2. Основные разновидности дифференциальных методов
При выполнении одновременных спутниковых измерений, в которых участвуют несколько спутников и несколько приемников, возможна организация различных вариантов разностных отсчетов. К таким могут быть отнесены следующие варианты:
разности результатов, получаемых на различных точках стояния спутниковых приемников при одновременных наблюдениях одного и того же спутника;
разности результатов, получаемые с помощью одного приемника при одновременных наблюдениях двух или более спутников;
разности результатов, получаемых при использовании одного приемника и при наблюдениях одного спутника, относящихся к различным моментам времени (эпохам);
комбинирование результатов, получаемых при использовании различных видов измерений (например, измерений, выполняемых на основе кодовых методов и определений фазы несущих колебаний).
В
озможны
также и другие комбинации образования
разности отсчетов (в частности, разности
результатов, получаемых на двух различных
несущих частотах L1
и L2).
При реализации первого варианта открывается возможность исключить те смещения в значениях регистрируемых величин, которые связаны с несовершенством работы спутниковой аппаратуры. К ним могут быть отнесены погрешности показаний спутниковых часов на момент выполнения измерений. Кроме того, существенно ослабляются требования к точности знания эфемерид спутника.
Е
Рис.
10.2 Схема реализации дифференциального
метода
то
непосредственно из рис. 10.2 следует,
что:
(10.1)
Погрешность знания передаваемых по радиоканалу эфемерид, а следовательно, и возникающих при этом погрешностей в значении измеряемых расстояний δR оценивается в первом приближении величиной около 20 м. Поскольку для систем GPS и ГЛОНАСС R ~ 20 000 км, то dR/R ~10-6. С учетом этого при использовании дифференциального метода представляется возможным получать как длины базисных линий, так и разности координат между двумя пунктами на уровне одной миллионной, не прибегая к принятию специальных мер по уточнению имеющихся в распоряжении потребителя значений эфемерид спутника.
Применение дифференциального метода позволяет резко уменьшить влияние атмосферы на разностные результаты, так как в данном случае необходимо учитывать не абсолютные значения задержек радиосигналов при их прохождении через атмосферу, а только разности этих задержек, которые при сравнительно небольших расстояниях между станциями характеризуются сравнительно малыми величинами
Основной недостаток рассмотренного дифференциального метода заключается в возможности определения только разностей координат между пунктами, а не их абсолютных значений.
Характерная особенность второго варианта, подразумевающего вычисление конечных результатов при использовании разностей измерений до двух спутников, состоит в том, что эта разность позволяет исключить поправки, обусловленные неточностью показаний часов приемника, а также минимизировать связанные с работой приемника отдельные инструментальные погрешности.
Третий вариант дифференциальных методов, при котором образуют разности измерений, соответствующие нахождению наблюдаемого спутника в двух различных (достаточно близких) точках на орбите, существенно облегчит проблему разрешения неоднозначности при заполнении фазовых измерений. Так как в данном случае, при образовании разности, удается исключить в начальной точке наблюдений величину N, соответствующую числу целых длин волн, укладывающихся в измеряемом расстоянии между спутником и приемником.
Четвертый вариант разновидности дифференциальных методов сводится к объединению комбинаций различных видов измерений. Этот вариант ориентирован на поиск рациональных методов получения однозначных результатов при выполнении фазовых измерений, на ослабление влияния ионосферы при работе с одночастотными приемниками, а также на отработку методов высокоточных спутниковых измерений при работе в динамических условиях (в частности, с использованием судов, самолетов и других транспортных средств).