Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. - Генике А.А.
ISBN 5-86066-063-4
Скачать (прямая ссылка):
В Заключении изложены основные направления дальнейшего совершенствования систем GPS и ГЛОНАСС, а также приведена краткая информация о планируемой разработке новой навигационной спутниковой системы Талилео". Наряду с этим рассмотрены перспективы развития специализированных дифференциальных спутниковых подсистем различного уровня, позволяющих с достаточно высокой точностью определять в динамике координаты как движущихся, так и неподвижных объектов. Повышенное внимание уделено проблемам метрологической аттестации спутниковой приемной аппаратуры (и в частности, проблеме обеспечения единства измерений в области больших длин при использовании спутниковых технологий). На заключительной стадии в сжатой форме рассмотрены вопросы рационального совместного использования различных спутниковых систем, а также их комплексирование с другими техническими средствами, способными решать аналогичные задачи.
Раздел 1. Основные принципы действия спутниковых систем определения местоположения
1.1. Особенности геодезических намерений спутниковыми методами
Специфика традиционных геодезических измерений, проводимых на земной поверхности, заключается, прежде всего, в высоких требованиях к точности измерений, проводимых в среде с постоянно меняющимися параметрами, к которой с полным основанием могут быть отнесены приземные слои атмосферы. При этом требования к повышению точности постоянно растут, что обуслоачиваст необходимость постоянного совершенствования технических средств и методов.
Большинство созданных к настоящему времени высокоточных геодезических инструментов (теодолиты, нивелиры, светолальноме-ры, тахеометры и др.) достигли достаточно высокого совершенства как за счет удачных технических решений, так и за счет хорошо продуманной технологии их использования. Однако многие из перечисленных выше приборов базируются на использовании оптического диапазона электромагнитных воли, что породило целый ряд существенных недостатков, которые были уже перечислены во введении (в частности, необходимость обеспечения прямой и оптической видимости между смежными пунктами, трудности организации круглосуточных измерений и, как следствие, сложность организации мониторингов для отслеживания различного рода деформационных процессов, трудности проведения геодезических измерений л динамике и т. д.).
Другой существенной особенностью традиционных геодезических измерений является весьма широкое распространение угловых измерений, которым во многих случаях отдаются предпочтения перед линейными измерениями (прежде всего, по экономическим соображениям), хотя по своим потенциальным возможностям современные высокоточные светодальномеры обеспечивают более высокий уровень точности.
Наконец, еше одна специфика традиционных наземных геодезических методов состоит в необходимости проведения измерений в вы-соколинамичных приземных слоях атмосферы, что существенно осложняет процедуру выполнения измерений и снижает потенциальный уровень точности.
14
Альтернативный подход к выполнению геодезических измерений на принципиально иной основе состоит в использовании пространственных методов измерений с применением в качестве опорных точек мгновенных положений искусственных спутников Земли. Базирующиеся на таких принципах измерительные комплексы получили название глобальных систем позиционирования, первоначальное назначение которых состояло в решении навигационных задач. Однако проведенные исследования показали, что за счет совершенствования аппаратного и программного обеспечения, а также технологии использования таких систем, они могут с полным успехом применяться и для решения широкого круга геодезических задач, резко повышая эффективность проводимых геодезических работ при одновременном значительном повышении потенциального уровня точности. С учетом этого рассмотрим основные характерные особенности современных геодезических спутниковых измерений.
При выборе наиболее подходящего диапазона электромагнитных волн, используемого при выполнении измерений, приходится учитывать тот факт, что создаваемая спутниковая система должна быть всепогодной, т.е. обеспечивать выполнение измерений при любых условиях погоды. Это требование является вполне обоснованным как для навигации, так и для геодезии. Кроме того, для одновременного обслуживания неограниченного числа потребителей, находящихся в пределах всего земного шара, с помощью весьма ограниченного количества спутников необходимо, чтобы диаграмма направленности установленной на спутнике излучающей системы охватывала всю видимую со спутника земную поверхность.
В дополнение к вышеизложенному приходится также учитывать необходимость сведения к минимуму влияния атмосферы (как тропосферы, так и ионосферы). Обобщение многочисленных, проведенных к настоящему времени исследований, свидетельствует о том, что наиболее полно перечисленным выше требованиям отвечает ультракоротковолновый (в частности, дециметровый) диапазон радиоволн.
При анализе различных геодезических спутниковых методов заслуживают внимания такие методы, как глобальная триангуляция, основанная на использовании угловых измерений, и глобальная спутниковая трилатерация, базирующаяся на измерении расстояний до спутников с применением излучений различных участков спектра электромагнитных волн.
