ПР-3 GPS-технологии

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

по курсу «GPS- технологии»

групп Ф и ИП-4

Тема: Планирование сеансов наблюдений и составление графика спутниковых измерений.

Цель: Практическое освоение технологии планирования сеансов наблюдений, составления диаграммы препятствий и графика спутниковых измерений.

Содержание работы:

1. Ознакомиться с технологией планирования сеансов наблюдений, составления диаграммы препятствий и графика спутниковых измерений.

2. На основании данных полуинструментальной съемки составить диаграмму препятствий с указанием условий наблюдений на пункте спутниковой городской геодезической сети первого класса (СГГС-1). Указать необходимые мероприятия, которые необходимо выполнить перед спутниковыми наблюдениями.

3. Ознакомиться с программным обеспечением, предназначенным для планирования спутниковых измерений.

4. Выполнить планирование сеансов наблюдений на пункте КС и СГГС-1.

5. С учетом результатов планирования сеансов наблюдений отредактировать программу спутниковых наблюдений и составить график спутниковых измерений.

6. Исследовать изменение количества наблюдаемых спутников и геометрических факторов в зависимости от времени наблюдений, открытости радиогоризонта и наличия препятствий на пути прохождения сигнала от спутников.

Бюджет времени: 4 часа аудиторных занятий и 4 часа самостоятельных занятий.

Требование к оформлению работы.

Работа должна быть оформлена на листах формата А4 и содержать: титульный лист, тему и содержание работы, вариант и исходные данные, краткое описание технологических операций (составление диаграммы препятствий, планирование сеансов наблюдений и составления графика спутниковых измерений) в форме ответа на вопросы (для чего? как и что необходимо для выполнения), оформленные (согласно вариантов) приложения 1 и 2.

Методические указания к выполнению работы.

Для выполнения данной практической работы необходим рабочий проект по созданию спутниковой геодезической сети города N, составленный при выполнении предыдущей работы. Номер варианта и состав бригады остаются без изменений.

При выполнении работы следует руководствоваться требованиями нормативно технического акта (НТА) [1].

Непосредственно перед выполнением спутниковых измерений рабочий проект может уточняться в связи с вновь выявленными обстоятельствами по прибытию в район работ (место выполнения спутниковых измерений):

• первый пункт наблюдений КС (см. программу спутниковых измерений предыдущей работы) находится в 10 метрах от края дороги с интенсивным движением автотранспорта;

• на первом пункте наблюдений СГГС-1 (см. программу спутниковых измерений предыдущей работы) установлен рекламный шит.

Чтобы учесть данные обстоятельства при выполнении спутниковых измерений необходимо выполнить планирование спутниковых измерений (определить оптимальных временные интервалы для выполнения спутниковых измерений на данных пунктах), отредактировать программу спутниковых наблюдений и составить график спутниковых измерений.

Для определения оптимального времени спутниковых измерений на пункте КС, который находится в 10 метрах от края дороги необходимо исходить из того, что движение автомобильного транспорта в тёмное время суток ограничено.

Для определения оптимального времени спутниковых измерений на пункте СГГС-1 необходимо выполнить инструментальную съемку препятствия, построить полярную диаграмму видимости небосвода и нанести на нее экранирующее препятствие. Результаты инструментальной съемки препятствия (рекламного шита) определяются из следующих выражений:

• точка №1. Азимут = (170+5 № варианта). Угол наклона = (30+5 № варианта). Расстояние до препятствия 10 м,

• точка №2. Азимут = (180+5 № варианта). Угол наклона = (35+5 № варианта). Расстояние до препятствия 11 м.

Результаты инструментальной съемки заносятся в таблицу, приведённую в приложении 1. Построение полярной диаграммы препятствия начинается с отложения азимута на точки препятствия (№1 и №2). Положение точек находится путём интерполяции по углу наклона. После указания номеров точек сектор закрытия радиогоризонта должен быть заштрихован. При описании условия наблюдений на пункте необходимо указать наличие препятствия, его описание, положение сектора относительно сторон света и угол закрытия радиогоризонта. В заключение по данному пункту даются рекомендации о необходимых мерах по спутниковым наблюдениям на данном пункте (Для определения времени наблюдения на пункте необходимо выполнить планирование спутниковых наблюдений и увеличить продолжительность сеансов на 30%).

Планирование спутниковых наблюдений выполняется на дату выполнения данной работы. Для планирования необходим компьютер с установленным программным обеспечением обработки спутниковых измерений Trimble Geomatics Office (TGO). Работа на компьютере начинается с запуска TGO и его утилиты Planning. Далее необходимо выбрать спутниковую систему GPS, спутники которой будут участвовать в наблюдениях (против систем ГЛОНАСС и WAAS следует убрать галочки). Выбрать пункт меню Almanax (Альманах) и загрузить файл альманаха в компьютер. Выбрать пункт меню Station (Станция) и в открывшимся окне необходимо задать следующую информацию:

• дату и временной интервал рабочего времени (суточный);

• приближенные координаты района работ (B=66º, L=66º, Н=120 м);

• угол отсечки по высоте (15º);

• временной сдвиг между местным и всемирным временем (7 ч);

• диаграмму препятствий на пункте.

Выбрать пункт меню Graphs (График) и в открывшимся меню выбрать пункт Number Satellites (количество спутников). Полученный график количества доступных спутников необходимо сохранить в виде копии окна с целью последующей распечатки в виде приложения к выполненной работе. Затем выбрать пункт меню DOP (геометрический фактор) и выбрать график РDOP (пространственного фактор), который необходимо сохранить в виде копии окна с целью последующей распечатки в виде приложения к выполненной работе. На графике количества доступных спутников необходимо провести ограничительную прямую (количество доступных спутников должно быть больше или равно 5) и определить неприемлемые для спутниковых измерений временные интервалы (временные интервалы проставить ниже графика). На графике изменения геометрического фактора РDOP необходимо провести ограничительную прямую (РDOP должен быть меньше либо равен 5) и определить неприемлемые для спутниковых измерений временные интервалы (временные интервалы проставить ниже графика).

С учетом результатов планирования сеансов наблюдений необходимо отредактировать программу спутниковых наблюдений и составить график спутниковых измерений (приложение 2). При редактировании программы спутниковых наблюдений необходимо увеличить продолжительность сеансов спутниковых измерений на пункте, имеющем препятствие на 30%.

График спутниковых измерений составляется на отдельном листе для каждого комплекта спутниковой аппаратуры (№ приёмника). При составлении графика спутниковых измерений для комплекта спутниковой аппаратуры установленной на исходном пункте вместо № расстановок проставляются дни и время начала и конца суточного сеанса.

Для исследования изменения количества наблюдаемых спутников и геометрических факторов в зависимости от времени наблюдений, открытости радиогоризонта и наличия препятствий на пути прохождения сигнала от спутников необходимо выполнить анализ графиков Number Satellites, РDOP, VDOP, HDOP и Sky Plot, полученных при угле отсечки в 15º и 20º , а затем при наличии препятствия, закрывающем радиогоризонт в секторе 20º и угле наклона в 80º на севере и на юге.

Зачет практической работы.

Практическая работа оформляется и сдается в плановый срок (см. пункт Бюджет времени). Если работа сдается с нарушением сроков либо содержит ошибки, то данная Практическая работа должна быть исправлена и защищена в течение семестра. Защита осуществляется в форме письменного ответа на контрольные вопросы по материалам соответствующих лекций и практических занятий.

Литература:

1. Руководство по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с ис­пользованием спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS. ГКИНП (ОНТА) – 01-271-03. М., ЦНИИГАиК, 2003 г.

2. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. В 2 т. Т.1. Монография / К.М. Антонович; ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». - М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2005. – 334 с.

3. Конспекты лекций по курсу «GPS- технологии»

© Яхман В.В., 2008

Приложение 1

Диаграмма препятствий на пункте _____________________

Схема экранирования радиогоризонта	№ точки	Азимут ()	Угол наклона ()	Расстояние (м)	Описание препятствия
90 180 270 0 30 60

Условия наблюдений на пункте:

Наличие препятствий, линий электропередач, радиолокационных станций, др.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Составил / /

Проверил / /

Приложение 2

График спутниковых наблюдений и передвижения бригады № ____

Объект г. N

Дата, №	Название и класс пункта	Сеанс	№1	Сеанс	№2	Время на
расстановки	(идентификатор)	Начало (день,ч,м)	Конец (день,ч,м)	Начало (день,ч,м)	Конец (день,ч,м)	переезд (ч,м)
1
…	…	…	…	…	…	…
n

Составил / /

Проверил / /

К исполнению получил / /

Вопросы к защите практической работы

1. Что такое планирование спутниковых измерений.

2. Для чего составляется график спутниковых измерений.

3. Что такое диаграмма препятствий и на основании, каких данных она составляется.

4. Что такое полуинструментальная съемка препятствий.

5. Что необходимо для планирования спутниковых измерений.

6. Что такое Альманах и как его получить.

7. Что такое Геометрический фактор и на что он влияет.

8. Что такое РDOP и при каком положении спутников он минимален.

9. Что такое VDOP и при каком положении спутников он минимален.

10. Что такое HDOP и при каком положении спутников он минимален.

11. Какие мероприятия необходимо выполнить на местности перед выполнением спутниковых наблюдений, если имеются препятствия для приема сигнала от спутников.

12. На основании, каких данных редактируется программа спутниковых наблюдений.

13. Каково минимально допустимое количество наблюдаемых спутников в данной работе.

14. Каково максимально допустимое значение РDOP в данной работе.

15. Для чего измеряется расстояние до препятствия и источника радиопомех.

16. С какой стороны нужно устанавливать спутниковую антенну от опоры ЛЭП при ее координировании.

17. С какой точностью задаются координаты района работ при планировании спутниковых измерений.

18. С какой точностью измеряются углы наклона при инструментальной съемки препятствий.

19. Для чего при планировании спутниковых измерений изучаются топографические карты, и выполняется визуальная съемка возможных источников радиопомех.

20. На какое количество точек необходимо измерить азимуты и углы наклона, если препятствием является одиноко стоящее дерево.

21. Какие формы диаграммы препятствий Вы знаете.

22. Как при планировании спутниковых измерений можно выявить неисправность спутниковой аппаратуры.

23. Можно ли один из двух сеансов спутниковых измерений выполнять в другой день.

24. Можно ли сеанс спутниковых измерений прервать при 3 наблюдаемых спутниках, а затем продолжить когда число спутников будет больше 5.

25. Может ли быть наблюдаемый спутник GPS в зените, если спутниковые измерения выполняются в г. Новосибирске.