Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование точности спутниковых определений по мере удаления от базовой станции

Бурное развитие науки и техники в последние десятилетия позволили создать принципиально новый спутниковый метод определения координат и их приращений. В этом методе для решения задач позиционирования используются подвижные спутники, координаты которых можно вычислить с необходимой точностью на любой момент времени. На смену динамической триангуляции пришла динамическая трилатерация, образующая пространственную систему линейных измерений с дальнейшим вычислением координат определяемых пунктов. На точность такого определения влияет большое количество неучтенных ошибок, осложняя в конечном итоге абсолютное трехмерное координирование. Базовой методикой выполнения геодезических работ на производстве является относительное координирование с использованием сохранившихся пунктов наземной триангуляции и полигонометрии. Методики проводимых определений носят хаотический характер без учета временных и геометрических факторов прохождения спутников и использования различных навигационных систем. Точность геодезических определений во многих случаях не обоснована удаленностью от базовых станций.

Для исследования точности измерения выбран полигон из 5 пунктов ГГС в Ростовской области (см. рис. 1). В качестве базовой станции [1-4] выбран пункт Ленинаван. Объектом исследования является точность измерения расстояния при не благоприятном и благоприятном уровне PDOP [5,6] и разных систем GPS и ГЛОНАСС в статическом режиме работы GPS приемника [7]. Расчеты координат и расстояний произведены в МСК-61, предустановленной в ГНСС приемнике Javad Triumph V.S. Для сравнения использованы значения координат и вычисленные по ним расстояния между пунктами, принятые за истинные [8]. Ниже приведены графики и сводные таблицы, полученные в результате исследования.

Проведя необходимые наблюдения, были получены координаты и расстояния от базовой станции (БС) (пирамида Ленинаван) до 4-х пунктов в благоприятный период PDOP ?3 и не благоприятный период PDOP>3. Все данные с БС и передвижного приемника были скопированы в ПО Justin (программное обеспечение) для обработки. Значения, полученные при расчете координат и расстояний до пунктов при использовании двух систем GPS/ГЛОНАСС гораздо точнее, чем при расчете каждой из них. Для прогнозирования оптимальных условий наблюдения спутникового созвездия и выявления наименьших погрешностей PDOP были проведены наблюдения БС в период 24 часа. На рис. 2 представлены результаты измерений расстояний по мере удаления от базовой станции. Точность расстояний ухудшается от 2 до 12 см по мере удаления от БС.

спутник станция подвижной

Рис. 1. Схема расположения исследуемых пунктов ГГС

Исследование расстояния от БС до пункта ГГС в благоприятный

Результаты полученных погрешностей определения расстояний по мере удаления от БС до пунктов ГГС приведены на рис. 2,3 и представлены графически в табл. 1,2.

Исходя из данных графиков и таблиц видно, что погрешности измерений расстояний увеличиваются по мере удаления от БС. Значения PDOP оказывают влияния на точность вычисления расстояний, как в благоприятный период, так и в не благоприятный период наблюдений.

Исследования, выполненные по данной теме, позволяют сформулировать следующие рекомендации, для повышения качества геодезических работ, проводящихся методом спутникового определения координат.

Рис. 2. График изменения погрешности измерения расстояний в зависимости от удаления от БС при PDOP<3.

Таблица №2. Исследование расстояния от БС до пункта ГГС в неблагоприятный период PDOP>3

спутник станция подвижной

Рис. 3. График изменения погрешности измерения расстояний в зависимости от удаления от БС при PDOP>3.

Для получения более точных координат и расстояний необходимо:

проводить наблюдения при благоприятных погодных условиях;

проводить наблюдения более 20 минут (при неблагоприятных погодных условиях);

проводить наблюдения при минимальных значениях PDOP;

использовать угол маски отсечения спутников до 10° для повышения точности координат;

проводить предварительный анализ полученных данных на месте проводимых наблюдений (при выявлении большого количества ошибок провести повторный сеанс наблюдений, либо перенести наблюдения на более благоприятный период);

наблюдения проводить двухчастотным, двухсистемным ГНСС приемником;

в наблюдениях и расчетах использовать 2 системы GPS/ГЛОНАСС;

для привязки необходимого объекта в радиусе пятнадцати километров использовать три и более пунктов ГГС.

В данной статье представлены результаты исследований, опирающиеся на измерения GPS приемника одной фирмы. Для полной полноты картины желательно произвести исследование с использованием разных GPS приемников (разных фирм производителей) и последних их модификаций, т.к. на сегодняшний день применяются новые технологии, позволяющие получать координаты с высшей точностью и в разных условиях наблюдения [9,10].

Литература

1. Антонович К.М. - Использование СРНС в геодезии. Том 1. Москва ФГУП «Картгеоцентр», 2005. - 340 с.

2. Антонович К.М. - Использование СРНС в геодезии. Том 2. Москва ФГУП «Картгеоцентр», 2006. - 311 с.

3. РТМ 68-14-01 - Спутниковая технология геодезических работ. Термины и определения - 2001. - 15 c.

4. Клюшин Е.Б., Куприянов А.О., Шлапак В.В. Спутниковые методы измерений в геодезии. Ч. 1: Учебное пособие. М.: МИИГАиК, 2006. - 60 с.

5. Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS. - М.: ЦНИИГАиК, 2003. - 66 с.

6. ОСТ 68-15-01 - Измерения геодезические. Термины и определения - 2001, 19 с.

7. Маркина, Ю.И. Антенна GPS круговой поляризации в диапозоне 1,2-1,6 ГГц // Инженерный вестник Дон», 2012, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/917.

8. Н.Ф. Добрынин, Т.М. Пимшина Использование космических средств позиционирования при обработке аэро- и космической информации // Инженерный вестник Дона, 2013, №3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2013/1835.

9. G. Seeber, Satellite Geodesy, 2nd completely revised and extended edition Berlin ·New York 2003. - p. 612.

10. Anil K. Maini, Varsha Agrawal, Satellite Technology Priciples and applications, 2011. - p. 696

Размещено на Allbest.ru