3.8. Основные методы измерений

По мере накопления опыта использования спутниковых радионавигационных систем были отработаны различные методы определения местоположения (координат) точек земной поверхности (пунктов). Их условная классификация представлена на рис. 21.

Рис. 21. Классификация методов определения положения пунктов

По отношению к используемым системам координат, положение пунктов можно разделить на 2 класса: абсолютное, относительное.

При определении абсолютного положения имеется в виду получить координаты пунктов в единой, принятой в спутниковой радионавигационной системе, координатной системе и системе времени.

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 15 – 30 м и используются для нахождения приближенных координат в точных измерениях.

Под относительным положением определяемого объекта подразумевается определение положения одного объекта в системе координат другого объекта, принимаемого за исходный.

При определении абсолютного положения пункта статическим методом, приемное устройство устанавливается на этот пункт и в течение достаточно продолжительного интервала времени ведутся соответствующие наблюдения.

Определение относительного положения пунктов в статическом режиме предусматривает установку приемного устройства как минимум на один базовый (исходный) пункт с известными координатами с одновременными наблюдениями на определяемом пункте. 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. Если система координат исходного пункта – абсолютная, то в результате наблюдений получают абсолютные координаты определяемого пункта.

Динамический метод предполагает, что приемник, ведущий наблюдения за спутником, установлен на борту транспортного средства, которое находится в движении, при этом имеется независимая от GPS модель движения объекта.

Кинематический метод отличается от динамического отсутствием внешней модели движения определяемого объекта, то есть положение или траектория движения объекта определяется исключительно по данным навигационных спутников.

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.

Если имеется цифровой радиоканал и данные с базового приемника в процессе измерений можно передавать на подвижную станцию, координаты получают в режиме реального времени, т. е. непосредственно на определяемой точке.