Предмет и задачи космической навигации (стр. 23 )

. (9.93)

Индекс t внизу указывает, что вычисления основаны на пробной неоднозначности. Теперь возможно вычислить пробное положение и определить, попадает ли оно в исследуемый объем. Если нет, то этот пробный набор отбрасывается. Все пробные наборы подвергаются этому тесту, чтобы определить физически значимые неоднозначности для дальнейшего рассмотрения. На шаге 3 уравнение (9.92) используется для вычисления разностей топоцентрических дальностей движущегося приемника в эпоху t2, величин с использованием тройных разностей и пробных дальностей . Этот шаг не зависит от выбора неоднозначности, потому что использовались тройные разности. На шаге 4 эти разности дальностей используются для перевычисления неоднозначностей как

. (9.94)

Шаг 4 выполняется на каждом пробном наборе. Если никаких дополнительных срывов циклов не было, то соответствующий набор, для которого

. (9.95)

является правильным набором неоднозначностей. Шаги 3 и 4 могут выполняться для нескольких эпох. В каждом случае набор правильных неоднозначностей дает уравнение (9.95). В особо ответственных случаях это уравнение будет только примерно правильным из-за немоделируемых ошибок.

Различие между статической и кинематической техникой становится менее значимым с внедрением современной техники обработки. Это практически возможно, когда доступны соответствующие виды измерений, и когда спутников достаточно для разрешения неоднозначностей. Ясно, что кинематические съемки пригодны для статических ситуаций и являются двигателем, который делает «быструю статику» из «статики». Если объем измерений и качество геометрии недостаточны, чтобы разрешить неоднозначности за одну эпоху, то должны использоваться несколько эпох, Тогда единственное различие между кинематикой и статикой - это распространение пробных положений мобильного приемника [Leick 1995].

9.4.6 Функциональные модели для относительного позиционирования

Двойная разность фаз. В главе 8 были показаны линейные модели и для кодовых дальностей, и для фазы несущей. В случае относительного позиционирования ограничим исследование фазами несущей, поскольку должно быть ясно, как перейти от расширенной фазовой модели к модели по кодам. Более того, линеаризация и установление системы линейных уравнений остается, в принципе, одинаковой для фазы и фазовых комбинаций и может выполняться аналогично для каждой модели. Поэтому для детального исследования здесь выбраны двойные разности фаз. Модель двойной разности фаз , полученной по наблюдениям с пунктов A и B на спутники i и j, и представленной в единицах расстояния, имеет вид

(9.96)

где в правой части находятся двойные разности геометрических дальностей, ионосферных и тропосферных задержек, начальных неоднозначностей фаз и шумов измерений. Член , отображающий геометрию, расписывается как

, (9.97)

и который отражает факт необходимости для двойной разности не менее четырех измерений. Каждую из четырех геометрических дальностей можно представить в линейном виде как

, (9.98)

где - значение геометрической дальности, вычисленной по координатам спутника, исправленным за вращение Земли (см. формулу (9.4)) и априорным координатам пункта (RA)0. Теперь двойную разность геометрических дальностей можно представить как

(9.99)

где - априорное значение двойной разности геометрических дальностей. Предположим, что в уравнении (9.96) известно приближенное значение неоднозначности двойной разности и требуется найти к ней поправку , то есть

(9.100)

Тогда подстановка (9.99) и (9.100) в (9.96) и перегруппировка членов приводит к уравнению поправок для двойной разности фаз:

(9.101)

в которой свободный член представляет собой разность измеренной и предвычисленной двойной разности фаз:

(9.102)

а - остаточная невязка двойной разности, в которую входит шум измерений фазы, влияние многопутности и других немоделируемых источников ошибок.

Заметим, что координаты одной точки, например, А, для относительного позиционирования должны быть известны. Более важно, что известная точка А уменьшает число неизвестных на три, поскольку

, (9.103)

и это приводит к изменениям в левой части (9.101):

. (9.104)

Рассматривая теперь четыре спутника i, j, k, l с опорным спутником i и две эпохи t1 и t2 получаем матрично-векторную систему, которая является определенной и, следовательно, решаемой.

.

(9.105)

Компоненты a в матрице А в (9.105) являются разностями направляющих косинусов для соответствующих спутников, то есть, например, для пары i, j в эпоху t1

, (9.106)

а в координатной форме

(9.107)

Заметим, что для одной эпохи система имеет больше неизвестных, чем уравнений наблюдений, для двух эпох и четырех спутников число уравнений и неизвестных равны между собой, поэтому v=0, но при большем числе измерений получается переопределенная система:

AX+l=v (9.108)

Тройная разность фаз. Подобным образом можно получить уравнение поправок для тройных разностей фаз и других видов разностей и комбинаций фазы. Запишем уравнения двойных разностей для эпох t1 и t2:

(9.109)

Вычитание из первого уравнения из второго дает функциональную модель для тройной разности фаз, которая в кратком виде записывается как:

(9.110)

Соответствующее модели (9.110) уравнение поправок для тройной разности фаз имеет вид

, (9.111)

где

, (9.112)

(9.113)

Обычно эпохи t1 и t2 являются последовательными, но не обязательно, например, разность между эпохами может образовываться всегда по отношению к первой эпохе в сессии [Hofmann-Wellenhof et al. 2001; Rizos 1999].

11 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛЕВЫХ РАБОТ СО СПУТНИКОВОЙ АППАРАТУРОЙ

В настоящей главе будут описаны самые общие положения технологии выполнения работ с использованием аппаратуры, работающей по сигналам СРНС. Хотя в главе будут рассматриваться и режимы позиционирования низкой точности, основное внимание будет уделяться построению точных геодезических сетей.

11.1 ОБЩИЙ ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

Технология проведения работ со спутниковой ГЛОНАСС/GPS аппаратурой включает следующие этапы:

1. Составление проекта геодезических работ на объекте.

2. Получение разрешений для работы на режимных или частных территориях и на работу радиостанции.

3. 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.

4. Закладка центров.

5. Организация базовой станции (если этого требует технология).

6. Планирование сеансов наблюдений, которое включает в себя определение оптимальных временных интервалов измерений, проектирование последовательности сеансов или маршрутов обхода объектов съемки.

7. Составление словаря данных, необходимого для описания объектов данного вида топографических или ГИС съемок.

8. Полевые измерения (съемка объектов).

9. Камеральная обработка, вывод результатов измерений.

10. Составление технического отчета и оформление необходимой документации.

11. Полевой контроль, архивирование и сдача материалов.

Как видно из перечня работ, в спутниковых и классических технологиях много общего и в дальнейшем будут обсуждаться только характерные особенности спутниковых технологий.

С организационно-правовой точки зрения применяемая для съемки аппаратура должна иметь следующие документы:

- сертификат, дающий право на использования данной аппаратуры на территории государства;

- свидетельство о метрологической поверке, подтверждающее паспортные данные прибора (аппаратуры) на период полевых работ.

Организация, ведущая топографо-геодезические работы, должна иметь соответствующую лицензию.

11.2 ПРОЕКТ ПОСТРОЕНИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ СЕТИ

Технические проекты по созданию геодезических сетей с применением глобальных спутниковых навигационных систем разрабатываются в соответствии с определенными нормативными документами. Например, проекты сетей ФАГС, ВГС и СГС-1 разрабатываются в соответствии с требованиями «Основных положений о государственной геодезической сети России» 1997 г., проекты топографо-геодезического обеспечения геолого-разведочных работ – в соответствии с инструкцией [Инструкция 1997]. Тем не менее, очень часто геодезисты вынуждены определять координаты пунктов, полагаясь на руководства фирм-изготовителей аппаратуры и ее программного обеспечения. В любом случае они должны осознанно подходить к выбору технических решений, базирующихся на общей теории спутниковых методов геодезии.

Работа над проектом начинается со сбора и анализа материалов о геодезической и картографической изученности района работ. Сведения о выполненных ранее работах по триангуляции, полигонометрии, нивелированию и гравиметрическим определениям получают в территориальных инспекциях Госгеонадзора и в организациях, проводивших соответствующие работы.

В техническом проекте устанавливаются объемы работ, технология их выполнения, материально-техническое обеспечение и сметная стоимость. Текстовая часть проекта должна содержать:

- сведения о назначении проектируемых работ, плотности пунктов и их точности;

- сведения о ранее выполненных работах;

- краткую характеристику физико-географических и климатических условий района работ, влияющих на организацию и проведение спутниковых определений. Особенно важными факторами являются сведения о характере растительности, дорожной сети и проходимости местности, наличии помех в виде радиолокаторов, УКВ-передатчиков, ЛЭП. Для выбора аппаратуры важно указать возможный перепад температур на период работ; информация о глубинах промерзания и оттаивания грунтов, необходимая для правильного выбора типа центров; информация о гидрографическом режиме;

- обоснование выбора типа геодезических знаков;

- обоснование режима определения координат, типа аппаратуры и ее программного обеспечения, режимов измерений и технологии наблюдений;

- характеристика запроектированной сети, способы ее объединения с существующей сетью в плане и по высоте, схема расположения пунктов сети, названия пунктов полные и краткие для использования в качестве идентификаторов при вводе данных в аппаратуру и при работе с программным обеспечением;

- порядок обработки результатов наблюдений, выбор способов преобразований координат и высот;

- обеспечение техники безопасного ведения работ;

- сроки начала и окончания работ,

- расчет объемов работ, сметной стоимости, обоснование штатного расписания.

11.2.1 Методы позиционирования

Обоснование метода определения координат. Главным фактором, определяющим выбор метода, безусловно, является его потенциальная точность. При выполнении геодезических работ обычно применяются четыре метода позиционирования:

- абсолютное позиционирование по кодовым псевдодальностям или пседодальностям, сглаженным по фазе несущей (точность на уровне единиц метров, см. табл. 10.1);

- дифференциальное позиционирование (локальное, региональное, широкозонное) по кодовым псевдодальностям или псевдодальностям, сглаженным по фазе несущей (точность на уровне одного метра, см. табл. 9.1 и 10.1);

- дифференциальное позиционирование по фазе несущей (точность порядка 0.05-0.5 м);

- относительное позиционирование по фазе несущей (точность от единиц миллиметров до нескольких сантиметров при условии разрешения неоднозначностей, см. табл. 9.1).

Абсолютное позиционирование подразумевает определение координат одним приемником (позиционирование точки). Дифференциальное или относительное позиционирование – это работа как минимум пары приемников, из которых один – базовый, располагающийся на пункте с известными координатами. Вместо «относительного позиционирования» часто используется термин «дифференциальное позиционирование» (например, [Руководство ЦНИИГАиК 2003]). Заметим, однако, что эти два метода являются (по крайней мере, теоретически) различными. Дифференциальное позиционирование является скорее улучшенным методом позиционирования точки и основано на применении предсказанных поправок к псевдодальностям (кодовым или фазовым) на неизвестном пункте. Этот метод обеспечивает мгновенные решения (обычно называемые как решения в реальном времени), где достигается улучшенная точность по отношению к опорной станции.

В прошлом точечное позиционирование ассоциировалось с навигацией, а относительное позиционирование – с измерениями геодезической точности. Также термин «относительный» использовался для наблюдений по фазе несущей, а термин «дифференциальный» - для наблюдений по кодовым псевдодальностям [Hofmann-Wellenhof et al. 2003].

Режим реального времени или пост-обработка. Другое важное требование к выбору технологии определяется сроком представления данных. Моментальное получение данных, то есть практически сразу на точке возможно в режиме реального времени. Результаты можно рассматривать как «мгновенные», если для вычисления положения используются наблюдения единственной эпохи, и время обработки пренебрежимо мало. Исходная концепция GPS была нацелена на мгновенную навигацию движущегося судна (например, корабля, автомобиля, самолета) по несглаженным кодовым псевдодальностям. Другое и менее строгое определение режима реального времени, это наблюдения, которые включают вычисление результатов с небольшой задержкой. Строго говоря, это результаты почти в реальном времени. Сегодня различные способы передачи данных позволяют объединять измерения с различных пунктов в реальном времени. О пост-обработке говорят, когда данные обработаны после факта посещения пункта.

6   

7  Статическое и кинематическое позиционирование. Режимом статики обозначают стационарное наблюдение положения, в то время как режим кинематики предполагает движение. Временная потеря захвата сигнала в статическом режиме не является такой критической, как в кинематическом режиме.

Термины «статика» и «кинематика» необходимо рассматривать в контексте точечного или относительного позиционирования. Типичные примеры этих режимов даются для того, чтобы познакомить читателя с этими терминами.

Статическое точечное позиционирование по кодам полезно, если необходимо иметь координаты точки с умеренной точностью (1-5 м).

Кинематическое точечное позиционирование можно использовать для определения трехмерной траектории аппарата как функции времени. Поэтому типичным примером для кинематического позиционирования является навигация судна. Некоторые приемники могут выполнять точную навигацию (траекторные измерения) по псевдодальностям, сглаженным фазой.

Статическое относительное позиционирование по фазе несущей является самым точным методом позиционирования и наиболее часто используется геодезистами. Этот метод предназначен для определения вектора базовой линии между двумя стационарными приемниками. В статических съемках достижимы точности и даже лучше, что эквивалентно миллиметровой точности на базовых линиях в несколько километров.

Кинематическое относительное позиционирование включает один стационарный и один движущийся приемник. Два приемника выполняют наблюдения одновременно. Основные применения этого метода в основном те же самые, что для кинематического точечного позиционирования, но достижима точность сантиметрового уровня. Использование радиосвязи между станциями базовой линии приводит к режиму кинематики реального времени (RTK). В зависимости от типа данных (фазы или фазовые поправки), которые передаются в реальном времени мобильному приемнику, метод относят к относительному или дифференциальному позиционированию.

11.2.2 Выбор аппаратуры

Полевое оборудование включает блоки приемников и вспомогательные приборы, такие как метеорологические сенсоры, штативы, трегеры, штанги-биноги и другое вспомогательное оборудование. Выбор соответствующего приемника зависит от особых требований проекта. Поэтому в этом разделе будут даны только некоторые общие соображения.

Типы приемников и антенн. Проблеме выбора аппаратуры для различных видов работ посвящен ряд публикаций [Al-Kadi 1989; Hofmann-Wellenhof et al. 2001; ftp://www. ]. Правильный выбор приемника и сопутствующей аппаратуры позволяет добиваться необходимой точности и высокой производительности при минимальных материальных затратах или предохраняет от неожиданных неприятностей. Нужно иметь также в виду, что многие приемники имеют набор опций, за каждую из которых необходимо доплачивать. Можно выстроить следующую примерную шкалу спутниковых приемников в зависимости от их стоимости:

- кодовый приемник для навигации по стандартному коду GPS или ГЛОНАСС,

- кодовый приемник с дифференциальнм режимом при пост-обработке,

- кодовый приемника с дифференциальным режимом в реальном времени,

- кодо-фазовый приемник (с неполным разрешением фазы),

- фазовый одночастотный приемник (статика обязательна, быстрая статика, кинематика истинная и Stop-and-Go – по необходимости),

- фазовый одночастотный приемник с теми же возможностями и с возможностями работы в реальном времени,

- фазовые двухчастотные приемники, по аналогии с одночастотными приемниками с возможностями статики, быстрой статики, истинной кинематики с инициализацией On-the-Fly или без нее, кинематикой Stop-and-Go, с возможностями съемки в реальном времени или только с пост-обработкой.

Рассмотрим значение некоторых параметров спутниковой аппаратуры.

1. Тип принимаемых сигналов. Приемники могут использовать для определения координат пять типов сигналов: C/A-код, P(Y)-код на двух частотах и фазу на двух частотах. Миллиметровую точность могут обеспечить только измерения фазы несущей, фаза кода может дать только метровый уровень точности. Главный недостаток одночастотных измерений состоит в невозможности точного учета ионосферной задержки. Однако для базовых линий умеренной длины, примерно до 20 км, одночастотные приемники обеспечивают почти такие результаты, как двухчастотные приемники, поскольку ионосферная рефракция (в основном) исключается при вычитании измерений фазы между пунктами базовой линии. В течение периода умеренной солнечной активности одночастотными приемниками за несколько часов наблюдений уверенно измеряются линии до 100 км. Длины базовых линий получаются уменьшенными в периоды высокой активности солнечных пятен (последний максимум 11-летнего солнечного цикла был в 2002 г.). Наблюдения на двух частотах значительно ослабляют влияние ионосферы и обеспечивают более быстрые (примерно в 1.5 раза) и надежные результаты.

Наиболее распространенными на рынке геодезическими приемниками являются многоканальные приемники с корреляцией по кодам, отслеживающие полноволновую фазу несущих частот. Точные измерения фазы на частотах L1 и L2 с полной длиной волны можно объединять, образуя разностную комбинацию с длиной волны 86 см. Целая неоднозначность такой комбинации разрешается значительно легче, чем у фазы несущей с длиной волны 19 см. Однако можно использовать приемники, использующие другие способы обработки сигналов (безкодовые с квадратированием фазы биений, наблюдения по фазе кода или другие методы), если получаемые из их аттестации результаты подтверждают требуемый уровень точности.

2. Число каналов в приемнике. Чтобы отслеживать все видимые спутники, высокоточный геодезический приемник, работающий только по GPS, должен иметь не менее 12 каналов. Если приемник работает по двум системам, то нужно иметь не менее 20 каналов. Это приводит к повышению точности, надежности и скорости получения результатов. Чтобы получить удовлетворительные результаты при наблюдении только 5 спутников приемник должен работать на точке около часа, в то время как по 10 спутникам достаточно несколько минут, а иногда и секунд. Большое число спутников (более 9) особенно полезно для кинематики в реальном времени.

3. Чувствительность приемника. Считается, что приемник должен отслеживать сигналы до уровня 20 дБ/Гц. При такой чувствительности он сможет отслеживать сигналы даже через листву, которая значительно ослабляет их силу.

Другой особенностью для выбора приемников (особенно для кинематических съемок) является его способность выбирать полосу пропускания в цепях слежения. Полоса пропускания должна быть достаточно широкой, чтобы предупреждать потери сигналов, но достаточно узкой, чтобы обеспечивать высокое отношение сигнал-шум. Поэтому приемники, которые способны адаптировать ширину полосы пропускания в зависимости от динамики, будут обеспечивать оптимальные результаты.

4. Ослабление влияния многопутности путем обработки сигнала. Считается, что ошибка из-за многопутности по фазе несущей должна быть менее 1 мм при расстоянии между антенной и отражающей поверхностью более 30 м. Ошибка из-за многопутности по коду не должна превышать 1 м для такого же расстояния. Значение этого фактора очевидно: могопутность уменьшает точность, надежность и скорость получения результатов.

5. Подавление интерференции. Чтобы гармоники сигналов от других источников не мешали работе приемника, когда они попадают в полосу частот ГЛОНАСС-GPS, приемник должен подавлять интерференцию в полосе по крайней мере 50 дБ.

6. Тип антенны и ее характеристики. Чем выше точность измерений, тем более высокими становятся требования к антенне приемника. Для геодезического приемника важно, чтобы фазовый центр антенны имел симметрию в плане лучше, чем 2 мм. Значение этого требования сводится к тому, что действительно вычисляемое с помощью спутников положение - это положение электрического центра антенны. Если этот центр перемещается в соответствии с ориентировкой антенны, то это вызовет ошибку в вычисленном положении.

Хотя для уменьшения влияний смещений фазовых центров рекомендуется использование в проекте одного и того же типа антенн для всех приемников, использование различных типов антенн допускается, но должно проверяться в процессе калибровки. При калибровке необходимо измерить короткую (около 100 м) базовую линию с использованием комбинаций антенн различных типов, чтобы определить смещение антенн для данной пары.

7. Внешние сигналы. Приемник должен иметь выход 1 импульс в секунду (сигнал с частотой 1 герц), синхронизированный со временем СРНС. Это необходимо для таких приложений, как определение времени, аэрофотосъемка и др. Приемник должен иметь маркер внешних событий с точностью регистрации времени не хуже 25 нс. Это необходимо для многих видов кинематических съемок, таких как аэрофотосъемка, гидрографическая съемка и др.

Приемник должен иметь вход для стабильной частоты 5, 10 или 20 Мгц (внешняя база времени), которая необходима для длительных сеансов и мониторинга.

Для кодовых топографических и картографических приемников необходимо иметь возможность для подключения сенсоров. Они позволяют записывать в файл информацию об окружающей среде. Известны следующие виды датчиков:

- штрих-кодовый считыватель атрибутов объектов съемки и их значений,

- определитель кислотности почвы,

- счетчик радиоактивности,

- мерная вилка лесника,

- определитель объема биомассы и др.

8. Объем внутренней памяти. Объем записываемых двухчастотных данных для одного спутника на каждую эпоху занимает около 100 байт. Умножив на число спутников в эпоху, а затем - на число эпох, можно получить объем файла данных. Число эпох оценивается, исходя из величины интервала между эпохами и продолжительности сеанса наблюдений. Например, для записи измерений 10 спутников в течение 6 часов с интервалом в 1 секунду потребуется 21.6 МБ памяти.

9. Радиомодемы широкого спектра. Поскольку в каждой стране и даже районе для радиосвязи выделяется определенный частотный диапазон, то необходимо, чтобы аппаратура подходила по этому параметру. Мощность передатчика должна отвечать расстоянию, на которое ведется передача. Желательно, чтобы передатчик был объединен с приемником без дополнительных кабелей, которые создают неудобства в обращении.

10. DGPS. Режим DGPS состоит в передаче дифференциальных поправок от базовой станции к полевому приемнику. Эта технология дает метровый уровень точности. Существуют стандартные форматы данных для передаваемых поправок. Каждый изготовитель может иметь свой собственный формат данных. Чтобы можно было объединять данные разных изготовителей, программное обеспечение должно поддерживать форматы RTCM как в базовом, так и в полевом приемниках.

11. RTK (Real Time Kinematic). Режим кинематики в реальном времени RTK заключается в передаче поправок фазы несущей от базы к полевому приемнику. Эта техника дает сантиметровый уровень точности. Существуют некоторые стандартные форматы данных для передачи этих поправок. Каждая фирма также может давать данные в своем собственном формате. Чтобы совместно использовать приемники разных изготовителей, программное обеспечение должно поддерживать форматы RTCM RTK как на базовой станции, так и на мобильной станции.

12. Блок контрольного дисплея. Чтобы указать спецификации дисплея, нужно представить, что наблюдатель будет делать в поле. Нет причин заказать дисплей с графическими возможностями, если все, что нужно в поле - это запустить и остановить запись данных в статическом или кинематическом режиме съемке. Можно попытаться так управлять операциями, чтобы ограничить ввод данных в поле. Станет меньше ошибок на холоде, в темноте или при других неблагоприятных условиях. Эффективный метод - вести полевой журнал данных и операций на диктофон, а затем создавать в офисе файл журнала.

14. Аппаратура должна иметь средства для включения и выключения приемника, запускать и останавливать запись данных и указывать соответствующие операции приемника. Это минимальный интерфейс, который необходим оператору. Если в аппаратуре будет более полный пользовательский интерфейс, чем действительно нужен, то это добавит бремя обучения более сложным операциям без какого-либо выигрыша. Придется больше платить, расширив вероятность ошибок в поле.

15. Приемник должен иметь средства для ввода информации, такой как имя точки и высота антенны. Это желательно, но не обязательно. Рекомендуется дублировать запись информации другими средствами, такими как, например, диктофон, и создавать файл журнала и объединять его с данными в офисе. Это касается не только статических съемок, но и кинематических. Система пост-обработки должна быть способна объединять файл полевого журнала, включая названия точек, высоту антенны, время съемки Stop-and-Go с данными GPS и генерировать полный файл для пост-обработки.

16. Энергообеспечение и батареи. Комплект приемника и антенны должны иметь низкое энергопотребление. Можно иметь систему, которая легкая, но имеет высокое энергопотребление, что вынуждает нести в поле тяжелые аккумуляторы. Аккумуляторы разных технологий имеют разный вес и цены. Незаряжаемые литиевые батареи легки, но очень дорогие. Свинцовые кислотные намного дешевле, но также и тяжелее. Низкое потребление питания продлевает жизнь электроники. Предпочтительнее иметь приемник со вставляемыми батареями, без кабельных соединений, хотя это и несущественно во многих приложениях. Важно также знать, что при перевозках на самолетах не все виды аккумуляторов разрешены для провоза в багаже.

17. Окружающая среда. Обычно аппаратура должна оперировать при температуре окружающей среды от -20° до +50°C. Однако, в условиях России нередки температуры -40°C и ниже, и, если приемник, или его антенна (и кабели) не рассчитаны на такую температуру, то либо придется принимать меры по утеплению аппаратуры, либо отказываться от полевых работ.

Система должна работать при идущем дожде. Это важно для приемников, работающих в поле. Для приемников, работающих по мониторингу, такие характеристики должна иметь антенна.

18. Большинство производителей GPS приемников предлагают коаксиальные антенные кабели различной длины, вплоть до 60 м, где длина 10 м является стандартной. Длинный кабель обеспечивает большую оперативность при доступе к пункту, однако, чтобы избежать потерь сигнала, нужно следовать рекомендациям изготовителей по размерам кабеля (типу). Кабели большого диаметра с малыми потерями необходимы для наблюдений на пунктах, где расстояние превышает 60 м.

19. Физические характеристики. Вся система из приемника, антенны, дисплея, аккумуляторов, зарядных устройств, штатива и компьютера для постобработки должна занимать кейсы размером не более 55х40х20 см. Это может быть важным, если вы проносите оборудование внутрь кабины самолета.

20. Программное обеспечение для пост-обработки. Программное обеспечение фазовой аппаратуры должно быть совместимо с операционной системой вашего компьютера и иметь опции статики, быстрой статики, кинематики stop-and-go и истинной кинематики с разрешением неоднозначности on-the-fly - наиболее популярными видами точных приложений. Кодовая аппаратура должна иметь программу дифференциальной коррекции.

Должны быть средства для планирования доступности спутников, планирования геодезических сетей и отслеживания плана выполнения работ. Должны быть опции уравнивания сети, преобразований координат и высот.

21. Точность. Если параметры аппаратуры выбраны правильно, то точность измерений будет зависеть только от того, как геодезист будет работать с системой. Например, ошибки будут больше, когда линия длинная а продолжительность сеанса невелика, или когда велик геометрический фактор.

22. Совместимость приемников. В одном проекте можно использовать приемники разных моделей или изготовителей. Однако должна быть проверена их совместимость и синхронизация наблюдений (это одна из задач метрологической аттестации). Кроме того, могут возникать проблемы из-за различного числа каналов, разной техники обработки сигналов и различной привязки к меткам времени.

23. Цена. Все заслуживающее внимания GPS оборудование, купленное сегодня, обеспечивает прекрасные результаты, поэтому решение о том, какое оборудование использовать, обычно делается на основе легкости его применения или его стоимости. Цены на GPS приемники постоянно снижаются, а их возможности неуклонно возрастают.

. Очень привлекательный способ дооборудования приемника, – это использование файлов авторизованных опций (раздел 6.3.3). Число производителей геодезических приемников постоянно увеличивается, и их продукты постоянно улучшаются. Чтобы получать актуальную информацию об особенностях продукта необходимо контактировать напрямую с производителями. Адреса можно получить в ежегодных январских выпусках или июньских выпусках журнала GPS World [Hofmann-Wellenhof et al. 2001] (см. также главу 6 и приложение А).

11.2.3 Параметры миссии

Спутниковые приемники являются достаточно универсальными, с ними можно добиваться различных уровней точности, изменяя установки и режимы, в соответствии с которыми они работают. С другой стороны, когда на объекте работает несколько наблюдателей, важно, чтобы получаемые результаты были согласованы между собой и обладали одинаковым уровнем точности. Это достигается установкой в приемниках соответствующих параметров миссии, то есть условий наблюдений и режимов выполнения работы. Сюда могут относиться такие параметры, как режим работы (статика, кинематика, кинематика в реальном времени и т. п.), минимальное количество спутников, при котором выполняется позиционирование, угол отсечки по высоте, допустимое отношение уровней сигнала и шума (маска SNR), допустимая величина коэффициента потери точности PDOP или GDOP и ряд других параметров.

Некоторые установки касаются работы приемника (одно- или двухчастотный режим, подключение внешней базы времени и т. д.) или создают необходимый уровень сервиса (единицы измерений, продолжительность звукового сигнала и т. п.). Есть несколько способов ввода параметров. В одних приемниках они установлены в заводских условиях, то есть зашиты в управляющей программе, и не подлежат изменению. Приемник сигнализирует о готовности к работе загоранием светового индикатора. В других приборах наблюдатель сам устанавливает параметры. В аппаратуре третьего типа заранее готовится так называемый конфигурационный файл миссии, содержащий указанные установки. Перед началом наблюдений все наблюдатели, участвующие в сеансе, должны сделать файл миссии текущим, то есть установить согласованные параметры работы приемника.

Из-за разнообразия спутниковой аппаратуры, способов управления, степени автоматизации и других факторов нет необходимости рассказывать обо всех параметрах, и здесь мы остановимся только на трех параметрах: угол отсечки по высоте, продолжительность сеанса и интервал регистрации.