Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. - Генике А.А.
ISBN 5-86066-063-4
Скачать (прямая ссылка):
При разработке методов всемирной спутниковой триангуляции, которые начали развиваться сразу же после запуска в 1957 г. первого советского искусственного спутника Земли, предпочтение было отдано методам фотографирования спутников на фоне звезл. Были разра-
15
ботапы специальные метрические фотокамеры в сочетании с соответствующими фотограмметрическими методами, позволяющими получать на основе этих снимков необходимую информацию об ориентир-ных направлениях, используемых при построении глобальной геодезической сети [7]. Характерная для этого метода аппаратура оказалась тяжелой и дорогостоящей, сами наблюдения были малопродуктииными, так как приходилось выбирать такие периоды времени, когда соблюдались условия чистого неба одновременно как минимум на двух пунктах, разнесенных на большие расстояния. При этом точность измерений оказалась сравнительно невысокой. Из-за перечисленных выше недостатков данный метод достаточно быстро был вытеснен глобальной спутниковой трилатерацией. Последний метод, основанный на использовании спутниковых дальномерных систем, широко применяется в настоящее время для построения глобальных, региональных и локальных геодезических сетей.
В свою очередь, развитие упомянутых спутниковых дальномерных систем происходило по двум основным направлениям. Одно из них было связано с созданием дальномеров, работающих в оптическом диапазоне. В результате были созданы лазерные спутниковые дальномерные системы, с помощью которых был достигнут весьма высокий уровень точности. Однако созданные лазерные комплексы оказались сравнительно дорогими, громоздкими и требующими для работы наличия чистого неба. В связи с этим применение таких систем 'ограничивается, в большинстве случаев, использованием их на специально оборудованных пунктах, входящих в состав обсерваторий или других исследовательских центров. Причем с помощью таких систем решаются, как правило, различные специализированные задачи (в частности, уточнение элементов орбит спутников, определение длин высокоточных базисов для сравнительной оценки точности других спутниковых систем и Др.).
Другое направление базировалось на совершенствовании радио-дальномерных систем. При этом был использован накопленный опыт, связанный с созданием наземных радиодальномерных систем (таких, как «Дскка», «Хиран» и др.). Одна из специфических особенностей созданных за последние десятилетия спутниковых радиодальномерных систем заключалась в достаточно широком применении метода измерений, основанного на использовании доплеровского эффекта. Созданная в США на такой основе военно-морская навигационная спутниковая система NNSS, известная также, как система «Транзит», получила несьма широкое распространение как в навигации, так и в геодезии, и явилась предшественницей современной глобальной системы позиционирования GPS. Аналогичная система с условным названием «Цикада» была создана и в бывшем Советском Союзе 117. 70].
16
Накопленный опыт эксплуатации системы «Транзит» показал целесообразность ее коренной модернизации, связанной не только с выбором более высоких орбит для навигационных и геодезических спутников, но и с заменой основополагающих принципов дальномерных измерений. Наибольший прогресс в повышении потенциальной точности дальномерных измерений был достигнут за счет внедрения в такие системы фазового метода, применение которого при спутниковых измерениях обусловило необходимость проведения весьма обширных и тщательно выполняемых исследований.
Еше одна особенность используемых в навигации и геодезии спутниковых дальномерных систем состоит в том, что выбираемый дальномерный принцип должен открывать возможность одновременного выполнения измерения расстояний между спутником и неограниченным количеством станций, находящихся на земной поверхности. При этом для создания массовой портативной, экономичной и сравнительно недорогой аппаратуры потребителя целесообразно исключить двухсторонний обмен информацией со спутником, подразумевающий наличие радиопередающих устройств в составе аппаратуры пользователя. Это требование обусловило целесообразность применения одностороннего метода дальномерных измерений. Обобщение перечисленных выше особенностей, характерных для спутниковых еєо-дезических измерений, свидетельствует о том, что наибольшего внимания заслуживает спутниковый радиодальномерный метод координатных определений с использованием достаточно «высоких» спутников и одностороннего прохождения информационных си талон от спутника до находящихся на земной поверхности приемника. По мере изложения последующего материала эти особенности будут постоянно иметься в виду, а по мере необходимости они будут развиваться и дополняться.
1.2. Двусторонний и односторонний методы дальномерных измерений
При определении длин линий на местности наземными свето- и радиодальномерами широкое распространение получил двусторонний метод измерения расстояний, отличительная особенность которого состоит D том. что используемые при измерениях сигналы, несущие H себе информацию о величине пройденного ими пути, проходят искомое расстояние дважды (в прямом и обратном направлениях). Такая концепция позволяет избавиться от целого ряда ошибок, связанных с несинхронностью работы генераторов, формирующих такие сигналы и участвующих в измерительном процессе.
