и определяют их разности. Эти разности называют дифференциальными поправками, а способ измерения —дифференциальным. Дифференциальные поправки учитываются в ходе вычислений координат подвижной станции после измерений либо при использовании радиомодемов уже в процессе измерений.

При увеличении расстояния между станциями точность падает. Для повышения точности измерений увеличивают время наблюдений, которое может колебаться от нескольких минут до нескольких часов.

При статическом позиционировании, как и при дифференциальных измерениях, приемники работают одновременно на двух станциях — базовой с известными координатами и определяемой. После окончания измерений выполняется совместная обработка информации, собранной двумя приемниками. Точность способа зависит от продолжительности измерений, которая выбирается в соответствии с расстоянием между точками. Современные приемники позволяют достичь точности определения плановых координат (5—10 мм) + 1 — 2 мм/км, высотных — в 2 — 3 раза ниже.

Кинематические измерения позволяют получать координаты точек земной поверхности за короткие промежутки времени. При этом вначале статическим способом определяют координаты первой точки, т. е. выполняют привязку подвижной станции к базовой, называемую инициализацией, а затем, не прерывая измерений, передвижной приемник устанавливают поочередно на вторую, третью и т. д. точки. Для контроля измерения завершают на первой точке либо на пункте с известными координатами, где выполняют статические наблюдения. Точность кинематического способа составляет 2 — 3 см в плане и 6 — 8 см по высоте.

4.8 Что такое базовые станции.

Каждая такая станция имеет постоянно обновляемую высокоточную привязку. Станции накапливают данные, которые доступны пользователям, посредством сети Internet. Наиболее развита такая система в США (CORS) и Европе (EUREF). В России также имеется слаборазвитая сеть станций, которые принадлежат различным научно-исследовательским организациям. Основной принцип использования системы GPS — определение местоположения путём измерения расстояний до объекта от точек с известными координатами — спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма антенной GPS-приёмника. То есть, для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно знать расстояние до трёх спутников и время GPS системы. Таким образом, для определения координат и высоты приёмника используются сигналы как минимум с четырёх[1] спутников. Основными компонентами базовой станции является GPS приемник, установленный в фиксированной точке и программное обеспечение для управления таким приемником и регистрации данных на компьютере. Данные базовой GPS станции позволяют корректировать погрешности автономного определения координат подвижными приемниками при постобработке полевых данных. Коректный учет погрешностей осуществляется при выполнении следующих условий:

Подвижный приемник накапливает данные в радиусе действия базовой станции.

При этом наблюдается как минимум 4 или более общих спутников

Накопление данных подвижным приемником происходит синхронно с базовой станцией.

Программное обеспечение базовой станции позволяет записывать сырые данные GPS на диск компьютера и использовать их в последствии для дифференциальной коррекции при постобработке, а также публиковать эти данные в сети Internet для обеспечения доступа к ним всех заинтересованных пользователей.

Радиус действия 15 км (максимум до 20 км) для одночастотных фазовых GPS приемников

Радиус действия 50 км (максимум до 150 км) для двухчастотных фазовых приемников при использовании бортовых эфемерид. При использовании точных эфемерид максимальный радиус действия увеличивается до 2000 км.

Радиус действия для кодовых GPS приемников составляет 300 - 400 км.

Сегодня есть возможность выбирать между односистемным GPS-приемником, двухсистемным GNSS (GPS/ГЛОНАСС) приемником и даже трехсистемным (GPS/ГЛОНАСС/Галилео)