Лекция 9. Основы спутникового позиционирования
Картография выполняемых работ
Понятие о спутниковых системах позиционирования
Спутниковое позиционирование — метод определения координат объекта в трехмерном земном пространстве с помощью спутниковых систем. Этот метод дополняет и вытесняет такие классические методы, как полигонометрия, триангуляция и трилатерация. Системы спутникового позиционирования — современные средства координатно-временного обеспечения разнообразных работ. Основным достоинством спутниковых систем позиционирования является их глобальность, оперативность, всепогодность, оптимальная точность и эффективность. Для измерений не нужна видимость между определяемыми пунктами. В геодезии чаще всего применяются относительные измерения, что связано с более высокой точностью получения координат данным методом. При статическом позиционировании приемники работают одновременно на двух станциях — базовой с известными координатами и определяемой. После окончания измерений выполняется совместная обработка информации, собранной двумя приемниками. Точность способа зависит от продолжительности измерений, которая выбирается в соответствии с расстоянием между точками. Современные приемники позволяют достичь точности определения плановых координат 5—10 мм, высотных — в 2 — 3 раза ниже. Кинематические измерения позволяют получать координаты точек земной поверхности за короткие промежутки времени. При этом вначале статическим способом определяют координаты первой точки, т. Для контроля измерения завершают на первой точке либо на пункте с известными координатами, где выполняют статические наблюдения. Точность кинематического способа составляет 2 — 3 см в плане и 6 — 8 см по высоте. С помощью аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем могут осуществляется следующие геодезические работы:. Спутниковые геодезические определения координат выполняются на Западе Московской области: Топографическая съемка для ГПЗУ. Схема планировочной организации земельного участка СПОЗУ. Инженерно-геодезические изыскания в строительстве. Сдача электроустановок в эксплуатацию. Изготовление схем энерго-потребляющих устройств. Лекции для руководящего состава предприятий и органов власти. Обучение ГИС Карта
Под позиционированием понимается определение с помощью спутниковых систем местонахождения наблюдателя или объекта в трехмерном земном пространстве. Достоинства спутниковых систем позиционирования: Для измерений не нужна видимость между определяемыми пунктами. Первое поколение спутниковых систем разрабатывалось еще до х гг. И использовалось более 20 лет. Это NNSS США и ЦИКАДА СССР. NNSS Navy Navigation Satellite System разрабатывалась для ВМФ США, позже получила название TRANSIT. Находилась в эксплуатации с г. Открыта для гражданского использования. Уже в х гг. В России за период с по гг. Разработки по ЦИКАДА начаты в г. GPS Global Positioning System , параллельное название NAVSTAR NAVigation Satellite Timing and Ranging: ГЛОНАСС ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система: Навигационные спутниковые системы предназначены для определения местоположения, скорости движения, а также точного времени морских, воздушных, сухопутных и других видов потребителей. NAVSTAR и ГЛОНАСС - системы двойного назначения, изначально разработанные по заказу и под контролем военных для нужд Министерств обороны и поэтому первое, и основное назначение у систем стратегическое, второе назначение указанных систем гражданское. Исходя из этого, все действующие ныне спутники передают два вида сигналов: Навигационные системы являются независимыми полностью автономными и беззапросными пользовательская аппаратура только принимает сигнал, не посылая запрос на спутник. В других странах также ведутся разработки: Gallileo Европейское сообщество , COMPASS Китай , IRNS Indian Regional Navigation System Индия. Сегмент созвездий спутников и в GPS, и в ГЛОНАСС должен состоять из 24 спутников. Каждый спутник имеет по 4 атомных эталона частоты и времени, аппаратуру для приема и передачи радиосигналов. Спутники, разбитые по группам, вращаются в своих орбитальных плоскостях на неизменной средневысотной орбите, на постоянном расстоянии от поверхности Земли. Для получения сигнала в любое время, в любой точке земного шара требуется 24 спутника. Если разделить условно, то по 12 спутников на каждое полушарие. Резервные спутники не бездействуют и также участвуют в работе системы, улучшая точность позиционирования и обеспечивая достаточную избыточность. Сегмент наземного контроля и управления состоит из станций слежения за спутниками, службы точного времени, главной станции с вычислительным центром и станций загрузки данных на борт спутников. Спутники GPS проходят над контрольными пунктами дважды в сутки. Главная станция — база ВВС в Колорадо-Спрингс Калифорния. Точное время — обсерватория в Вашингтоне. В ГЛОНАСС Центр управления системой под Москвой. В задачи данной подсистемы входит контроль правильности функционирования спутников, непрерывное уточнение параметров орбит и выдача на спутники временных программ, команд управления и навигационной информации. При пролёте спутника в зоне видимости станции измерения, управления и контроля, она осуществляет наблюдение за спутником, принимает навигационные сигналы, производит первичную обработку данных и производит обмен данными с центром управления системой. На главной станции происходит обработка и вычисление всех поступающих от сети управления данных их математическая обработка и вычисление координатных и корректирующих данных, подлежащих загрузке в бортовой компьютер спутника. Сегмент аппаратуры пользователей различен в зависимости от назначения. В общем случае состоит из навигационных приемников и устройств обработки, предназначенных для приема навигационных сигналов спутников и вычисления собственных координат, скорости и времени. В простейшем случае — миниатюрный приемник с источником питания. Комплект аппаратуры для геодезических определений включает антенну, приемник, контроллер управляющее устройство , блок питания, кабели, штативы, вешку для установки антенны, приспособление для измерения высоты антенны и пр. Принцип определения координат основан на вычислении расстояний от точки до нескольких спутников системы глобального позиционирования. Расстояния определяются по времени, прошедшем с посылки электромагнитного сигнала со спутника до поступления его в приемник. Где эти две сферы пересекутся, и будет областью нашего предполагаемого местонахождения. Место пересечения трёх предполагаемых сфер и будет местом нашего позиционирования. Для устранения неверного решения и одновременного уточнения места позиционирования потребуется чётвертый спутник. Задача вычисления своего местоположения пользователем является достаточно сложной, так как для вычисления собственных координат на местности необходимо вычислить координаты нескольких спутников, то есть знать их точное местоположение относительно приёмной аппаратуры. Спутники постоянно двигаются, соответственно координаты постоянно меняются. Для оперативного просчёта и уменьшения вычислительной мощности размеров и стоимости пользовательской аппаратуры, вычисление максимально возможного объема данных было возложено на наземный комплекс управления, в котором по результатам наблюдений за спутниками просчитывается прогноз параметров орбиты в фиксированные опорные моменты времени и во время сеансов связи передаются на спутник. Зная предполагаемые параметры орбиты и точные координаты спутника в опорной точке можно вычислить координаты спутника в любой произвольный момент времени. Спрогнозированные параметры орбиты и их производные называются — эфемеридами. Передатчики, находящиеся на спутнике в беспрерывном режиме на высокой частоте передают навигационные сообщения , содержащие эфемериды с метками времени и альманахом. Пользовательская аппаратура, принимая такое навигационное сообщение и опираясь на заложенный в памяти предыдущий альманах, максимально быстро и точно определяет собственные координаты, при необходимости выводя их на средства отображения информации. Источники погрешностей в определении дальностей связаны с влиянием ионосферы, нижних слоев атмосферы, эффектом многолучевости, несинхронностью генерации сигналов на спутнике и в приемнике, препятствиями на пути сигнала. На высотах от 50 до км над Землей содержатся свободные электроны и ионы. Взаимодействие электромагнитной волны и частиц ионосферы при прохождении радиосигнала порождает вынужденное колебательное движение заряженных частиц. Это приводит к изменению скорости и направления распространения электромагнитной волны. Минимизируют влияние за счет использования волн разной длины. Влияние нижних слоев атмосферы. Скорость света постоянна только в вакууме, в атмосфере она меняется в зависимости от коэффициента преломления среды, который, в свою очередь, зависит от метеопараметров и от направления, по которому проходит сигнал от спутника от высоты спутника над горизонтом. При измерениях вводят поправку по модели стандартной атмосферы. Несинхронность генерации сигналов на спутнике и в приемнике. Синхронизация часов приемника производится в процессе инициализации приемника. Различают три вида инициализации: Когда приемник включается впервые или при длительном времени бездействия, данные о его местоположении, сохраненные во внутренней памяти, не совпадают с актуальными. Тогда для начала выполняется поиск спутником, получение данных о состоянии и эфемерид. Затем идет определение дальностей до нескольких спутников, рассчитывается ошибка местоопределения и идет синхронизация часов. Эффект многолучевости возникает за счет отражения сигнала от земной поверхности и окружающих предметов. Погрешность может достигать 10 м при кодовых измерениях. Для защиты от влияния отраженных сигналов в приемнике реализован алгоритм сравнения нескольких сигналов, приходящих от одного спутника, и отсева наиболее слабых многоканальность. Препятствия на пути сигнала — крупные предметы, здания и сооружения непреодолимы для спутникового сигнала. Пространство эффективного приема значительно уменьшается в городах, лесу, горах. Фазовый способ более чувствителен, чем кодовый. Работе могут помешать мощные радиолокационные и телевизионные станции, если они расположены в радиусе м. Устранить нельзя, выбирают оптимальное место наблюдения. Точность определения координат с помощью глобальных систем позиционирования в геодезии: Два метода обработки данных дифференциального способа: Все приемники делятся на одно- и двухсистемы принимающие сигналы только от системы GPS и от GPS и ГЛОНАСС , кодовые и кодово-фазовые, одно- и двухчастотные. Пространственный геометрический фактор дает оценку точности местоопределения — pDOP Dilution of Precision. Результат отображается на экране дисплея в форме геодезических координат или в виде индекса направления. Полевое картографирование, формирование баз данных. Обязательна возможность атрибутирования объектов съемки, подключение к средству обработки. Точность местоопределения — сантиметры и доли сантиметров. Комплект включает не менее 2-х специализированных приемников для измерения дальностей фазовым способом. Геоинформатика разрабатывает принципы, методы и технологии сбора, накопления, передачи, обработки и представления данных для получения на их основе новой информации и знаний о пространственно-временных явлениях в геосистемах. Информация — одно из свойств предметов, явлений, процессов, отражающее смысл, вкладываемый человеком в данные. Знания — отражение семантических аспектов реального мира в мозгу человека или системах искусственного интеллекта. Интерпретация информации об окружающих объектах или явлениях. Пространственные данные делятся на позиционные и атрибутивные. Первые характеризуют положение объекта в 2-х или 3-х мерном пространстве , вторые дают качественные или количественные тематические характеристики объекта. ГИС — информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных. ГИС ГИС-пакет — программный продукт, в котором реализованы функциональные возможности ГИС. Поддерживается программным, аппаратным, информационным, нормативно-правовым, кадровым и организационным обеспечением. Под цифровыми моделями рельефа обычно понимается логико-математическое описание объекта или явления в цифровом виде, включая заданную форму представления исходных данных, их взаимосвязи и структуру, а также метод восстановления рельефа интерполяция, аппроксимация или экстраполяция по его цифровым данным. Здесь необходимо отметить, что самыми распространенными являются прямоугольные квадратные сетки в силу более простого и как следствие более разработанного математического аппарата; при использовании треугольных сеток объем вычислений значительно возрастает, но они обладают преимуществом однозначной трактовки характера форм рельефа. Выбор типа ЦМР обычно бывает определен источником исходных данных. С другой стороны, при построении ЦМР необходимо помнить о некоторых обязательных критериях: Для построения ЦМР необходимо решить задачу восстановления интерполяции поверхности. Для пояснения можно привести следующую аналогию. На плоскости наколоты булавки различной высоты, определяющие значения показателя в этой точке. Например, для рельефа земной поверхности это будут высоты, для характеристики загрязнения природной среды - концентрации поллютантов и т. Метод, которым будет восстановлена поверхность, можно уподобить резиновому листу, опирающемуся на эти булавки. Методы отличаются друг от друга тем, будут ли все отметки касаться листа или некоторые будут над под ним, а также как будет выглядеть поверхность между ними. Выбор метода построения зависит от конкретной цели исследования. Анализ геополей может существенно облегчить исследование структуры, взаимосвязей и динамики различных природных, социально-экономических и экологических явлений. Список таких задач обширен: Особенно полезно сравнительное изучение нескольких геополей, например, поля загрязнения почвенного покрова и рельефа земной поверхности, демонстрирующего очаги накопления и миграцию загрязнителей по территории. Эффективность использования геополей зависит во многом от формы представления исходных данных и методов его моделирования. Источниками исходных данных для создания ЦМР суши служат топографические карты, аэрофотоснимки, космические снимки и другие ДДЗ, данные альтиметрической съемки, спутниковых систем позиционирования, нивелирования и других методов геодезии; подводного рельефа акваторий батиметрии -- морские навигационные карты, данные промерных работ, эхолотирования, в том числе с использованием гидролокатора бокового обзора; рельефа поверхности и ложа ледников -- аэросъемка, материалы фототеодолитной и радиолокационной съемки. Методы и алгоритмы создания и обработки ЦМР применимы к иным физическим или статистическим рельефам и полям: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. Конструктор и деструктор Hand-outs. Основы административного права I. Лекция по истории психологии I. Теоретические основы БЖД II. Основы определения страхового тарифа III. Методологические основы истории Primer 2 Лекция 10 Primer 4 Лекция 10 Абсолютные величины. Абсолютные и относительные величины Анализ безубыточности. Наиболее распространенные технологии финансового анализа Аналитический способ. Определение плановых координат точек местности. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Сферы применения спутникового позиционирования: Второе поколение систем спутникового позиционирование — GPS США и ГЛОНАСС Россия. Существуют устройства, использующие обе системы.
Руки вверх мягкий снег
Yamaha axis 90 характеристики
Гис энергоэффективность модуль энергетическая декларация вход
Схема двигателя 6g72
Как написать жалобу в магазин образец