Определение элементов приведения.

Нередко доступ к центру пункта ограничен из-за неблагоприятных ус­ловий радиовидимости спутников. Как правило, это имеет место при при­вязке к пунктам ГГС, на которых установлены знаки в виде простых или сложных сигналов. Наблюдения под сигналами обычно не дают значения базовой линии с разрешением неоднозначностей из-за многочисленных сры­вов циклов и многопутности. В таких случаях антенну устанавливают на некотором удалении от знака, где есть достаточно открытое место, и опре­деляются элементы приведения. Для опорной станции это элементы редук­ции, для определяемой станции - элементы центрировки. Различий в техно­логии определения элементов центрировки или редукции никаких нет. Осо­бенность определения элементов приведения в спутниковых измерениях, по сравнению с триангуляцией или астрономическими определениями, состоит в необходимости измерения пространственных трехмерных, а не плановых (плоских)элементов.

Рисунок 13 – Определение элементов приведения

Главная проблема геодезиста при определении элементов приведения заключается в нахождении угловых параметров h и А. Дело в том, измерение угла наклона h с помощью теодолита дает угол от уровенной поверхности, в то время как нужен наклон относительно эллипсоида WGS-84. Уклонения вертикала в 10" на расстоянии 100 м уже дают ошибку в высоте 5 мм. Поэтому, если такая точность не устраивает геодезиста, то необходимо определять наклон геоида или уменьшать рас­стояние от центра знака до антенны.

Кроме аналитического метода определения элементов приведения, доволь­но часто применяется створный метод. В этом методе тахеометр устанавлива­ется над маркой в точке С, а два приемника Rj и R₂ устанавливаются в створе либо с одной стороны от пункта, либо по разные стороны от пункта (рисунок 14). Расстояния 1₁, 1₂ между приемниками и центром знака измеряются тахеометром (или рулеткой). Если координаты передаются на точки R/ и R₂ (случай редук­ции), то координаты центра пункта получаются интерполированием.

Рисунок 14 – Схема определения элементов приведения створным методом

Этот метод достаточно удобен при плановой привязке. Высотная коор­дината будет менее точна, чем плановые, из-за погрешностей GPS определе­ний и трудностей в обеспечении створа в горизонтальной или наклонной плоскости.

Полевые контроли.

При выполнении полевых работ при статике обязательно заполняется журнал для каждого сеанса наблюдений на каждой станции. В него заносят время начала и конца измерений, метеоданные, неоткорректированную высоту антенны, смещение антенны, ее истинную ве­личину с соответствующими вычислениями и зарисовкой. Всегда указывают тип антенны, используемой для каждого приемника. Информация, отраженная в журнале, должна включать видимость спутников, препятствия и текущее со­стояние измерений. Все, что может повлиять на прием сигналов, также должно быть занесено в журнал, например, информация о близких радиопередатчиках или ЛЭП. Полевая бригада должна скопировать в журнал полное название с верхней части марки. Необходимо также сделать с марки оттиск и хранить его вместе с журналом. В дальнейшем это предотвратит возможную путаницу. Например, можно будет определить, на какой точке действительно были измерения: на самом знаке или на его ориентирном пункте.

К полевым контролям можно отнести следующее.

Рекомен­дуется проверять приемник каждые 15 минут и записывать комментарии в полевой журнал. Контролируется его состояние, объем оставшейся памяти, энергоресурс, наличие срывов циклов, текущие геометрические факторы и т. д. Сбой питания может стать катастрофой, если разрядился аккумулятор, и по­левая бригада не контролировала приемник в течение часа. Для увеличения «жизни» аккумулятора не нужно держать его на солнце или на морозе, а ко­гда он не используется, то должен храниться заряженным.

Если случился сбой питания, то необходимо восстановить подачу энергии любым возможным способом. Если приемник отключился, проработав 10% вре­мени сеанса, то нужно увеличить время наблюдения. Время сбоя в питании не­обходимо записать в полевой журнал. Обычно, когда восстановится энергия по­сле сбоя питания, открывается второй файл, и для одного сеанса будет два файла данных, которые нужно будет объединить при переводе данных в компьютер.

Нормальные погодные условия не оказывают негативного воздействия на GPS сигналы и оборудование. Однако, лед или снег, налипшие на верхнюю часть антенны, могут блокировать сигналы. При холодной погоде уменьшается энергетическая возможность батарей, так что необходимо иметь в запасе допол­нительные источники питания. Молния может быть опасна, если антенна оказа­лась самой высокой точкой в округе, в случае грозы лучше закончить сеанс, что­бы избежать возможности нанесения ущерба бригаде или оборудованию.

Точность определения координат станции зависит от точности измере­ния высоты антенны. Если замечено, что в течение сеанса штатив сместился, есть несколько выходов: можно усреднить измеренные в начале и в конце высоты. Если есть основание считать, что штатив сместился в начале наблю­дений, то нужно использовать конечную высоту, а если в конце сеанса, то использовать начальную высоту. Если разница высот очень велика, то проще повторить наблюдения.

ГОУ ВПО СГГА

Геодезическое применение технологий ГНСС

Лекция 8

Обработка результатов наблюдений в спутниковых геодезических сетях. Общий порядок обработки. Критерии оценки качества результатов обработки. Уравнивание геодезической сети. Критерии состоятельности уравнивания. Обзор программного обеспечения для обработки наблюдений ведущих фирм.

Обработка результатов наблюдений в спутниковых геодезических сетях. Общий порядок обработки. Критерии оценки качества результатов обработки.

Результаты спутниковых наблюдений передаются с при­емника или его контроллера на компьютер для постобработ­ки. Постобработка информации, полученной приемниками от спутников, проводится в два этапа: предварительная обработка и уравнивание геодезического построения (окончательная обработка).

Обработка осуществляется, как правило, с исполь­зованием стандартного программного обеспечения фирмы-изготови­теля спутниковых приемников и выполняется на полевой базе партии или бригады.

Предварительная обработка включает: обработку файлов спутниковых наблюдений, оперативный контроль и оценку качества выполненных построений, выявление пунктов, на которых необходимо повторить наблюдения, подготовку дан­ных для уравнивания.

Постобработка выполняется в соответствии с содержанием файлов. В специально организованных окнах ПО указывает­ся рабочая временная зона, опорные и мобильные пункты, участвующие в обработке, вводятся координаты опорных стан­ций. Корректируются допуски (маски), выбираются модели учета тропосферных и ионосферных влияний, вариант исполь­зования эфемеридных данных. Указывается вариант обработки «код — фаза». В обработку одновременно принимается кодо­вая и фазовая информация сигналов, но предусмотрен выбор только кодовых или только фазовых данных. Выбираются частоты сигналов: LI, L2, LI + L2 — в соответствии с типом приемников, работавших на объекте, и другие параметры.

При обработке измерений можно в ряде случаев повы­сить точность векторов базовых линий за счет вариации полученной приемниками информации. Так, можно отбрако­вать избыточные вектора, которые ухудшают точность при последующем уравнивании, изменять в вычислениях коли­чество спутников, снижать или повышать критерии отбраковки (маски), тем самым улучшая геометрию рабочего созвездия. В некоторых программах предусмотрены при обработке из­менения вариантов ионосферной модели и других внешних влияний. Обработка может проводиться в режиме отдель­ных базовых линий или их комбинаций для сети пунктов, а также - нескольких сеансов наблюдений. Обработка отдель­ных линий позволяет локализовать их вектора по величи­нам погрешностей. Если в каком-то пункте сходятся линии с большими погрешностями, то низкоточный пункт обнару­живается.

Программы предварительной обработки проводят автома­тическую отбраковку векторов базовых линий, если они со­держат недопустимые погрешности. Все это позволяет вы­полнять оперативный контроль качества спутниковых наблю­дений. Если перенаблюдать пункты с плохой базовой лини­ей нет возможности, то ее исключают из окончательного уравнивания или придают ей малый вес.

В процессе предварительной обработки вы­числяются пространственные координаты спутников, по их эфемеридным данным. Можно использовать точные эфеме­риды, которые публикуются на сайтах GPS в Интернете. После их появления обработку можно повторить, что повы­сит точность определения координат пунктов объекта. В даль­нейшей в предварительной обработке проводится разрешение неоднозначностей фазовых измерений и вычисляются векто­ра базовых линий.

После вычисления векторов программа выводит на экран их длину, направление и точностные характеристики (СКП). Можно вывести и их графическое изображение. Большин­ство программ позволяют обрабатывать разное число базо­вых линий, измеренных в разных режимах (статическом, «Stop and Go», RTK).

Предварительная обработка измерений в режиме кинема­тики может выполняться на контроллере или полевом ком­пьютере с использованием специальных модулей ПО. Для обработки RTK-режима наблюдений необходима информа­ция с определяемого и базового приемников, а также коор­динаты базовой (опорной) точки. Они поступают с опорной точки по каналам линии связи и позволяют выполнить пред­варительную обработку в поле непосредственно на точке сто­яния приемника. Наиболее эффективны постоянно действу­ющие GPS базовые станции, которые круглосуточно запи­сывают в формате RINEX полученную информацию. При отсутствии связи на приемнике пользователь может полу­чить необходимые для обработки данные с такой станции через Интернет. Контроль предварительной обработки ки­нематических GPS-измерений чаще всего проводится по рас­хождениям координат пунктов, с которых позиционирова­ние выполнялось два или более раз, а также по контрольным пунктам, координаты которых известны. Результаты RTK-измерений можно подвергнуть постобработке после отбраковки и уточнения данных.

Предварительная обработка позволяет установить по СКП веса базовых линий для последующего уравнивания и вы­числить элементы ковариационной матрицы.

Окончательная обработка включает совместное уравнива­ние измерений на пунктах объекта на основе метода наи­меньших квадратов, вычисление уравненных координат пунк­тов с оценкой их точности, преобразование в требуемую си­стему координат, составление каталогов, их экспорт в ГИС, в кадастровые и другие системы.

Основными критериями контроля являются:

- разрешение неоднозначности по всем линиям сети;

- оценка точности по внутренней сходимости результатов обработки;

- сходимость результатов по замкнутым построениям в сети;

- сходимость с ранее выполненными измерениями и контрольными расстояниями между известными пунктами.