9. Система gps и ее преимущества при решении высокоточных геодезических задач

Появление системы космической радионавигации GPS (Global Positioning System - глобальная система позиционирования) связано с запуском в 1978 г. ее первого спутника. Система GPS была создана сначала для военных целей - космической навигации и лишь спустя 10-15 лет получила активное внедрение в гражданских целях, в том числе и для цели точных геодезических измерений. Здесь следует подчеркнуть тот факт, что появление системы GPS, ее развитие и, особенно, внедрение ее в точные геодезические измерения произвели переворот в геодезии, который, как доказано на практике, носит революционный характер. Сущность революционных преобразований в геодезии заключается в следующем:

При использовании GPS-технологии точность измерений повысилась на один-два порядка. Это достигнуто за счет уменьшения влияния атмосферы в десятки раз и полной автоматизации процесса измерений (исключение возможностей появления дополнительной ошибки из-за субъектного влияния наблюдателя) [4;5]. Из-за резкого повышения точности измерений вместе с использованием подходящих методик наблюдений и обработки результатов измерений, позволяющих исключить практически все значительные источники ошибок, окончательные координаты получаются с высокой точностью.

По сравнению с традиционным методом геодезии (наземные измерения) производительность труда при применении системы GPS удается повысить в 10-15 раз [4;5]. Коренные причины такой высокой производительности труда состоят в том, что GPS-измерения могут выполняться в любой точке земного шара без необходимости обеспечения прямой и оптической видимости. GPS-измерения можно проводить в любое время суток и года и в любую погоду. Нельзя не отметить еще один важный фактор, который также способствует повышению производительности труда. Он связан с полной автоматизацией всех процессов от наблюдения до обработки результатов измерений.

Круг задач, решаемых геодезическими методами, существенно расширился. Решаются задачи при наблюдениях с динамических объектов в морской геодезии, аэрофотосъемке. Наряду с этим, с помощью системы GPS выполняются мониторинговые измерения с целью изучения деформаций и современного движения земной поверхности.

10. Gps приемники, используемые для высокоточных геодезических измерений

Профессиональное GPS оборудование отличается качеством изготовления компонентов (особенно антенн), используемым программным обеспечением (ПО), поддерживаемыми режимами работы (например RTK, binary data output), рабочими частотами (L1 + L2), алгоритмами подавления интерференционных зависимостей, солнечной активности (влияние ионосферы), поддерживаемыми системами навигации (например NAVSTAR GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou), увеличенным запасом электропитания и разумеется, ценой.

Профессиональные GPS-приемники классифицируются как приемники геодезического класса и приемники ГИС-класса:

• Геодезические приемники — устройства, используемые для геодезических работ. Состоят из приемного блока (геодезической антенны, совмещенной с приемо-передающим устройством) и контроллера (портативного компьютера в промышленном исполнении). Общее название для таких приемников - полевой комплект или ровер;

• Приемники ГИС-класса — представляют собой промышленный вариант КПК, в который встроено приемо-передающее устройство и антенна, с предустановленным специализированным ПО;

В целом, геодезические приемники дают лучшую точность определения координат, однако развитие технологий позволяет некоторым моделям ГИС-класса успешно их заменять.

Основа любого GPS-приемника — это чипсет, на котором он работает. Долгое время все приёмники выпускались с 12-канальными чипсетами. Кроме того, что 12 каналов не достаточно для быстрого «Холодного старта» — первоначального определения своего местоположения, такие приёмники нуждались в открытом небе, так как работали только с прямой видимостью спутников (минимум 3; чем больше, тем точнее). На сегодняшний день все подобные приёмники считаются устаревшими и сняты с производства. В настоящий момент максимальное число каналов на профессиональном приемнике - 440 (два чипсета по 220 каналов в приемнике). Поскольку навигационные спутники вещают на разных частотах, для повышения точности, профессиональное оборудование определяет координаты с помощью всех доступных каналов всех видимых в данный момент времени спутников. Несмотря на то, что теоретически, количество каналов профессионального геодезического оборудования как отечественного, так и зарубежного, можно повышать за счет установки дополнительных чипсетов, в ближайшее десятилетие это нецелесообразно, так как 440 каналов хватит на одновременное слежение за всеми запущенными спутниками (что в принципе невозможно, т.к. приемник получает сигнал от спутников, находящихся в ограниченном секторе небесной сферы).