Спутниковые системы и технологии позиционирования

Июль 26, 2022

Главная
Разное
Спутниковые системы и технологии позиционирования

Содержание

2. Раздел 1. Спутниковые системы и технологии позиционирования ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ
3. Лекция 1. Понятие и архитектура ГНСС
4. Целью изучения курса получить представление: об общей теории определения координат пунктов спутниковым методом; о теории определения
5. Преимущества использования ГНСС в геодезии: Широкий диапазон точностей - от первых метров до первых миллиметров практически
6. Недостатки использования ГНСС в геодезии: Проблема согласования с результатами классических измерений (привязки к ГГС). Зависимость от
7. Глобальная навигационная спутниковая система комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для
8. Структура ГНСС Подсистема космических аппаратов; Подсистемы контроля и управления; Подсистема пользователей. Геодезическое применение технологий ГНСС
9. Сегмент ГНСС Подсистема космических аппаратов высокоорбитальные спутники, снабженные бортовым навигационным передатчиком, высокоточными атомными часами, бортовым управляющим
10. Задачи сегмента ГНСС Подсистема космических аппаратов: прием и хранение данных, передаваемых контрольным сегментом, поддержание точного времени
11. Группировка GPS Геодезическое применение технологий ГНСС
12. Группировка ГЛОНАСС Геодезическое применение технологий ГНСС
13. Основные характеристики созвездий ГНСС Геодезическое применение технологий ГНСС
14. Основные характеристики созвездий ГНСС Геодезическое применение технологий ГНСС
15. Опрос по определениям ГНСС – Структура ГНСС – Навигационный спутник – Блок спутников – Эфемерида –
16. Сегмент ГНСС Подсистема космических аппаратов; Подсистема контроля и управления сеть станций мониторинга, центры управления и станции
17. Задачи сегмента Подсистема космических аппаратов; Подсистемы контроля и управления: отслеживание орбит спутников, контроль рабочего состояния спутников,
18. Подсистема контроля и управления: GPS Геодезическое применение технологий ГНСС
19. Подсистема контроля и управления: ГЛОНАСС Геодезическое применение технологий ГНСС
20. Сегмент ГНСС Подсистема космических аппаратов; Подсистемы контроля и управления; Подсистема пользователей Спутниковый приемник – радиоприёмное устройство
21. Информационно-технические службы ГНСС Международная служба вращения Земли (МСВЗ) Международная ГНСС Служба (IGS) Информационная система данных о
22. Глобальная сеть IGS Геодезическое применение технологий ГНСС
23. Классификация спутниковых приемников Вид сигнала: кодовые – приемник, требующий знания, по крайней мере, одного системного кода
24. Классификация спутниковых приемников По количеству используемых систем: односистемные – поддерживают только одну ГНСС; многосистемные – принимают
25. Структурная схема спутникового приемника Геодезическое применение технологий ГНСС
26. Опрос по определениям Подсистема контроля и управления – Информационно-технические службы – Спутниковый приемник – Классификация спутниковых
27. Лекция 2: Навигационные сигналы
28. Физические принципы измерений Спутниковые методы определения координат измеряют линейные величины – расстояния между объектами и разности
29. Формирование несущей частоты Формирование сигнала на спутнике начинается в квантовом генераторе частоты, так называемых атомных часах,
30. Параметры сигнала Электромагнитное колебание может быть охарактеризовано четырьмя параметрами: амплитудой, частотой, фазой и поляризацией. Если один
31. Параметры сигнала Фазовая модуляция – это один из видов контролируемого изменения параметров электромагнитного колебания, при котором
32. Модуляция сигналов Геодезическое применение технологий ГНСС
33. Структура сигнала GPS Геодезическое применение технологий ГНСС
34. Опрос по определениям Генератор частоты – Виды модуляции – Фазовая модуляция – Навигационный сигнал – Геодезическое
35. Лекция 3: Навигационные сообщения
36. Навигационное сообщение Геодезическое применение технологий ГНСС
37. Основные виды спутниковых наблюдений Универсальное обозначение для разных видов наблюдений: Фазовая дальность L1 Фазовая дальность L2
38. Опрос по определениям Навигационное сообщение – Геодезическое применение технологий ГНСС
39. Лекция 4: Радиотехнические принципы измерения навигационных параметров
40. Основное уравнение космической геодезии Y X измеренная известная определяемая Геодезическое применение технологий ГНСС
41. Уравнение измерений Геодезическое применение технологий ГНСС
42. Геодезическое применение технологий ГНСС
43. Раздел 2: Основные источники ошибок измерений и их влияние на определение координат потребителей
44. Лекция 1: Ошибки, обусловленные информационным обеспечением и распространением радиосигналов
45. Погрешности ГНСС: В ГЛОНАСС/GPS технологиях можно выделить четыре основных источника ошибок: ошибки информационного обеспечения; влияние внешних
46. Ошибки эфемерид Геодезическое применение технологий ГНСС
47. Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигнала Ионосфера Интегральная электронная концентрация по пути сигнала Полная ионосферная поправка:
48. Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигнала Тропосфера Полная тропосферная задержка Гидростатическая и влажная составляющие зенитной тропосферной
49. Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигнала Многопутность Геодезическое применение технологий ГНСС
50. Опрос по определениям Источники ошибок в ГНСС – Ионосферная задержка – Тропосферная задержка – Зенитная составляющая
51. Лекция 2: Ошибки измерений в аппаратуре потребителя
52. Погрешности ГНСС: В ГЛОНАСС/GPS технологиях можно выделить четыре основных источника ошибок: ошибки математической обработки. влияние внешних
53. Погрешности ГНСС: ошибки аппаратуры Шум сигнала: 3 м для С/А-кода 0.3 м для P-кода 2 мм
54. Погрешности СРНС: ошибки наблюдателя Неверное измерение высоты антенны; Ошибки центрирования. Геодезическое применение технологий ГНСС
55. Опрос по определениям Шум сигнала Шум приемника Фазовый центр антенны Характерная точка антенны Калибровка антенны и
56. Коэффициенты понижения точности Конфигурация спутников, т.е. их взаимное расположение в определенный момент времени над определённым пунктом
57. Коэффициенты понижения точности Геодезическое применение технологий ГНСС
58. Коэффициенты понижения точности Геодезическое применение технологий ГНСС
59. Ошибки позиционирования по фазовым наблюдениям Геодезическое применение технологий ГНСС
60. Геодезическое применение технологий ГНСС
61. Раздел 3. Спутниковые системы и технологии позиционирования ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ
62. Лекция 1: МЕТОДЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
63. Виды методов позиционирования Позиционирование – определение пространственного положения объектов: абсолютное – получение координат фазового центра антенны
64. Абсолютный режим получение координат в общеземной геоцентрической системе по кодовым измерениям псевдодальностей до спутников с точностью
65. Относительный режим определение разности координат между пунктами из синхронных измерений (как кодовых, так и фазовых) Геодезическое
66. Дифференциальный режим измерения, основанные на введение дифференциальных поправок, определяемых базовой станцией, в результаты измерений, выполненных на
67. Методика измерений Реальное время Пост-обработка Статический Классическая статика Быстрая статика Кинематический Непрерывная кинематика «Стой-иди» Геодезическое применение
68. Классическая статика При статической съемке антенна устанавливается над точкой на штативе или другой неподвижной подставке. Используются
69. Быстрая статика Вариация метода классической статики, разработанная для измерения коротких базовых линий (10-12 км). Временя синхронных
70. Непрерывная кинематика Требует не менее двух приемников, один из которых работает в качестве базовой станции. Другой
71. Кинематика «Стой – Иди» При этом методе подвижный приемник выполнят предельно короткие статические измерения (при остановке)
72. Кинематика в реальном времени (RTK) При съемке в режиме RTK так же, как и при кинематической
73. Порядок работы на станции Приведение установочного устройства в рабочее положение; Установка спутникового оборудования и проверка его
74. Настройки съемки Геодезическое применение технологий ГНСС
75. Точность методов позиционирования Геодезическое применение технологий ГНСС
76. Лекция 2: Планирование и организация полевых измерений
77. Геодезическое использование ГНСС Составление проекта геодезических работ на объекте. Получение разрешений для работы на режимных или
78. Закладка пунктов
79. Типовые схемы закладки пунктов: тип 1
80. Геодезическое использование ГНСС Организация базовой станции (если этого требует технология). Планирование сеансов наблюдений, которое включает в
81. Геодезическое использование ГНСС Полевые измерения (съемка объектов). Камеральная обработка, вывод результатов измерений. Составление технического отчета и
82. Опрос по определениям Состав технического проекта производства топографо-геодезических работ; Структура спутниковой городской геодезической сети; Базовая станция;
83. Лекция 3: Обработка результатов наблюдений ГНСС
84. Общий порядок математической обработки Создание и настройка проекта; Импортирование результатов полевых наблюдений и их контроль; Формирование
85. Опрос по определениям Проект Потенциальный вектор базовой линии Величины, контролируемые при импорте полевых измерений в проект
86. Процессор вычисления базовых линий определение координат конца базовой линии абсолютным методом; решение по тройным разностям, которое
87. Общий вид уравнения наблюдений Результат измерений приемником (псевдодальность или фаза несущей): – геометрическая дальность от спутника
88. Фазовые измерения измерение разности фаз сигналов (приходящего со спутника и опорного, в приемнике) несущей частоты с
89. УРАВНЕНИЕ ФАЗЫ НЕСУЩИХ КОЛЕБАНИЙ Геодезическое применение технологий ГНСС
90. РАЗНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ Разностью называют линейную комбинацию измерений (фаз или псевдодальностей), образованную между параметрами наблюдений (спутниками, пунктами
91. Одинарные разности фаз – линейные комбинации фаз образованные между синхронными измерениями, с одной станции A на
92. ОДИНАРНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ МЕЖДУ СПУТНИКАМИ Геодезическое применение технологий ГНСС
93. ОДИНАРНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ МЕЖДУ СТАНЦИЯМИ Геодезическое применение технологий ГНСС
94. ДВОЙНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ - линейная комбинация фаз несущих, измеренных одновременно парой приемников, наблюдающих одну и ту
95. ДВОЙНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ Геодезическое применение технологий ГНСС
96. ТРОЙНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ – линейная комбинация фаз, представляющая собой, разность во времени двойных разностей относительно двух
97. ТРОЙНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ Геодезическое применение технологий ГНСС
98. Критерии оценки качества решения разрешение неоднозначности по всем линиям сети (получение фиксированного решения); оценка точности по
99. Опрос по определениям Общий вид и состав уравнения наблюдений Понятие фазового измерения Разности измерений: понятие и
100. Уравнивание геодезических сетей Цель уравнивания – повышение точности и представление результатов в необходимой системе координат с
101. Задачи уравнивания согласование совокупности всех измерений в сети; минимизация и фильтрация случайных ошибок измерений; выявление и
102. Виды уравнивания В свободном уравнивании неизвестными считаются все пункты сети, и положение сети относительно геоцентра известно
103. Анализ результатов уравнивания сети В высокоточных спутниковых измерениях отношение апостериорной и априорной дисперсий должно быть меньше
104. Анализ результатов уравнивания сети Тест χ2 - основан на сумме взвешенных квадратов поправок v, числе степеней
105. Тема 8. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПЛАНОВЫХ И ВЫСОТНЫХ КООРДИНАТ Геодезическое применение технологий ГНСС
106. Задачи локального преобразования нахождение максимально точных оценок для параметров трансформирования (то есть параметров масштаба, сдвига и
107. Геодезическое применение технологий ГНСС
108. Основные типы преобразований классический (аналитический) - 7-параметровое преобразование подобия в декартовых или эллипсоидальных координатах (методы Гельмерта
109. Основные причины некорректного преобразования Несоответствие точности определения положения пунктов ГГС (пункты триангуляции 1- 4 классов) точности
110. Определение нормальных высот по спутниковым наблюдениям Геодезическое применение технологий ГНСС Из спутниковых наблюдений положение определяемых пунктов
111. Определение нормальных высот по спутниковым наблюдениям Геодезическое применение технологий ГНСС
112. Модели геоида Модели геоида могут быть представлены в виде точечных значений, профилей или карт и могут
113. Карта высот планетарного геоида Геодезическое применение технологий ГНСС
114. Раздел 3. Спутниковые системы и технологии позиционирования НАЗЕМНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА ГНСС
115. Лекция 1. Функциональное дополнение ГНСС – сети дифференциальной коррекции Геодезическое применение технологий ГНСС
116. Лекция 1. Функциональное дополнение ГНСС – сети дифференциальной коррекции Геодезическое применение технологий ГНСС
117. Геодезическое применение технологий ГНСС
118. Множественные опорные станции Геодезическое применение технологий ГНСС
119. Множественные опорные станции сеть активных базовых станций (сети АБС) вычислительный центр (ВЦ) линии связи Геодезическое применение
120. Сеть активных базовых станций НСО Геодезическое применение технологий ГНСС
121. Концепция виртуальной базовой станции VRS (Virtual Reference Station) Разработан конце 90-х годов компанией Terrasat (Германия). Программное
123. Скачать презентацию

Слайд 2

Раздел 1.
Спутниковые системы и технологии позиционирования
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ

СИСТЕМ

Слайд 3

Лекция 1. Понятие и архитектура ГНСС

Слайд 4

Целью изучения курса получить представление:
об общей теории определения координат пунктов спутниковым методом;
о

теории определения компонент базовых линий из наблюдений фазовыми приемниками;
о проектировании, организация, выполнение и обработка наблюдений спутников глобальных навигационных систем для различных видов топографо-геодезических работ, включая обеспечение геодезическими данными для городского и земельного кадастра, построения ФАГС, ВАГС, а так же для проведения фундаментальных исследований;
о действие ошибок при наблюдениях спутниковыми методами;
о теории преобразования плановых координат и высот в спутниковом методе геодезии.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 5

Преимущества использования ГНСС в геодезии:
Широкий диапазон точностей - от первых метров

до первых миллиметров практически на любых расстояниях.
Отсутствует необходимость в обеспечении прямой видимости между пунктами.
Повышение производительности по сравнению с обычными технологиями в 10-15 раз.
Возможность выполнения измерений в движении.
Возможность выполнения непрерывных наблюдений в режиме реального времени.
Определение трех координат объекта.
Высокий уровень автоматизации - быстрота обработки и уменьшение субъективных ошибок.
Почти полная независимость от погоды.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 6

Недостатки использования ГНСС в геодезии:
Проблема согласования с результатами классических измерений (привязки к

ГГС).
Зависимость от препятствий и радиопомех.
Точность определения высот в 2-5 раз уступает точности определения плановых координат.
Высокая стоимость оборудования, сложное программное обеспечение.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 7

Глобальная навигационная спутниковая система
комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и

космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.
система радионавигационных искусственных спутников Земли, службы контроля и управления и приёмников спутниковых радиосигналов, обеспечивающая координатно-временные определения на земной поверхности и в околоземном пространстве.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 8

Структура ГНСС
Подсистема космических аппаратов;
Подсистемы контроля и управления;
Подсистема пользователей.
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 9

Сегмент ГНСС
Подсистема космических аппаратов
высокоорбитальные спутники, снабженные бортовым навигационным передатчиком, высокоточными атомными

часами, бортовым управляющим комплексом, системой ориентации и стабилизации и так далее;
Подсистемы контроля и управления;
Подсистема пользователей.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 10

Задачи сегмента ГНСС
Подсистема космических аппаратов:
прием и хранение данных, передаваемых контрольным сегментом,
поддержание

точного времени посредством нескольких бортовых атомных стандартов частоты,
передача информации и сигналов пользователю.
Подсистемы контроля и управления;
Подсистема пользователей.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 11

Группировка GPS
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 12

Группировка ГЛОНАСС
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 13

Основные характеристики созвездий ГНСС
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 14

Основные характеристики созвездий ГНСС
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 15

Опрос по определениям
ГНСС –
Структура ГНСС –
Навигационный спутник –
Блок

спутников –
Эфемерида –

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 16

Сегмент ГНСС
Подсистема космических аппаратов;
Подсистема контроля и управления
сеть станций мониторинга, центры управления

и станции управления космическим сегментом, отслеживающие положение спутников, передающие на орбиту обновленную информацию и управляющие их полетом
Подсистема пользователей.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 17

Задачи сегмента
Подсистема космических аппаратов;
Подсистемы контроля и управления:
отслеживание орбит спутников,
контроль рабочего состояния

спутников,
формирование системного времени,
расчет эфемерид спутников и параметров часов,
обновление спутниковых навигационных сообщений,
осуществление небольших маневров спутников для поддержания орбит (по мере необходимости).
Подсистема пользователей.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 18

Подсистема контроля и управления: GPS
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 19

Подсистема контроля и управления: ГЛОНАСС
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 20

Сегмент ГНСС
Подсистема космических аппаратов;
Подсистемы контроля и управления;
Подсистема пользователей
Спутниковый приемник – радиоприёмное

устройство для определения координат текущего местоположения антенны, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками ГНСС;
Информационно-технические службы.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 21

Информационно-технические службы ГНСС
Международная служба вращения Земли (МСВЗ)
Международная ГНСС Служба (IGS)
Информационная

система данных о динамике земной коры (CDDIS)
Национальные активные контрольные сети (CORS, CACS, Geosciences Australia и т.д.)

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 22

Глобальная сеть IGS
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 23

Классификация спутниковых приемников
Вид сигнала:
кодовые – приемник, требующий знания, по

крайней мере, одного системного кода для измерения псевдодальностей и декодировании навигационных данных.
фазовые – приемники определяют положение путем обработки измерений фазы несущей волны, наблюдаемой в течение некоторого времени.
По количеству частот можно выделить:
одночастотный – приемник, принимающий сигналы лишь на одной из нескольких частот, излучаемых спутниками ГНСС;
многочастотные – приемник, принимающий сигналы нескольких частот, излучаемых спутниками ГНСС;

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 24

Классификация спутниковых приемников
По количеству используемых систем:
односистемные – поддерживают только

одну ГНСС;
многосистемные – принимают сигналы двух и более ГНСС;
По виду работ или достигаемой точности:
навигационные – порядка 10-15 м в лучшем случае, а обычно 50-100 м и грубее;
навигационно-топографические – от 10 м до 1 дм при расстояниях до 50 - 500 км;
геодезические – 3-5 мм + 1мм/км;
приемники для определения и хранения времени –5-10 нс.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 25

Структурная схема спутникового приемника
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 26

Опрос по определениям
Подсистема контроля и управления –
Информационно-технические службы –
Спутниковый

приемник –
Классификация спутниковых приемников –
Функциональные блоки спутникового приемника –

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 27

Лекция 2: Навигационные сигналы

Слайд 28

Физические принципы измерений
Спутниковые методы определения координат измеряют линейные величины – расстояния

между объектами и разности этих расстояний.
При измерениях вдоль дистанции распространяется электромагнитный сигнал.
Измеряемой величиной является время распространения электромагнитной волны вдоль дистанции, или разность фаз двух колебаний.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 29

Формирование несущей частоты
Формирование сигнала на спутнике начинается в квантовом генераторе частоты,

так называемых атомных часах, которые формируют основную частоту - электромагнитное колебание.
КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР ЧАСТОТЫ (или активный квантовый стандарт частоты) – устройство, излучающее электромагнитные колебания при квантовом переходе частиц (атомов и молекул) из одного энергетическое состояния в другое.
В настоящее время на спутниках ГНСС устанавливают генераторы, частота излучаемых колебаний:
цезиевый – 9 192 631 770 Гц;
рубидиевый – 6 835 000 000 Гц;

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 30

Параметры сигнала
Электромагнитное колебание может быть охарактеризовано четырьмя параметрами: амплитудой, частотой, фазой

и поляризацией.
Если один из этих параметров изменяется некоторым контролируемым способом (т.е. модулируется) для передачи информации, тогда сигнал становится сообщением.
Основная частота ГНСС модулируются по фазе бинарными кодами.
Каждый код является последовательностью бинарных цифр или чипов, которые повторяются с определенным интервалом.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 31

Параметры сигнала
Фазовая модуляция – это один из видов контролируемого изменения параметров

электромагнитного колебания, при котором его фаза меняется скачкообразно, в зависимости от информационного сообщения.
где g (t) - огибающая сигнала; ϕm(t) – модуляция сигнала, принимающая M дискретных значений, fc – частота несущей, t — время.
Двоичная фазовая манипуляция (англ. BPSK — binary phase-shift keying) — изменение фазы несущего колебания на одно из двух значений, нуль или (180°).

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 32

Модуляция сигналов
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 33

Структура сигнала GPS
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 34

Опрос по определениям
Генератор частоты –
Виды модуляции –
Фазовая модуляция –

Навигационный сигнал –

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 35

Лекция 3: Навигационные сообщения

Слайд 36

Навигационное сообщение
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 37

Основные виды спутниковых наблюдений
Универсальное обозначение для разных видов наблюдений:
Фазовая дальность L1

Фазовая дальность L2
C/A-кодовая дальность на L1 – C1
P-кодовая дальность на L1 – P1
L2 – P2

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 38

Опрос по определениям
Навигационное сообщение –
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 39

Лекция 4: Радиотехнические принципы измерения навигационных параметров

Слайд 40

Основное уравнение космической геодезии
Y
X
измеренная
известная
определяемая
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 41

Уравнение измерений
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 42

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 43

Раздел 2: Основные источники ошибок измерений и их влияние на определение

координат потребителей

Слайд 44

Лекция 1: Ошибки, обусловленные информационным обеспечением и распространением радиосигналов

Слайд 45

Погрешности ГНСС:
В ГЛОНАСС/GPS технологиях можно выделить четыре основных источника ошибок:
ошибки информационного

обеспечения;
влияние внешних условий по трассе распространения сигнала;
ошибки аппаратуры;
ошибки наблюдателя;

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 46

Ошибки эфемерид
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 47

Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигнала
Ионосфера
Интегральная электронная концентрация по пути сигнала
Полная ионосферная

поправка:
Величина зенитной ионосферной поправки:
Функция отображения ионосферы:

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 48

Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигнала
Тропосфера
Полная тропосферная задержка
Гидростатическая и влажная составляющие

зенитной тропосферной задержки (Модель Хопфилд)
Функция отображения (формула Айфадиса):

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 49

Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигнала
Многопутность
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 50

Опрос по определениям
Источники ошибок в ГНСС –
Ионосферная задержка –
Тропосферная

задержка –
Зенитная составляющая задержки –
Функция отображения –

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 51

Лекция 2: Ошибки измерений в аппаратуре потребителя

Слайд 52

Погрешности ГНСС:
В ГЛОНАСС/GPS технологиях можно выделить четыре основных источника ошибок:
ошибки математической

обработки.
влияние внешних условий по трассе распространения сигнала;
ошибки аппаратуры;
ошибки наблюдателя;

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 53

Погрешности ГНСС: ошибки аппаратуры
Шум сигнала:
3 м для С/А-кода
0.3 м для P-кода
2 мм

для фазы несущей;
Положение фазового центра антенны
несколько сантиметров для разнотипных антенн;
Ошибки часов приемника и спутника;

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 54

Погрешности СРНС: ошибки наблюдателя
Неверное измерение высоты антенны;
Ошибки центрирования.
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 55

Опрос по определениям
Шум сигнала
Шум приемника
Фазовый центр антенны
Характерная точка антенны
Калибровка антенны

и ее виды

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 56

Коэффициенты понижения точности
Конфигурация спутников, т.е. их взаимное расположение в определенный момент

времени над определённым пунктом наблюдений, влияет на точность определения местоположения
Это влияние принято оценивать с помощью параметров, называемых коэффициентами понижения точности:
HDOP (Horizontal Dilution of Precision) — в горизонтальной плоскости
VDOP (Vertical) — в вертикальной плоскости
PDOP (Position) — по местоположению
TDOP (Time) — по времени
GDOP (Geometric) - геометрическое снижение точности

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 57

Коэффициенты понижения точности
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 58

Коэффициенты понижения точности
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 59

Ошибки позиционирования по фазовым наблюдениям
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 60

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 61

Раздел 3.
Спутниковые системы и технологии позиционирования
ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Слайд 62

Лекция 1: МЕТОДЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Слайд 63

Виды методов позиционирования
Позиционирование – определение пространственного положения объектов:
абсолютное – получение координат

фазового центра антенны приемника в общеземной геоцентрической системе по кодовым измерениям.
относительное – определение вектора базовой линии между пунктами при помощи алгоритмов обработки по результатам синхронных (как кодовых, так и фазовых) измерений.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 64

Абсолютный режим
получение координат в общеземной геоцентрической системе по кодовым измерениям псевдодальностей

до спутников с точностью не выше первых метров

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 65

Относительный режим
определение разности координат между пунктами из синхронных измерений (как

кодовых, так и фазовых)

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 66

Дифференциальный режим
измерения, основанные на введение дифференциальных поправок, определяемых базовой станцией, в

результаты измерений, выполненных на перемещаемых приемниках

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 67

Методика измерений
Реальное время
Пост-обработка
Статический
Классическая статика
Быстрая статика
Кинематический
Непрерывная кинематика
«Стой-иди»
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 68

Классическая статика
При статической съемке антенна устанавливается над точкой на штативе или

другой неподвижной подставке. Используются не менее двух приемников: один на точке с известными координатами, а другой – на точке, координаты которой надо определить.
Наблюдения проводятся синхронно с одинаковыми интервалами записи наблюдений (30 секунд) и при наличии, по крайней мере, четырех «общих» спутниках.

Метод требует наибольшего времени наблюдений. Продолжительность сеанса наблюдений варьируется в зависимости от условий окружающей среды и длины базовой линии.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 69

Быстрая статика
Вариация метода классической статики, разработанная для измерения коротких базовых линий

(10-12 км).
Временя синхронных наблюдений составляет около 20 минут и периоде сбора данных 15 секунд. Продолжительность сеанса может варьироваться в зависимости от количества отслеживаемых спутников, значения DOP (геометрического фактора ухудшения точности), наличия или отсутствия пропусков циклов, влияния многолучевости и т.д.
Благодаря укороченному времени сеанса, эффективность работ возрастает, но объем полученных данных меньше и надежность результатов измерений может оказаться ниже.
Для увеличения точности получаемых данных используйте программное обеспечение для планирования работ, чтобы гарантировать достаточное количество спутников и хорошее значение DOP, а также другие оптимальные условия на период измерений.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 70

Непрерывная кинематика
Требует не менее двух приемников, один из которых работает в

качестве базовой станции.
Другой приемник установлен на подвижном основании и проводит набор полевых данных при помощи антенны, закрепленной на вешке или другом подвижном носителе.
Представляет собой метод безостановочной геодезической

съемки и используется для достижения последовательного, высокоточного определения точек траектории движущегося тела и т.д. При этом методе аналитические результаты получаются для каждого интервала времени эпохи.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 71

Кинематика «Стой – Иди»
При этом методе подвижный приемник выполнят предельно короткие

статические измерения (при остановке) и непрерывные кинематические измерения в процессе движения.
Как правило, время стояния на точке длится порядка одной минуты и содержит 12 эпох по пять секунд каждая. Чем больше время статического отрезка, тем выше будет точность полученных данных.
Метод требует непрерывного потока данных, поэтому необходимо контролировать непрерывное слежение за спутниками в процессе движения. Соответственно стремиться к наиболее благоприятным условиям наблюдений.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 72

Кинематика в реальном времени (RTK)
При съемке в режиме RTK так

же, как и при кинематической съемке, один приемник служит в качестве базовой станции и осуществляет наблюдения с антенной, закрепленной на штативе или другой неподвижной подставке. Другой же приемник работает на подвижном основании и проводит измерения с антенной на вешке и перемещаемой по определяемым точкам.

Базовая станция и подвижный приемник, связаны при помощи системы связи. Данные коррекции по фазе несущей и другие данные, получаемые на базовой станции, передаются на подвижный приемник через модем. Благодаря этим передаваемым данным и собственным измерениям, на подвижном приемнике немедленно проводится анализ данных по базовой линии, и сразу выдаются результаты вычислений.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 73

Порядок работы на станции
Приведение установочного устройства в рабочее положение;
Установка спутникового оборудования

и проверка его работоспособности;
Измерение высоты антенны;
Запуск съёмки и ввод полевых настроек;
Заполнение журнала измерений на станции;
Контроль прохождения съёмки;
Завершение сеанса измерений.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 74

Настройки съемки
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 75

Точность методов позиционирования
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 76

Лекция 2: Планирование и организация полевых измерений

Слайд 77

Геодезическое использование ГНСС
Составление проекта геодезических работ на объекте.
Получение разрешений для

работы на режимных или частных территориях и на работу радиостанции.
Полевая рекогносцировка, в результате которой делаются заключения об объекте, технологии работ и особенностях материально-технического обеспечения съемки. В итоге составляется проект полевых работ, и подготавливаются необходимый картографический материал.
Закладка центров.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 78

Закладка пунктов

Слайд 79

Типовые схемы закладки пунктов: тип 1

Слайд 80

Геодезическое использование ГНСС
Организация базовой станции (если этого требует технология).
Планирование сеансов наблюдений,

которое включает в себя определение оптимальных временных интервалов измерений, проектирование последовательности сеансов или маршрутов обхода объектов съемки.
Составление словаря данных, необходимого для описания объектов данного вида топографических или ГИС съемок.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 81

Геодезическое использование ГНСС
Полевые измерения (съемка объектов).
Камеральная обработка, вывод результатов измерений.
Составление технического

отчета и оформление необходимой документации.
Полевой контроль, архивирование и сдача материалов.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 82

Опрос по определениям
Состав технического проекта производства топографо-геодезических работ;
Структура спутниковой городской геодезической

сети;
Базовая станция;
Базовая линия;
От чего зависит продолжительность сеанса наблюдений;

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 83

Лекция 3: Обработка результатов наблюдений ГНСС

Слайд 84

Общий порядок математической обработки
Создание и настройка проекта;
Импортирование результатов полевых наблюдений и

их контроль;
Формирование сети из потенциальных векторов;
Вычисление векторов базовых линий;
Контроль невязок в замкнутых полигонах;
Уравнивание сети.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 85

Опрос по определениям
Проект
Потенциальный вектор базовой линии
Величины, контролируемые при импорте полевых измерений

в проект
Невязка по замкнутым полигонам
Процессор обработки базовых линий

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 86

Процессор вычисления базовых линий
определение координат конца базовой линии абсолютным методом;
решение

по тройным разностям, которое обеспечивает умеренную точность, но высокий уровень надежности из-за его нечувствительности к потерям счета циклов;
выявление потерь счета циклов и восстановление отсчетов;
решение по двойным разностям с вещественными неоднозначностями (плавающее решение);
поиск целых неоднозначностей (разрешение неоднозначностей);
решение по двойным разностям с целыми неоднозначностями (фиксированное решение).

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 87

Общий вид уравнения наблюдений
Результат измерений приемником (псевдодальность или фаза несущей):
–

геометрическая дальность от спутника i в момент выхода сигнала до станции A в момент прихода сигнала;
bi – поправки, зависящие от спутника;
bA – поправки, зависящие от станции;
biA – поправки, зависящие от наблюдений;
– ошибка измерений.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 88

Фазовые измерения
измерение разности фаз сигналов (приходящего со спутника и опорного, в

приемнике) несущей частоты с неопределенным начальным значением целого числа циклов [волн].

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 89

УРАВНЕНИЕ ФАЗЫ НЕСУЩИХ КОЛЕБАНИЙ
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 90

РАЗНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Разностью называют линейную комбинацию измерений (фаз или псевдодальностей), образованную между

параметрами наблюдений (спутниками, пунктами или эпохами).
Известны следующие виды разностей:
Одинарные;
Двойные;
Тройные.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 91

Одинарные разности фаз
– линейные комбинации фаз образованные между синхронными измерениями, с

одной станции A на два спутника i и j или с двух станций A и B на один спутник i.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 92

ОДИНАРНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ МЕЖДУ СПУТНИКАМИ
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 93

ОДИНАРНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ МЕЖДУ СТАНЦИЯМИ
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 94

ДВОЙНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ
- линейная комбинация фаз несущих, измеренных одновременно парой приемников,

наблюдающих одну и ту же пару спутников.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 95

ДВОЙНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 96

ТРОЙНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ
– линейная комбинация фаз, представляющая собой, разность во времени

двойных разностей относительно двух спутников и двух приемников.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 97

ТРОЙНЫЕ РАЗНОСТИ ФАЗ
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 98

Критерии оценки качества решения
разрешение неоднозначности по всем линиям сети (получение фиксированного

решения);
оценка точности по внутренней сходимости результатов обработки (Ratio и Reference Variance)
Ratio - отношение дисперсии второго претендента на решение к дисперсии первого претендента на решение то есть к наименьшей из всех дисперсий:
Reference Variance - проверяет соответствие апостериорной и априорной дисперсий:
невязка по замкнутым построениям в сети:

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 99

Опрос по определениям
Общий вид и состав уравнения наблюдений
Понятие фазового измерения
Разности измерений:

понятие и виды
Понятие фиксированного решения

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 100

Уравнивание геодезических сетей
Цель уравнивания – повышение точности и представление результатов в

необходимой системе координат с оценкой точности.
Дополнительными исходными данными для уравнивания СГС являются:
координаты опорных пунктов в геоцентрической системе WGS-84, ПЗ- 90 или ITRF с необходимой точностью;
координаты (плановые и высотные) опорных пунктов в новой системе при переводе пространственных координат.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 101

Задачи уравнивания
согласование совокупности всех измерений в сети;
минимизация и фильтрация случайных

ошибок измерений;
выявление и отбраковка грубых измерений, исключение систематических ошибок;
получение набора уравненных координат и соответствующих им элементов базовых линий с оценкой точности в виде ошибок или ковариационных матриц;
трансформирование координат в требуемую координатную систему;
преобразование геодезических высот в нормальные высоты.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 102

Виды уравнивания
В свободном уравнивании неизвестными считаются все пункты сети, и положение

сети относительно геоцентра известно с той же точностью, что и координаты начальной точки сети.
При фиксировании координат одного пункта получаем минимально ограниченное уравнивание, в котором нормальная матрица оказывается невырожденной. Для достижения значимого контроля векторная сеть не должна содержать незамкнутых геометрических фигур.
При фиксировании более чем трех координат будет ограниченное уравнивание в том смысле, что будут наложены дополнительные ограничения по

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 103

Анализ результатов уравнивания сети
В высокоточных спутниковых измерениях отношение апостериорной и априорной

дисперсий должно быть меньше или равно 1. Когда отношение меньше 1, то это говорит о том, что предсказанные ошибки были преувеличены, и, что на самом деле точность выше, чем ожидалось. Когда отношение больше 1, то возможно, что одна или несколько предсказанных ошибок были недооценены, то есть реальные ошибки оказались больше предсказанных.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 104

Анализ результатов уравнивания сети
Тест χ2 - основан на сумме взвешенных квадратов

поправок v, числе степеней свободы r и уровне доверия (проценте вероятности). Назначение этого теста – отвергнуть или принять гипотезу о том, что предсказанные ошибки были точно оценены. Если тест не проходит, то это указывает на то, что все или несколько наблюдений необходимо проверить или даже наблюдать повторно.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 105

Тема 8. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ПЛАНОВЫХ И ВЫСОТНЫХ КООРДИНАТ
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 106

Задачи локального преобразования
нахождение максимально точных оценок для параметров трансформирования (то есть

параметров масштаба, сдвига и вращения),
достижение такой комбинации координатных систем, которая уменьшает поправки к наблюдениям,
учет стохастической модели сети.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 107

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 108

Основные типы преобразований
классический (аналитический) - 7-параметровое преобразование подобия в декартовых или

эллипсоидальных координатах (методы Гельмерта и Молоденского) (если необходимо сохранить геометрию существующей спутниковой сети)
Интерполяционный, - метод нелинейной многопараметрической регрессии (если же необходимо наилучшим образом вписать спутниковую сеть под уже существующую сеть, то адекватным является интерполяционный подход, в котором геометрия сети не сохраняется.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 109

Основные причины некорректного преобразования
Несоответствие точности определения положения пунктов ГГС (пункты триангуляции

1- 4 классов) точности встраиваемых спутниковых сетей (их точность на 1-2 порядка выше).
Плановая ГГС (широты, долготы) создана в геометрической системе отсчета (относительно референц-эллипсоида), а высотная ГГС (нормальные высоты) – в гравитационной системе – относительно квазигеоида (или геоида). Спутниковая сеть – образует трехмерную пространственную систему с примерно равными по точности координатами в геометрической системе отсчета.
Плохая математическая обусловленность системы уравнений связи координат на локальной области (наличие погрешностей измерений в обоих системах координат и погрешностей модели преобразования).

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 110

Определение нормальных высот по спутниковым наблюдениям
Геодезическое применение технологий ГНСС
Из спутниковых наблюдений

положение определяемых пунктов получают форме прямоугольных X, Y, Z, и/или геодезических B, L, H координат в единой системе осей общеземного эллипсоида.
Геодезистам и инженерам обычно нужны высоты от уровня моря Hγ, в установленной Балтийской системе нормальных высот БСВ-77.
где Hγ - нормальная высота пункта (над поверхностью квазигеоида), а ζ - высота квазигеоида над эллипсоидом.

Слайд 111

Определение нормальных высот по спутниковым наблюдениям
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 112

Модели геоида
Модели геоида могут быть представлены в виде точечных значений, профилей

или карт и могут аппроксимироваться функцией. Модели геоидов различают по размеру охватываемой ими территории
планетарные (глобальные);
региональные (национальные);
локальные (местные или на конкретных объектах);
и по методам получения их характеристик
астрономо-гравиметрические;
спутниковые;
геодезические;
гравиметрические.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 113

Карта высот планетарного геоида
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 114

Раздел 3.
Спутниковые системы и технологии позиционирования
НАЗЕМНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА ГНСС

Слайд 115

Лекция 1. Функциональное дополнение ГНСС – сети дифференциальной коррекции
Геодезическое применение технологий

ГНСС

Слайд 116

Лекция 1. Функциональное дополнение ГНСС – сети дифференциальной коррекции
Геодезическое применение технологий

ГНСС

Слайд 117

Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 118

Множественные опорные станции
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 119

Множественные опорные станции
сеть активных базовых станций (сети АБС)
вычислительный центр (ВЦ)
линии связи
Геодезическое

применение технологий ГНСС

Слайд 120

Сеть активных базовых станций НСО
Геодезическое применение технологий ГНСС

Слайд 121

Концепция виртуальной базовой станции
VRS (Virtual Reference Station)
Разработан конце 90-х годов компанией

Terrasat (Германия).
Программное обеспечение центра управления сетью, на основании полученных от ровера предварительных координат, вычисляет дифференциальные поправки относительно произвольной точки, симулируемой вблизи ровера.
Эти поправки могут быть посланы в сообщениях 20, 21 формата RTCM, либо в собственных форматах производителя спутникового оборудования.
Каждый ровер получает индивидуальные поправки вычисляет уточточненные координаты своего местоположения по технологии одиночной базовой станции.

Геодезическое применение технологий ГНСС

Спутниковые системы и технологии позиционирования

Содержание

Раздел 1.Спутниковые системы и технологии позиционированияОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ

Лекция 1. Понятие и архитектура ГНСС

Целью изучения курса получить представление:об общей теории определения координат пунктов спутниковым методом;о

Преимущества использования ГНСС в геодезии:Широкий диапазон точностей - от первых метров

Недостатки использования ГНСС в геодезии:Проблема согласования с результатами классических измерений (привязки к

Глобальная навигационная спутниковая системакомплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и

Структура ГНССПодсистема космических аппаратов;Подсистемы контроля и управления;Подсистема пользователей.Геодезическое применение технологий ГНСС

Сегмент ГНССПодсистема космических аппаратоввысокоорбитальные спутники, снабженные бортовым навигационным передатчиком, высокоточными атомными

Задачи сегмента ГНССПодсистема космических аппаратов:прием и хранение данных, передаваемых контрольным сегментом,поддержание

Группировка GPSГеодезическое применение технологий ГНСС

Группировка ГЛОНАСС Геодезическое применение технологий ГНСС

Основные характеристики созвездий ГНССГеодезическое применение технологий ГНСС

Основные характеристики созвездий ГНССГеодезическое применение технологий ГНСС

Опрос по определениямГНСС – Структура ГНСС – Навигационный спутник – Блок

Сегмент ГНССПодсистема космических аппаратов;Подсистема контроля и управлениясеть станций мониторинга, центры управления

Задачи сегментаПодсистема космических аппаратов;Подсистемы контроля и управления:отслеживание орбит спутников,контроль рабочего состояния

Подсистема контроля и управления: GPSГеодезическое применение технологий ГНСС

Подсистема контроля и управления: ГЛОНАСС Геодезическое применение технологий ГНСС

Сегмент ГНССПодсистема космических аппаратов;Подсистемы контроля и управления;Подсистема пользователейСпутниковый приемник – радиоприёмное

Информационно-технические службы ГНССМеждународная служба вращения Земли (МСВЗ) Международная ГНСС Служба (IGS)Информационная

Глобальная сеть IGSГеодезическое применение технологий ГНСС

Классификация спутниковых приемников Вид сигнала:кодовые – приемник, требующий знания, по

Классификация спутниковых приемников По количеству используемых систем:односистемные – поддерживают только

Структурная схема спутникового приемникаГеодезическое применение технологий ГНСС

Опрос по определениямПодсистема контроля и управления – Информационно-технические службы – Спутниковый

Лекция 2: Навигационные сигналы

Физические принципы измеренийСпутниковые методы определения координат измеряют линейные величины – расстояния

Формирование несущей частотыФормирование сигнала на спутнике начинается в квантовом генераторе частоты,

Параметры сигналаЭлектромагнитное колебание может быть охарактеризовано четырьмя параметрами: амплитудой, частотой, фазой

Параметры сигналаФазовая модуляция – это один из видов контролируемого изменения параметров

Модуляция сигналовГеодезическое применение технологий ГНСС

Структура сигнала GPSГеодезическое применение технологий ГНСС

Опрос по определениямГенератор частоты – Виды модуляции – Фазовая модуляция –

Лекция 3: Навигационные сообщения

Навигационное сообщениеГеодезическое применение технологий ГНСС

Основные виды спутниковых наблюденийУниверсальное обозначение для разных видов наблюдений:Фазовая дальность L1

Опрос по определениямНавигационное сообщение – Геодезическое применение технологий ГНСС

Лекция 4: Радиотехнические принципы измерения навигационных параметров

Основное уравнение космической геодезииYXизмереннаяизвестнаяопределяемаяГеодезическое применение технологий ГНСС

Уравнение измеренийГеодезическое применение технологий ГНСС

Геодезическое применение технологий ГНСС

Раздел 2: Основные источники ошибок измерений и их влияние на определение

Лекция 1: Ошибки, обусловленные информационным обеспечением и распространением радиосигналов

Погрешности ГНСС: В ГЛОНАСС/GPS технологиях можно выделить четыре основных источника ошибок:ошибки информационного

Ошибки эфемеридГеодезическое применение технологий ГНСС

Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигналаИоносфераИнтегральная электронная концентрация по пути сигналаПолная ионосферная

Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигналаТропосфера Полная тропосферная задержкаГидростатическая и влажная составляющие

Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигналаМногопутностьГеодезическое применение технологий ГНСС

Опрос по определениямИсточники ошибок в ГНСС – Ионосферная задержка – Тропосферная

Лекция 2: Ошибки измерений в аппаратуре потребителя

Погрешности ГНСС: В ГЛОНАСС/GPS технологиях можно выделить четыре основных источника ошибок:ошибки математической

Погрешности ГНСС: ошибки аппаратурыШум сигнала:3 м для С/А-кода0.3 м для P-кода2 мм

Погрешности СРНС: ошибки наблюдателяНеверное измерение высоты антенны;Ошибки центрирования.Геодезическое применение технологий ГНСС

Опрос по определениямШум сигнала Шум приемникаФазовый центр антенныХарактерная точка антенныКалибровка антенны

Коэффициенты понижения точностиКонфигурация спутников, т.е. их взаимное расположение в определенный момент

Коэффициенты понижения точностиГеодезическое применение технологий ГНСС

Коэффициенты понижения точностиГеодезическое применение технологий ГНСС

Ошибки позиционирования по фазовым наблюдениямГеодезическое применение технологий ГНСС

Геодезическое применение технологий ГНСС

Раздел 3.Спутниковые системы и технологии позиционированияГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Лекция 1: МЕТОДЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Виды методов позиционированияПозиционирование – определение пространственного положения объектов:абсолютное – получение координат

Абсолютный режимполучение координат в общеземной геоцентрической системе по кодовым измерениям псевдодальностей

Относительный режим определение разности координат между пунктами из синхронных измерений (как

Дифференциальный режимизмерения, основанные на введение дифференциальных поправок, определяемых базовой станцией, в

Классическая статикаПри статической съемке антенна устанавливается над точкой на штативе или

Быстрая статикаВариация метода классической статики, разработанная для измерения коротких базовых линий

Непрерывная кинематикаТребует не менее двух приемников, один из которых работает в

Кинематика «Стой – Иди»При этом методе подвижный приемник выполнят предельно короткие

Кинематика в реальном времени (RTK) При съемке в режиме RTK так

Порядок работы на станцииПриведение установочного устройства в рабочее положение;Установка спутникового оборудования

Настройки съемкиГеодезическое применение технологий ГНСС

Точность методов позиционированияГеодезическое применение технологий ГНСС

Раздел 1.
Спутниковые системы и технологии позиционирования
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ

Целью изучения курса получить представление:
об общей теории определения координат пунктов спутниковым методом;
о

Преимущества использования ГНСС в геодезии:
Широкий диапазон точностей - от первых метров

Недостатки использования ГНСС в геодезии:
Проблема согласования с результатами классических измерений (привязки к

Глобальная навигационная спутниковая система
комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и

Структура ГНСС
Подсистема космических аппаратов;
Подсистемы контроля и управления;
Подсистема пользователей.
Геодезическое применение технологий ГНСС

Сегмент ГНСС
Подсистема космических аппаратов
высокоорбитальные спутники, снабженные бортовым навигационным передатчиком, высокоточными атомными

Задачи сегмента ГНСС
Подсистема космических аппаратов:
прием и хранение данных, передаваемых контрольным сегментом,
поддержание

Группировка GPS
Геодезическое применение технологий ГНСС

Группировка ГЛОНАСС
Геодезическое применение технологий ГНСС

Основные характеристики созвездий ГНСС
Геодезическое применение технологий ГНСС

Основные характеристики созвездий ГНСС
Геодезическое применение технологий ГНСС

Опрос по определениям
ГНСС –
Структура ГНСС –
Навигационный спутник –
Блок

Сегмент ГНСС
Подсистема космических аппаратов;
Подсистема контроля и управления
сеть станций мониторинга, центры управления

Задачи сегмента
Подсистема космических аппаратов;
Подсистемы контроля и управления:
отслеживание орбит спутников,
контроль рабочего состояния

Подсистема контроля и управления: GPS
Геодезическое применение технологий ГНСС

Подсистема контроля и управления: ГЛОНАСС
Геодезическое применение технологий ГНСС

Сегмент ГНСС
Подсистема космических аппаратов;
Подсистемы контроля и управления;
Подсистема пользователей
Спутниковый приемник – радиоприёмное

Информационно-технические службы ГНСС
Международная служба вращения Земли (МСВЗ)
Международная ГНСС Служба (IGS)
Информационная

Глобальная сеть IGS
Геодезическое применение технологий ГНСС

Классификация спутниковых приемников
Вид сигнала:
кодовые – приемник, требующий знания, по

Классификация спутниковых приемников
По количеству используемых систем:
односистемные – поддерживают только

Структурная схема спутникового приемника
Геодезическое применение технологий ГНСС

Опрос по определениям
Подсистема контроля и управления –
Информационно-технические службы –
Спутниковый

Физические принципы измерений
Спутниковые методы определения координат измеряют линейные величины – расстояния

Формирование несущей частоты
Формирование сигнала на спутнике начинается в квантовом генераторе частоты,

Параметры сигнала
Электромагнитное колебание может быть охарактеризовано четырьмя параметрами: амплитудой, частотой, фазой

Параметры сигнала
Фазовая модуляция – это один из видов контролируемого изменения параметров

Модуляция сигналов
Геодезическое применение технологий ГНСС

Структура сигнала GPS
Геодезическое применение технологий ГНСС

Опрос по определениям
Генератор частоты –
Виды модуляции –
Фазовая модуляция –

Навигационное сообщение
Геодезическое применение технологий ГНСС

Основные виды спутниковых наблюдений
Универсальное обозначение для разных видов наблюдений:
Фазовая дальность L1

Опрос по определениям
Навигационное сообщение –
Геодезическое применение технологий ГНСС

Основное уравнение космической геодезии
Y
X
измеренная
известная
определяемая
Геодезическое применение технологий ГНСС

Уравнение измерений
Геодезическое применение технологий ГНСС

Погрешности ГНСС:
В ГЛОНАСС/GPS технологиях можно выделить четыре основных источника ошибок:
ошибки информационного

Ошибки эфемерид
Геодезическое применение технологий ГНСС

Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигнала
Ионосфера
Интегральная электронная концентрация по пути сигнала
Полная ионосферная

Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигнала
Тропосфера
Полная тропосферная задержка
Гидростатическая и влажная составляющие

Погрешности ГНСС: влияние среды распространения сигнала
Многопутность
Геодезическое применение технологий ГНСС

Опрос по определениям
Источники ошибок в ГНСС –
Ионосферная задержка –
Тропосферная

Погрешности ГНСС:
В ГЛОНАСС/GPS технологиях можно выделить четыре основных источника ошибок:
ошибки математической

Погрешности ГНСС: ошибки аппаратуры
Шум сигнала:
3 м для С/А-кода
0.3 м для P-кода
2 мм

Погрешности СРНС: ошибки наблюдателя
Неверное измерение высоты антенны;
Ошибки центрирования.
Геодезическое применение технологий ГНСС

Опрос по определениям
Шум сигнала
Шум приемника
Фазовый центр антенны
Характерная точка антенны
Калибровка антенны

Коэффициенты понижения точности
Конфигурация спутников, т.е. их взаимное расположение в определенный момент

Коэффициенты понижения точности
Геодезическое применение технологий ГНСС

Коэффициенты понижения точности
Геодезическое применение технологий ГНСС

Ошибки позиционирования по фазовым наблюдениям
Геодезическое применение технологий ГНСС

Раздел 3.
Спутниковые системы и технологии позиционирования
ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Виды методов позиционирования
Позиционирование – определение пространственного положения объектов:
абсолютное – получение координат

Абсолютный режим
получение координат в общеземной геоцентрической системе по кодовым измерениям псевдодальностей

Относительный режим
определение разности координат между пунктами из синхронных измерений (как

Дифференциальный режим
измерения, основанные на введение дифференциальных поправок, определяемых базовой станцией, в

Классическая статика
При статической съемке антенна устанавливается над точкой на штативе или

Быстрая статика
Вариация метода классической статики, разработанная для измерения коротких базовых линий

Непрерывная кинематика
Требует не менее двух приемников, один из которых работает в

Кинематика «Стой – Иди»
При этом методе подвижный приемник выполнят предельно короткие

Кинематика в реальном времени (RTK)
При съемке в режиме RTK так

Порядок работы на станции
Приведение установочного устройства в рабочее положение;
Установка спутникового оборудования

Настройки съемки
Геодезическое применение технологий ГНСС

Точность методов позиционирования
Геодезическое применение технологий ГНСС