Материал: 2430

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Искомый вектор RA находят из реше-

KA1

KA3

ния четырех нормальных уравнений,

 

 

 

 

 

 

 

KA2

связывающих

поправки

к прибли-

 

KA4

 

женным координатам определяемой

 

 

 

 

точки и к часам приемника.

 

 

 

 

И

 

 

Чаще всего точность абсолют-

 

 

ного позиционирования

для

целей

 

 

навигации оказывается

недостаточ-

 

 

ной, и для ее повышения используют

ОП-1

ОП-2

дифференциальные подсистемы.

 

 

Д

 

 

Рис. 10.15. Схема размещения

Относительное позициониро-

вание считается наиболее точным и

пунктов при относительном

предполагает

использование

двух

 

позиционировании

 

синхронно работающих приемников

 

 

(рис. 10.15), один из которых установлен на опорном пункте ОП-1 и

рой – над определяемой точкой ОП-2 и называется ровером (rover).

называется базовым или референцнымА(base or reference station), а вто-

При обработке результатов измерений формируются пространственные

векторы, определяющие положение ровера относительно базового

б

-6

пункта; применение специальных приемов позволяет компенсировать

наиболее значимые погрешности измеренных дальностей и уменьшить влияние остальных источников оши ок до приемлемых пределов.

 

Для целей навигации по понятным причинам используются

 

и

 

 

 

 

только кинематические режимы измерений (с подвижным ровером),

 

общая характер

ст ка которых представлена в табл. 10.6.

 

 

 

 

 

 

Таблица 10.6

 

Реж м

 

 

Характеристики

 

Точность*, мм

 

 

 

Определение положения точек при

 

 

К немат ка

 

перемещении ровера (в движении или

(10 20 + 2 10 D)

 

 

 

с коротк ми остановками)

 

 

 

 

 

 

 

 

тойди

 

Одноминутные остановки на опре-

(5 + 1 10-6D)

 

 

деляемых пунктах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Постоянная связь с базовой станци-

 

 

RTK

 

ей по радиомодему и определение ко-

(5 + 1 10-6D)

 

 

 

ординат в реальном масштабе времени

 

 

 

 

 

 

 

 

OTF

 

Определение координат

центров

 

 

 

фотографирования в полете

двухча-

100 150

 

(на – лету)

 

 

 

стотным приемником

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание: * D – расстояние между базовым и определяемым пунктами.

96

Режим кинематики имеет ряд разновидностей:

стой – иди (Stop and Go) с короткими остановками на определяемых точках, координаты которых определяются при постобработке;

кинематики в реальном времени (Real Time Kinematics – RTK), предполагает оснащение приемников радиомодемамиИи определение координат точек установки ровера в течение нескольких секунд с учетом поправок, полученных по радиомодему с базовой станции;

OTF (On The Fly – на лету), используется для определения координат движущихся объектов (самолетовД, автомобилей и др.) при помощи непрерывного приема сигналов двухчастотным приемником.

Одновременное наблюдение спутников ГЛОНАСС и GPS позволяет повысить точность позиционированияАи сократить время измерений.б

и

Для

обеспечения соответствую-

 

С

щих работ в зависимости от их точно-

сти и размера территории может ис-

 

 

пользоваться либо одиночная станция,

 

либо несколько объединенных в сеть

 

станций.

 

 

 

Одиночная станция может быть

 

постоянной или временной и включа-

 

ет автономно работающий двухча-

 

стотный

спутниковый

приемник,

Рис. 10.16. Сеть постоянно

двухчастотную антенну

и средства

работающих базовых станций

связи. Управление работой приемника

осуществляется компьютером, расположенным рядом с приемником или на удалении от него.

97

«Сырые» (необработанные) результаты кодовых или фазовых спутниковых измерений, получаемые приемником ГНСС, передаются в память компьютера и записываются в файлы определенной длины и с помощью специализированного программного обеспечения передаются по каналам связи на FTP-сервер для обеспечения пользователям простого к ним доступа через Интернет. Одновременно с помощью этих программ выполняется обработка данных приемника ГНСС и расчет дифференциальных поправок, которые могут передаваться удаленному на расстояние до 300 км пользователю по радиоканалам, высокоскоростным беспроводным сетям (GSM, GPRS, CDMA и др.) или через Интернет [32].

Точность позиционирования по этой схеме заметно падает с увеличением расстояния до базовой станции, и сантиметровая точность определения координат в режиме реального времени RTK достигается лишь на удалениях, не превышающих 20–30 км [17], а

субметровая – на удалениях до 200 км [45].

И

 

 

 

 

Сеть базовых станций является, как правило, стационарной и

включает 5, 10, 20 и более подключенных к серверу по каналам связи

спутниковых приемников, каждый из которых работает автономно и

вне зависимости от других. В этом случае сантиметровая точность

позиционирования может

достигнута на значительной террито-

 

 

 

Д

рии (см. рис. 10.16).

 

 

 

Такая сеть в ольшинстве случаев более эффективна по сравне-

нию с традиционными триангуляционными и полигонометрическими

построен

, поскольку станции могут быть установлены в любом

 

 

А

 

месте, вне зав с мости от условий видимости между ними, геометрия

сети не является столь кр т чной, а точность выше и более стабильна.

Все базовые станц

по каналам связи (телефонным провод-

ным л н ям,

компьютерной сети, сотовой связи или по сети Интер-

 

быть

 

 

нет) связываются с сервером стационарного вычислительного цен-

Стра. ямиУстановленное на сервере специализированное программное обеспечение осуществляет управление всеми базовыми станциями сети, загрузкой файлов спутниковых данных приемников в память сервера через регулярные промежутки времени, расчет дифференциальных поправок и пр. [32].

Концепция виртуальной базовой станции (VRS – Virtual Reference Station), являющейся логическим продолжением рассмотренных выше технологий и объединяющей большую зону покрытия с небольшим ко-

98

личеством базовых станций, по сути, является дальнейшим развитием технологии ДПС OmniSTAR и сводится к следующему [5, 45]:

1)данные референцных станций сети непрерывно передаются в вычислительный центр, где выполняется разрешение фазовых неод-

нозначностей для базовых линий сети, сравнение полученных из мгновенных решений координат с известными координатамиИи формирование невязок;

2)используя математический аппарат фильтра Калмана (4.2), выполняется построение линейной или более сложной модели оши-

бок, необходимой для прогнозирования вероятных ошибок в положении базовых станций; Д

3)по навигационным координатам пользователя и поступающим с его приемника результатам измерений выполняются:А

 

реально существующей

азовой станцией и приемником пользователя.

 

приёмни

 

 

 

Решаемые с помощью одиночных базовых станций, реальной

 

или виртуальной сети задачи зависят от возможностей используемого

 

программного о еспечен я.

 

 

 

 

Таблица 10.7

 

Программа

 

 

Основные функции программы

 

 

 

Обслуж ван е од ночной станции. Запись в компьютер данных базо-

 

 

GPSBase

вой станцбдля постобработки, расчет и передача поправок RTK-

 

 

сант метровой точности при удалениях до 20 км и поправок DGPS-

 

 

 

 

 

 

субметровой точности при удалениях до 200 км

 

 

 

 

 

 

 

Обслуживание сети базовых станций. Связь с удалёнными базовыми

 

 

 

GPS-

ками, контроль целостности системы и качества, анализ

 

 

GPSNet

поступающих данных с оценкой многолучёвости, определение срывов

 

 

слежения за фазой несущей и её восстановление, расчет и передача

 

 

 

 

 

 

дифференциальных поправок для мобильного пользователя от ближай-

 

 

 

шей к нему базовой станции

 

 

 

 

 

СRTKNet

Технология VRS (три и более базовых станции). Обработка данных

 

всех станций сети, построение модели ошибок, расчет поправок с точ-

 

ностью от 0,02 – 0,03 м до 1,0 – 3,0 м для режимов DGPS и RTK, реали-

 

 

 

 

 

 

зации инициализации OTF

 

 

 

 

 

 

 

99

В табл. 10.7 приведены основные функции программ, разработанных компанией Trimble для обслуживания базовых станций [45].

По мере изменения технических условий или роста требований к точности программа GPSBase легко модернизируется до GPSNet

или до RTKNet.

И

 

10.4. Интеграция инерциальных и спутниковых систем

Интеграция двух навигационных систем предполагает их взаимное дополнение и возможность повышения эффективности совместной эксплуатации. Такая возможность становится реальностью только при условии изучения их достоинств и недостатков, разработки средств устранения недостатков каждой из них и суммирования в гибридной системе их достоинств, а также соответствующей технологии интеграции.

10.4.1. Достоинства и недостатки навигационных систем

Интерес потребителей к инерциальным средствам измерений

объясняется рядом их преимуществ перед другими системами, ос-

новными из которых являются:

Д

 

автономность ра оты, независимость от внешней информа-

ции и

 

 

измерений;

 

возможность определения углов ориентации по трем коор-

д натным осям выч сленАя относительных координат;

высокая частота решений, достигающая 500 Гц и пр. [32].

Вместе

 

тем

м пр сущи и весьма существенные недостатки,

связанные с

 

 

накоплением ошибок вследствие дрейфа гиро-

скопов

 

быстрым

 

нтегр рован я х показаний: поскольку скорость вычис-

ляется

нтегр

рован

ем ускорения, то постоянная его ошибка пре-

образуется в непрерывно нарастающую ошибку и скорости, и коор-

Сдинатусловийобъекта.

Казалось, что появление глобальной спутниковой навигационной системы (ГН С), обеспечивающей возможность получения точных и относительно стабильных во времени абсолютных координат с помощью сравнительно недорогого и компактного оборудования, позволяет отказаться от использования инерциальной системы. Однако оказалось, что и спутниковые системы также не свободны от недостатков, наиболее существенными из которых являются [32]:

100

Источник: https://studfile.net/preview/16408487/