- •Предисловие ко 2-му изданию
- •Введение
- •Раздел 1. Основные принципы действия спутниковых систем определения местоположения
- •1.1. Особенности геодезических измерений спутниковыми методами
- •1.2. Двусторонний и односторонний методы дальномерных измерений
- •1.4. Общие принципы построения глобальных спутниковых систем позиционирования
- •1.5. Космический сектор
- •1.5.1. Краткие сведения о спутниках, входящих в состав систем позиционирования
- •1.5.2. Назначение и схемная реализация устанавливаемой на спутниках аппаратуры
- •1.5.3. Высокостабильные спутниковые опорные генераторы
- •1.5.4. Принципы формирования кодовых последовательностей
- •1.5.5. Содержание и формирование на спутнике навигационного сообщения
- •1.5.6. Методы объединения и формы передачи радиосигналов со спутника в аппаратуру потребителя
- •1.6. Сектор управления и контроля
- •1.6.1. Основные функции сектора
- •1.7. Сектор потребителя (приемно-вычислительный комплекс)
- •1.7.1. Функции геодезического приемно-вычислительного комплекса
- •1.7.2. Обобщенная структурная схема геодезического спутникового приемника
- •1.7.4. Селекция сигналов, поступающих от различных спутников
- •1.7.6. Принципы демодуляции принимаемых сигналов
- •1.7.7. Краткие сведения о работе системы управления GPS-приемника
- •Раздел 2. Методы измерений и вычислений, используемые в спутниковых системах определения местоположения
- •2.1. Абсолютные и относительные методы спутниковых измерений
- •2.2. Основные разновидности дифференциальных методов
- •2.4. Принцип измерения псевдодальностей и практическое использование данного метода
- •2.5. Упрощенный анализ фазовых соотношений при спутниковых дальномерных измерениях
- •2.6. Первые, вторые и третьи разности, базирующиеся на фазовых измерениях несущих колебаний
- •2.6.1. Первые разности
- •2.6.2. Вторые разности
- •2.7. Интегральный доплеровский счет
- •2.8. Принципы разрешения неоднозначностей при фазовых измерениях
- •2.8.1. Геометрический метод
- •2.8.3. Метод поиска наиболее вероятных значений целого числа циклов
- •2.8.4. Нетривиальные методы разрешения неоднозначности
- •2.9. Выявление пропусков фазовых циклов
- •2.10. Общая схема обработки наблюдаемых данных
- •Раздел 3. Системы координат и времени, используемые в спутниковых измерениях
- •3.1. Роль и значение координатно-временного обеспечения для спутниковых методов определения местоположения
- •3.1.2. Краткие сведения о системах отсчета времени, используемых в GPS и ГЛОНАСС
- •3.2. Координатные системы, характерные для GPS и ГЛОНАСС
- •3.2.1. Звездные системы координат
- •3.2.2. Геодезические системы координат и их преобразования
- •3.2.3. Переход к общеземной системе координат
- •3.2.4. Геоцентрическая координатная система ПЗ-90
- •3.2.5. Геоцентрическая координатная система WGS-84
- •3.3. Методы преобразования координатных систем для спутниковой GPS-технологии и параметры перехода
- •3.4. Особенности определения высот с помощью спутниковых систем
- •Раздел 4. Основные источники ошибок спутниковых измерений и методы ослабления их влияния
- •4.1. Классификация источников ошибок, характерных для спутниковых измерений
- •4.3. Учет влияния внешней среды на результаты спутниковых измерений
- •4.3.1. Влияние ионосферы
- •4.3.2. Влияние тропосферы
- •4.3.3. Многопутность
- •4.4. Инструментальные источники ошибок
- •4.4.1. Ошибки, обусловленные нестабильностью хода часов на спутнике и в приемнике
- •4.4.2. Ошибки, обусловленные неточностью знания точки относимости
- •4.5. Геометрический фактор
- •4.6. Причины и методы искусственного занижения точности GPS-измерений
- •Раздел 5. Проектирование, организация и предварительная обработка спутниковых измерений
- •5.1. Специфика проектирования и организации спутниковых измерений
- •5.2. Предполевое планирование в камеральных условиях
- •5.2.1. Составление технического проекта
- •5.4. Вхождение в рабочий режим и контроль за ходом измерений
- •5.5. Завершение сеанса наблюдений. Хранение собранной информации. Ведение полевого журнала
- •5.6. Специфика редуцирования результатов спутниковых измерений при внецентренной установке приемников
- •Раздел 6. Обработка спутниковых измерений, редуцирование и уравнивание геодезических сетей
- •6.1. Первичная обработка спутниковых измерений, производимая в приемнике
- •6.2. Предварительная обработка спутниковых измерений, производимая после окончания измерений
- •6.3. Окончательная обработка спутниковых измерений
- •6.3.1. Окончательная обработка спутниковых измерений по программе фирмы-изготовителя спутниковых приемников
- •6.3.2. Окончательная обработка спутниковых измерений по специально разработанной программе
- •6.4. Уравнивание геодезических сетей, созданных на основе использования спутниковой технологии
- •6.4.1. Уравнивание по программе фирмы-изготовителя спутниковых приемников
- •6.4.2. Уравнивание по специально разработанной программе
- •6.4.3. Уравнивание спутниковых измерений как сетей трилатерации
- •Раздел 7. Использование спутниковых технологий для построения геодезических сетей
- •7.1. Построение глобальной опорной геодезической сети
- •7.2. Построение континентальных опорных геодезических сетей
- •7.3. Построение государственной геодезической сети России на основе спутниковых технологий
- •7.3.1. Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть (ФАГС)
- •7.3.2. Высокоточная геодезическая сеть (ВГС)
- •7.3.3. Спутниковая геодезическая сеть 1 класса (СГС-1)
- •7.4.3. О необходимости координации работ по созданию государственной и городских геодезических сетей
- •7.4.4. Разработка проекта «Инструкции по созданию и реконструкции городских геодезических сетей с использованием спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS»
- •Раздел 8. Специальные применения спутниковых геодезических измерений для решения различных геодезических задач
- •8.1. Решение геодинамических задач
- •8.2. Применение спутниковых технологий в прикладной геодезии
- •8.4. Выполнение аэросъемочных работ с использованием спутниковых координатных определений
- •8.5. Использование спутниковых технологий при выполнении топографических и различных специализированных съемок
- •8.6. Особенности решения навигационных задач с использованием спутниковых приемников
- •8.6.1. Персональные навигационные системы
- •8.6.2. Навигационные системы транспортных средств
- •Заключение
- •Словарь англоязычных терминов
- •Список литературы
- •Содержание
-приближенные координаты пункта в системе WGS-84;
-величины, характеризующие вынос фазового центра относительно закрепленной на местности марки;
-система отсчета фазовых измерений (в циклах или полуциклах);
-номера спутников, содержащихся в файле;
-вид наблюдений (кодовые или фазовые наблюдения, к какому коду и к какой несущей частоте они относятся);
-время записи первого наблюдения,
а также некоторая другая вспомогательная информация. Следующий за заголовком массив записанных в рассматривае-
мый файл данных включает в себя:
-данные, характеризующие эпоху наблюдений (год, месяц, число, а также часы, минуты, секунды);
-количество спутников в записанной эпохе и их номера;
-уход показаний часов приемника (в секундах);
-значения определенных псевдодальностей с использованием С/А-кода и Р-кода (в метрах);
-результаты фазовых измерений (для эпохи, начиная со второй, приводятся приращения фазы относительно предыдущей эпохи в долях циклах с соответствующим знаком).
В другом файле, получившем название файла навигационного сообщения, приводятся версия формата и идентификация файла, дата
ивремя начала наблюдений, значения коэффициентов к ионосферной модели, поправки к показаниям часов на спутнике, а также записи, относящиеся к каждой эпохе и содержащие точное системное время, соответствующее моменту посылки со спутника данного сообщения, и значения целого ряда поправок для вычисления эфемерид возмущенной орбиты спутника в заданный момент времени.
6.2. Предварительная обработка спутниковых измерений, производимая после окончания измерений
Предварительная обработка осуществляется с использованием стандартного программного обеспечения фирмы-изготовителя спутниковых приемников и выполняется на полевой базе партии или бригады. Основными критериями контроля при этом являются разрешение неоднозначности по всем линиям сети, оценка точности по внутренней сходимости результатов обработки, сходимость результатов по замкнутым построениям в сети и, наконец, сходимость с ранее выполненными измерениями и контрольными расстояниями между известными пунктами [14, 82].
213
Большинство современных программ камеральной обработки спутниковых измерений (пост-обработки) разделяются по методу обработки:
— вычисления отдельных линий; - многоточечные решения.
Метод вычисления отдельных линий является в настоящее время наиболее распространенным и его в любом случае целесообразно использовать при выполнении предварительной обработки даже если программный пакет позволяет реализовать многоточечные решения. Преимущества метода отдельных линий при выполнении предварительной обработки связаны с наличием на этой стадии обработки достаточно большого числа ошибок в данных и в случае многоточечного решения локализовать и устранить их достаточно сложно.
Программное обеспечение, рассчитанное на обработку отдельных линий, обеспечивает лучший контроль и локализацию некачественных линий и точек. Некачественные точки могут быть локализованы по оценке точности линий, сходящихся в этой точке. Как правило, точность таких линий существенно ниже средней на данном объекте. Другим методом контроля, позволяющим локализовать некачественные линии, является контроль по замкнутым построениям - треугольникам, векторным ходам. Если сумма приращений координат по замкнутому векторному ходу соответствует паспортной точности прибора, то линии, входящие в это построение, являются качественными. Общий алгоритм обработки для метода отдельных линий представлен на рис. 6.1.
В последнее время практически все фирмы-изготовители спутниковых приемников поставляют программное обеспечение, реализующее оба метода обработки. Но эти программы имеют ограничения и ориентированы, как правило, на стандартные условия измерений и вычислений для максимальной автоматизации процесса обработки и снижения требований к квалификации исполнителя. Так, например, большинство таких программ при реализации метода отдельных линий накладывают ограничения на длину линии, а при реализации многоточечного решения, как правило, накладывают ограничения на число одновременно обрабатываемых точек и продолжительность периода измерений.
Для устранения этих ограничений используются процедуры совместного уравнивания отдельных линий, объединенных в общую сеть, или отдельных блоков многоточечного решения, объединенных на общем объекте.
Важным этапом предварительной обработки является получение результатов в формате, пригодном для окончательной обработки. Не-
214
Рис. 6.1. Общий алгоритм вычисления отдельной линии
смотря на то, что данные практически любой программы могут быть представлены в текстовом формате ASCII, их организация существенно различается в зависимости и от фирмы-изготовителя и даже от конкретного типа приемника. Попытка стандартизации результатов измерений привела к созданию независимого формата обмена данными между различными типами приемников. Этот формат, получивший название RINEX (рис. 6.2), состоит из трех файлов текстового формата ASCII:
-файл данных, полученных при измерениях, содержащий дальномерные данные;
-файл с метеорологическими данными;
-файл, содержащий навигационное сообщение.
Файлы имеют различную длину, максимальное значение равно 80 символам в строке. Каждый файл содержит секцию заголовков и сек-
215