Методы спутниковых измерений

Для выполнения спутниковых измерений применяются следующие методы:

         статический (Static);

         быстростатический (Fast Static, Rapid Static);

         псевдокинематический (псевдостатический, реоккупация);

         кинематический.

Статический метод предполагает, что измерения выполняются между двумя (и более) неподвижными приемниками продолжительный период времени.

Быстростатический метод предполагает уменьшение времени наблюдений (до 5-10 минут) в статическом методе за счет оптимального использования всех доступных качественных измерений при двух частотах. Обязательным условием является использование двухчастотных приемников.

Псевдокинематический метод предполагает уменьшение времени измерений по сравнению со статическим методом за счет совместного использования двух 5-10 минутных периодов наблюдений, разделенных часовым (и более) интервалом, с тем чтобы изменилось взаимное расположение наблюдаемых спутников.

Кинематический метод предполагает выполнение одновременных наблюдений между неподвижным (референцным) и мобильным приемниками. Для выполнения метода необходимо на первом пункте выполнить так называемую инициализацию (решение неоднозначности) и при перемещении мобильных приемников между пунктами необходимо поддерживать постоянный захват 4-5 спутников. При потере захвата повторяется процедура инициализации. Метод имеет две разновидности: так называемые Stop & Go ("Стой-Иди", "Остановка-Переезд") кинематика и кинематика в режиме реального времени (Real-Time Kinematic – RTK).

Stop & Go кинематика предполагает фиксацию антенны мобильного приемника на определяемых пунктах для выполнения измерений в течение около 1 минуты.

RTK аналогична Stop & Go кинематике по технологии выполнения полевых работ, но различается по технологии обработки. RTK основана на передаче поправок в измерения псевдодальностей от референцного приемника к мобильному через устройство связи (радиомодем). При совместной обработке измерений референцного и мобильного приемников определяются координаты пункта, на котором установлен мобильный приемник. Результаты, в отличие от остальных методов, выдаются немедленно после выполнения измерений.

Точность измерений современными геодезическими спутниковыми приемниками зависит от типа приемника и выбранного метода измерений. Стандартные показатели точности приведены в таблице 4:

Точность определения геодезических высот, как правило, в 1,5 раза ниже точности определения векторов.

Точность спутниковых измерений обеспечивается при нормальных условиях наблюдений, которые должны соответствовать следующим требованиям:

1)     Минимальное количество наблюдаемых спутников – 4-5.

2)     Значение DOP (Dilution Of Precision) не более 4 (или другое паспортное значение) на всем протяжении измерений.

3)     Отсутствие невосстанавливаемых сбоев (пропусков циклов – Cycle Slip) при приеме спутниковых сигналов на всем протяжении измерений.

4)     Минимальный угол возвышения наблюдаемых спутников над горизонтом – не менее 15°.

5)     Отсутствие помех, препятствующих приему сигнала или искажающих сигнал (многопутность).

6)     Нормальное атмосферное влияние.

Таблица 4

Метод

Среднее расстояние между пунктами, км

Продолжительность сеанса

Абс. и отн. погрешность измерения
расстояния

Примечания

Статический

до 20

около 1 часа

5мм + 1´10-6 Dмм
1:100000 - 1:5000000

Для двухчастотного приемника

Быстростатический

до 10

5-10 мин

5-10мм + 1´10-6 Dмм
1:100000 - 1:1000000

Для двухчастотного приемника

Псевдокинематический

до 10

20 мин
(2 раза по10 мин)

10мм + 1´10-6 Dмм
1:50000 - 1:500000

Преимущественно для одночастотного приемника

Stop & Go

до 5

до 2 мин

10-20мм + 1´10-6 Dмм
1:100000 - 1:1000000

 

RTK

5-10 (в зависимости от радиомодема)

до 1 мин

10-20мм

При наличии устройства связи (радиомодема)

 

Использование в сеансе измерений большего количества одновременно наблюдаемых спутников увеличивает объем измерений, что позволяет повысить достоверность и надежность определения векторов.

Значение DOP учитывает взаимное геометрическое расположение спутников и места установки антенны на момент измерений. Меньшее значение указывает на хорошую геометрию и, следовательно, хорошие условия измерений.

Пропуски циклов – потери в измерениях целых длин волн фазы несущей частоты при временной потере захвата спутников. Задача обработки спутниковых измерений выявить пропуски и исправить их. Большое количество неисправленных пропусков может привести к ошибочному определению векторов.

Сигналы со спутников, находящихся при углах возвышения над горизонтом менее 15°, искажаются влиянием тропосферы.

Многопутность влияет на фазовые и кодовые измерения и снижает точность определения векторов.

Выбор схемы построения сети, наличие и конкретная реализация методов зависит от типа и конструкции приемника, а также имеющегося программного обеспечения для обработки измерений.