Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии. - Генике А.А.
ISBN 5-86066-063-4
Скачать (прямая ссылка):
При использовании регистрируемого времени ти1И значение вычисляемого расстояния R определяется как;
где р — интересующее нас геометрическое (истинное) расстояние между спутником и приемником; uSi — поправочный член, обусловленный различием показаний часов на передающем и приемном концах измеряемой линии, т.е. на спутнике и на наземной станции.
Входящая в формулу (1.4) поправка uSz зависит от стабильности хода часов на разнесенных в пространстве пунктах и может достигать значительных величин, исчисляемых в пересчете на единицы длины сотнями метров и более. Такое существенное различие между измеряемым и истинным значениями определяемых длин линий, т.е. между R и р, привело к введению для величины R названия псевдодальность, подчеркивая тем самым ее отличие от истинного значения измеряемого расстояния р.
Характеризуя в целом рассмотренный выше односторонний метод дальномерных измерений, нельзя не отметить как позитивные, так и негативные стороны этого метода. В частности, к позитивным показателям этого метода может быть отнесена возможность одновременного определения расстояний от одного, установленного на спутнике передающего устройства, до неограниченного количества приемных устройств, составляющих основу аппаратуры потребителя. Исключение из последней каких-либо радиопередатчиков, которые являются, как правило, потребителями значительного количества электроэнер-
20
гии и которые приводят к существенным усложнениям аппаратуры, также следует отнести к положительным качествам такого метода. Вместе с тем необходимость строгого учета поправок, обусловленных несинхронностью работы опорных генераторов (а следовательно, и часов) на спутнике и в аппаратуре потребителя, несомненно следует отнести к негативным показателям одностороннего метода.
1.3. Принципы измерения длин линий, используемые в спутниковой геодезии
При измерении длин линий наземными свето- и радиодальномерами широкое распространение получили импульсные и фазовые методы, а также их сочетания. Эти же методы составляют основу спутниковых дальномерных измерений. Вместе с тем в спутниковой геодезии получили развитие и методы, основанные на использовании кодированных сигналов, для которых характерны свои специфические особенности.
Импульсные принципы дальномерных измерений применительно к спутниковым методам позиционирования находят применение в упомянутых ранее лазерных дальномерных системах и в спутниковых альтиметрах. К положительным сторонам этого способа определени:і длин линий может быть отнесена возможность быстрого и однозначного определения измеряемого расстояния, что крайне необходимо при решении навигационных задач. Вместе с тем свойственный им пульсным принципам более низкий уровень точности в сравнении с фазовыми методами измерения дальностей следует отнести к наиболее существенному недостатку, ограничивающему широкое его использование в геодезии.
При разработке глобальных спутниковых систем определения местоположения, которая проводилась военными ведомствами в целях навигационного обеспечения судов военно-морского флота, возникла необходимость применения специализированных методов координатных (а следовательно, и дальномерных) определений, которые были бы доступны только санкционированным пользователям. Такая концепция привела к разработке способа дальномерных измерений, основанного на использовании кодированных сигналов. Не останавливаясь здесь на всех особенностях формирования таких сигналов и их использования при определении дальностей, отметим только тот факт, что с точки зрения построения на их основе дальномерных систем упомянутые ситалы представляют собой последовательность посылок единичного и нулевого уровня, которая приводит в конечном счете к формированию сигнала прямоугольной формы, причем кодированию под-
21
вергается длительность единичных и нулевых посылок. В процессе выполнения измерений с помощью глобальных спутниковых систем на передающем конце измеряемой линии (на спутнике) формируется соответствующий кодированный сигнал, а на приемном конце линии (в аппаратуре потребителя) для определения интересующей нас дальности должен быть сформирован опорный сигнал отклика, представляющий собой аналогичный закодированный сигнал, т. е. потребителю должен быть доступен принцип кодирования сигналов, используемых при определении расстояний между спутником и приемником.
При практическом использовании данного метода для целей измерения дальностей интересующее нас время прохождения определяется за счет введения соответствующей задержки в опорный сигнал отклика, фиксируя при этом максимальное корреляционное совпадение с принимаемым от спутника аналогичным кодированным сигналом.
Рассматриваемый принцип дальномерных измерений, базирующийся на использовании кодированных сигналов, сочетает в себе отдельные характерные особенности свойственные как импульсному, так и фазовому принципу определения дальностей. Так, например, при его применении удается избежать необходимости разрешения неоднозначности, т. е. по данному показателю кодовый метод подобен импульсному методу. В то же время при анализе особенностей определения моментов совпадения опорного и принимаемого сигнала часто вводят понятие смещения по фазе одного кодированного сигнала относительно другого, что характерно для фазовых методов измерения расстояний.
