Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. - Генике А.А.
ISBN 5-86066-063-4
Скачать (прямая ссылка):
Наряду с самопроизвольными уходами показаний часов на спутнике в них приходится вводить также поправку за релятивистский эффект.
4.4.2. Ошибки, обусловленные неточностью знания точки относимости
При измерении расстояний от спутников до расположенных на земной поверхности приемников с высокой степенью точности весьма важным фактором является знание положения той точки относимости, от которой отсчитываются интересующие нас расстояния. Применительно к спутниковым системам позиционирования такими точками принято считать фазовые центры антенн как на спутнике, так и в приемнике. Положения упомянутых центров с высокой степенью точности не удается установить на основе каких-либо геометрических измерений, а поэтому эти параметры стремятся определять на основе специальных измерений в заводских условиях с применением соответствующих приспособлений. 168
Следует при этом отметить, что требования к точности определения фазовых центров на спутнике и в приемнике существенно различны. Погрешность определения центра для установленной на спутнике антенной системы воспринимается как неточность знания эфемерид, которые определяются на метровом уровне точности, Что касается фазового центра антенны приемника, то с этим параметром непосредственно связано определение разности координат между пунктами на сантиметровом (и даже на миллиметровом) уровне точности.
С учетом вышеизложенного потребители основное внимание уделяют проблеме установления положения фазового центра спутникового приемника. Поскольку в современных спутниковых приемниках преимущественное распространение получили микрополосковые антенны, имеющие симметричную конструкцию относительно оси вращения антенного устройства, то местоположение фазового центра а горизонтальной плоскости, как правило, совмещают с упомянутой осью вращения. Что касается фиксации фазового центра в направлении вертикальной оси, то эта величина, определяемая в большинстве случаев фирмой-изготовителем приемной аппаратуры, вкосится в паспорт приемника, причем разработчики стремятся к тому, чтобы упомянутая величина была одинаковой для всех приемников одного типа. Фирмы-изготовители геодезических спутниковых приемников гарантируют при этом точность нахождения и стабильность положения фазового центра на уровне единиц миллиметров,
В литературе имеются сведения об исследованиях вариаций положения фазового центра, которые для спутниковых приемников более ранних конструкций оцениваются величинами от 1 до 2 см. Применительно к современным приемникам с микрополосковыми антеннами отмеченные вариации, как правило, не превышают нескольких миллимегров.
4.4.3. Ошибки, связанные с влиянием нестабильности аппаратурных временных задержек и внутренних шумов приемника
Наряду с рассмотренными выше источниками ошибок возникает также необходимость учета погрешности измерений, обусловленной изменениями во времени прохождения электрических сигналов в аппаратуре потребителя. Влияниям такого рода подвержены, в частности, получившие в последние годы наибольшее распространение многоканальные GPS и ГЛОНАСС-приемники, в которых для прохождения сигналов от различных спутников представляется отдельный, реально существующий канал. Временные задержки н упомянутых каналах могут заметно различаться, что может приводить к появлению дополнительных ошибок в результатах измерений.
169
Для борьбы с отмеченным влиянием фирмы-изготовители предпринимают меры по калибровке и компенсации задержек в трактах приемной аппаратуры потребителя. С этой целью в некоторых типах приемников вводится специальный контрольный канал, позволяющий оперативно оценивать расхождения в задержках, возникающих в различных рабочих каналах. Весь комплекс предпринимаемых мер позволяет свести остаточное влияние, обусловленное такого рода источниками ошибок, до величины, исчисляемой несколькими миллиметрами. Вдополнение к вышеизложенному следует заметить, что при использовании дифференциальных методов измерений отмеченное влияние может быть исключено практически полностью.
При прохождении сигналов по электрическим цепям приемника наблюдается не только их задержка во времени, но и воздействие на них внутренних шумов приемника. Последний фактор имеет важное практическое значение, так как уровень внутренних шумов определяет разрешающую способность используемых методов измерений. В частности, применительно к GPS-измерениям из-за влияния отмеченного фактора потенциальная точность Офаничивается величиной равной около 1 % от используемой длины волны, что для С/А-кода соответствует 3 м, для Р-кода — 30 см, а для фазовых измерений, относящихся к несущим колебаниям, — около 2 мм. Наиболее эффективная мера ослабления такого рода влияний подразумевает использование новой малошумяшей элементной базы. В создаваемых в настоящее время приемниках нового поколения, использующих такую малошу-мящую элементную базу, удается повысить разрешающую способность примерно на порядок.
4.5. Геометрический фактор
Одна из характерных для спутниковых систем особенностей определения местоположения интересующих нас точек на основе использования пространственной линейной засечки состоит в том, что результирующая точность координатных определений зависит не только от точности выполняемых дальномерных измерений, но и от геометрии расположения наблюдаемых спутников. Для иллюстрации механизма понижения точности из-за геометрии расположения участвующих в изменениях спутников рассмотрим приведенный на рис. 4.4 и рис. 4.5 пример двухмерного определения местоположения интересующего нас пункта P при различных удалениях спутников друг от друга.
