ГОУ ВПО СГГА

Геодезическое применение технологий ГНСС

Лекция 7

Методика спутниковых геодезических измерений. Режимы статики и быстрой статики. Режимы кинематики Stop&Go и непрерывной кинематики. Способы инициализации. Съемки в реальном времени RTS и RTK. Радиальный и последовательный методы сбора информации. Определение элементов приведения. Полевые контроли.

Методика спутниковых геодезических измерений. Режимы статики и быстрой статики.

Статический режим применяется в геодезии в основном при относительных определениях, требующих высокой точ­ности. Используются точные геодезические приёмники, а измерения выполняются на опорном и определяемых пунк­тах по фазе несущей частоты сигнала.

В относительных статических определениях часто исполь­зуют несколько базовых станций. Применяют три и более приёмников: два устанавливаются на опорных пунктах, ко­ординаты которых точно определены и увязаны между со­бой, а один или два - на вновь определяемых пунктах. Приёмниками засекается пять и более спутников. Измерения про­должаются, пока не будет выполнено разрешение неодно­значности, а число спутников и геометрия их расположения не обеспечат требуемую точность позицирования. Поэтому статические измерения должны быть заранее спроектирова­ны с использованием альманаха, а пункты установки приём­ников выбраны так, чтобы сигнал от спутников не блокиро­вали здания, кроны деревьев, а металлические поверхности не создавали многолучевость. Участки неба должны быть максимально открыты вплоть до горизонта. Для статических измерений каждый приёмник устанавливают над точкой на штативе, подставку центрируют по оптическому центриру и измеряют высоту антенны.

В режиме статики используют постобработку и специаль­ное ПО. При совместной обработке наблюдений с базовой и определяемой точек систематические погрешности, имеющие близкие и постоянные значения, в разностях, на которых основаны алгоритмы обработки, исключаются. К ним отно­сятся: погрешности эфемерид и шкалы времени одного и того же спутника, погрешности тропосферных и ионосфер­ных влияний. Следовательно, точность относительных оп­ределений будет выше, чем абсолютных.

К статическим методам относятся режимы быстрой стати­ки и реокупации.

Быстрая статика применяется при коротких базовых ли­ниях, а также при некотором снижении требований к точно­сти. Например, координаты границ землепользования дос­таточно определить с СКП 0,1 м. В этих случаях про­должительность сеанса наблюдений сокращается до 20 ми­нут и менее. Координаты пункта будут определены в режи­ме статики, но с меньшей точностью.

Реокупация — измерения, предполагающие возвращения и повторные наблюдения на данном пункте. Программа постоб­работки предусматривает совместную обработку данных при­ёмника, полученных в разное время на одном и том же пункте.

Режимы кинематики Stop&Go и непрерывной кинематики. Способы инициализации.

Метод «Stop and Go» («Стой — иди») использует также два приёмника: один неподвижный, а второй перемещается с краткими остановками для позицирования на определяе­мых пунктах. Особенность этого метода состоит в том, что оба приёмника непрерывно производят фазовые измерения, в том числе во время перемещения второго приемника. В конце серии измерений (в течение часа) проводят замыкание хода: подвижный приёмник возвращается в начальный пункт (реокупация), с которого начал измерение. Такая про­цедура непрерывного позицирования ускоряет инициализа­цию, измерения идут быстро, а замыкание обеспечивает кон­троль и некоторое повышение точности. Проводится совмест­ная обработка файлов результатов позицирования обоими приёмниками.

Метод «Stop and Go» («Стой — иди») - вариант кинематического режима, предусматривающий кратковременную (для фиксирования нескольких эпох) остановку на точке, подлежащей определению, однако требующий, чтобы при перемещении от одной точки к другой сохранялась связь с не менее, чем 4-мя спутниками, в противном случае на этой точке не-обходимо оставаться до полного разрешения неоднозначности

Непрерывная кинематика – кинематический режим, используется как минимум 2 приемника, причем один из них находится в неподвижном состоянии, а второй – находится в движении, при этом измерения фиксируются через определенный (заданный пользователем) интервал. После обработки получается как бы линия, состоящая из множества точек.

Следует отметить, что точность методов с эле­ментами кинематики ниже относительных статических опре­делений. Однако она вполне удовлетворяет требованиям съё­мок и межевания земель.

В настоящее время для быстрых измерений в геодезии применяются методы дифференциальных спутниковых определений. Они основаны на введении дифференциальных поправок, определяемых базовой станцией, в результаты измерений, выполненных на перемещающихся с пункта на пункт приёмниках. В основе дифференциальных методов лежит практическое постоянство основных систематических погрешностей измерений, выполненных на один и тот же спутник с близко расположенных пунктов. Эти систематические погрешности определяются на базовом пункте по измерен­ным псевдодальностям, его координатам и координатам спут­ника, по ним формируются дифференциальные поправки в измеренные в это же время псевдодальности на определяе­мом пункте.

Все виды кинематической съемки требуют проведения инициализации.

Инициализация - процедура измерений для предварительного разрешения неоднозначности перед началом спутниковых определений в кинематическом режиме. Признаком завершения инициализации являет­ся приём сигналов от достаточного числа спутников, появле­ние допустимого значения PDOP на дисплее контроллера. Инициализация выполняется в двухчастотных приёмниках в течение примерно 8 минут.

Двухчастотные приемники могут использовать преимущества новых алгоритмов, которые делают возможным проведение инициализации либо посредством очень короткого сеанса наблюдения в быстростатическом режиме, либо по известной точке, либо просто "on-the-fly" (OTF), то есть, в процессе движения. "Автоматическая Инициализация в Статическом Режиме" или "Автоматическая Инициализация в Процессе Движения," как называются каждый из двух типов инициализаций возможны либо в реальном времени, либо в ходе последующей обработки данных. В каждом из этих случаев инициализация должна проводиться до обработки последовательных векторов.

Съемки в реальном времени RTS и RTK. На сегодняшний день, кинематика в реальном времени (RTK) – наиболее эффективный способ проведения топографических работ. Съемка в режиме GPS реального времени (RTK) широко используется во всем мире. Основные преимущества RTK это получение координат с сантиметровой точностью непосредственно во время выполнения съёмки и скорость выполнения измерений (составляет всего несколько секунд). Дополнительным преимуществом является отсутствие постобработки в таком виде съемки. Вы просто передаете данные на компьютер и получаете координаты пунктов с уже известной вам точностью.

Основные преимущества RTK – это получение координат с высокой точностью непосредственно во время выполнения съемки. Время одного измерения составляет всего несколько секунд. Принципиальное отличие выполнения работ в режиме RTK состоит в отсутствии постобработки векторов и редактирования спутниковой информации.

Существует два основных способа выполнения съемки в режиме RTK: с помощью радиомодемов, используя радиочастоту, и с помощью GSM модемов, используя сотовую GSM связь.

В состав RTK системы входит базовая и передвижная станции, состоящие из GPS приёмников, антенн и радиомодемов. Базовая станция устанавливается на пункте с известными координатами. С помощью передвижных GPS приёмников выполняется съемка объектов. Для того, чтобы подвижный GPS приемник мог принимать спутниковую информацию от базовой станции, необходим комплект радиомодемов.

Технология выполнения работ в режиме RTK, с использованием технологии GSM (то есть мобильной связи), становится все более востребованной в геодезии. Этому способствуют чрезвычайно высокая эффективность съемки в режиме реального времени, значительно больший радиус действия базовой станции и постоянное снижение тарифов на услуги сотовой связи вместе с расширением зоны покрытия.

Преимущества:

1) Нет необходимости в получении разрешения ГРЧЦ на использование фиксированного номинала радиочастоты. Вы можете легально работать везде, где существует GSM покрытие.

2) Отсутствует необходимость в прямой радиовидимости между радиомодемами базовой и передвижной станциях, что позволяет значительно расширить район работ. Во время тестирования GSM RTK, в течение 15 секунд были выполнены измерения на пункте, удаленном от базы более чем 33 км. Для выполнения инициализации потребовалось всего лишь 15 секунд!

Основное применение кинематического режима измерений и обработки в реальном времени - это плановая и высотная съемки открытых территорий, создание локальных сетей сгущения на небольших удаленных объектах, вынос в натуру проектов.