Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Серед усіх сервісів, які надають українські мережі базових GNSS станцій особливе місце займає коригуюча інформація для реалізації RTK - режиму. Популярність RTK - поправок може бути пояснена тим, що користувачі можуть відразу у польових умовах отримувати координати потрібних точок. При цьому користувачам надається коригуюча інформація, як від одиночної базової станції мережі, так і сформована за допомогою відповідних мережевих методів. Мережеві поправки дозволяють отримувати точні координати на великих площах, уникаючи при цьому зростання похибки визначення місця розташування при віддаленні від базової станції. Вони створюються спеціальним алгоритмом програмного забезпечення центру управління мережею з урахуванням супутникових даних всіх або деяких базових станцій у момент роботи мобільного супутникового приймача. Знаючи точні координати базових станцій мережі і використовуючи супутникові дані, що безперервно надходять з цих станцій, програма центру управління за допомогою алгоритму вирішення неоднозначності циклів биття фаз сигналів супутників знаходить миттєві невязки координат для кожної з станцій. На основі цих даних за допомогою фільтра Кальмана будується модель похибок визначення місця розташування в мережі, яка враховує миттєвий стан атмосфери, похибки годин і орбіт супутників. Ця модель необхідна для формування диференціальних поправок, загальних для всіх станцій мережі. Мережеві диференціальні поправки передаються користувачам в різних видах, які застосовуються для обчислення точних координат їх місця розташування [1].

1. Основна частина. Проведення експериментальних досліджень

Експериментальні дослідженя проводились для вивчення впливу: конфігурації базових станцій, відстані між суміжними базовими станціями і мобільним пристроєм, а також спосіб формування RTK поправок на точність координатних визначень місцезнаходження користувачів в мережевому RTK-режимі. Для цього були створені сегменти мережі, що складаються з базових станцій, встановлених у населених пунктах. При виборі районів проведення експериментальних досліджень враховувалися такі чинники як: наявність відкритого небосхилу і стійка робота GPRS каналу зв'язку. Схематично розташування базових станцій, що утворюють комірки, і мобільного приймача представлено на рисунок 1.

Розташування базових станцій і мобільного приймача

Рисунок 1 - Схематичне розташування базових станцій і мобільного приймача: а) Комірка № 1; б) Комірка № 2; в) Комірка № 3;
(анімація: 8 кадрів, 7 циклів повторення, 57.1 кілобайт)

Існують 4 види формування мережевих RTK - поправок:

1. Flachen-Korrektur Parameter (FKP) або метод майданних поправок. Даний метод має на увазі розрахунок диференціальних поправок на площі, охопленої декількома базовими станціями без урахування попереднього положення рухомого супутникового приймача [2].

2. Virtual Reference Station Method (VRS)

У цьому методі поточні координати місця розташування мобільного супутникового приймача попередньо скидуються у центр управління. Отримавши ці координати, програмне забезпечення центру управління мережі створює для користувача диференціальні поправки щодо віртуальної точки у просторі, близької до точки розташування мобільного супутникового приймача в даний момент часу, і відправляє їх користувачеві[2, 5].

3. Метод MAX (Master Auxiliary Concept)

У цьому методі сервер центру управління посилає рухомому супутниковому приймачу потоки даних, що включають «сирі» супутникові спостереження і координати базової станції мережі, званої майстер-станцією, і різниці значень виправлених після вирішення неоднозначності «сирих» спостережень і координат інших базових станцій мережі, щодо даних майстер-станції. Інші станції називають допоміжними. Значення поправок обчислюються на рухомому супутниковому приймачі, для чого він повинен мати відповідне програмне забезпечення. У рухомому приймачі відновлюються значення виправлених після вирішення неоднозначності «сирих» супутникових спостережень для всіх базових станцій мережі і визначаються точні координати його місця розташування[2].

4. Метод i-MAX (Individualized MAX)

У цьому методі поправки для користувача створюються щодо реальних, фізично існуючих базових станцій мережі. При цьому супутникові поправки формуються на основі даних базових станцій, розташованих укомірці мережі, фіксованою або створені автоматично програмою центру управління після отримання координат розташування рухомого супутникового приймача. Мобільний супутниковий приймач отримує індивідуальні поправки, з урахуванням оптимально підібраних станцій мережі, виходячи з віддаленості, якості та обсягу супутникової інформації в поточний момент[2, 4].

При виконанні експериментальних досліджень на опорних точках спочатку встановлювався двохчастотний супутниковий приймач, який виробляв накопичення інформації в статичному режимі роботи не менш а ніж 4 годин для геодезичної прив'язки точки. При накопиченні інформації у внутрішню пам'ять приймач був налаштований таким чином: інтервал запису - 5 сек., кут маски - 10 градусів. Потім на опорних точках проводилася серія не менше ніж з 10 вимірювань при обмеженні кожного вимірювання за часом (15 епох) в RTK режимі з отриманням поправок за різними технологіями, а саме МАХ, i - MAX, FKP, Virtual RS.

Остаточна обробка вимірів здійснювалася у камеральних умовах. Координати опорних точок визначалися шляхом проведення постобработки накопичених вимірювань відносно найближчих базових станцій мережі. Вони приймалися в якості еталонних, які порівнювалися з координатами, отриманими при вимірах в RTK мережевому режимі.

2. Обробка результатів експериментальних досліджень

За допомогою програмного забезпечення LGO фірми Leica Geosystems в режимі післясеансної обробки проводився розрахунок еталонних координат точки, на якій потім вироблялися RTK вимірювання[7]. Визначалися розбіжності по кожній координатної компоненті:

формула 1
де Xэт, Yэт, Hэт – еталонне значення координат;
Xизм, Yизм, Hизм – виміряне значення координат.

Розбіжність у плані виміряних і еталонних значень координат обчислювалося за формулою:

формула 2

Крім цього, обчислювалися середні значення координат точки по всіх вимірах і знаходилися середні розбіжності:

формула 3

Також були визначені середньоквадратичні відхилення оцінюваних координат щодо їх середніх значень.

У таблиці представлені результати обробки та аналізу вимірювань, проведених в комірках мережі № 1, 2, 3.

Таблиця 1 - Результати аналізу точності визначення координат в мережевому РТК-режимі

Тип використовуваних мережних поправок Розбіжність за Хср, м Розбіжність за Уср, м Розбіжність за XУср, м Розбіжність за Hср, м СКВ планових координат, м СКВ висотної компоненти, м

Комірка мережі № 1

i-MAX 0.003 -0.005 0.005 0.013 0.005 0.009
MAX -0.001 -0.007 0.007 0.013 0.005 0.015
Virtual RS 0.026 -0.009 0.027 0.029 0.013 0.017
FKP 0.030 0.042 0.051 0.075 0.098 0.202

Комірка мережі №2

i-MAX 0.001 -0.005 0.005 -0.022 0.006 0.010
MAX -0.007 -0.014 0.016 -0.004 0.008 0.009
Virtual RS 0.002 0.004 0.005 0.007 0.004 0.011
FKP 0.001 -0.004 0.004 0.021 0.007 0.011

Комірка мережі №3

i-MAX 0.006 -0.008 0.010 -0.044 0.016 0.017
MAX 0.006 -0.006 0.009 -0.051 0.020 0.030
Virtual RS -0.006 -0.007 0.009 -0.010 0.004 0.006
FKP -0.030 -0.020 0.036 0.065 0.080 0.090

Висновки

  1. Спосіб формування мережевих поправок практично не впливає на точність вимірювань. Винятком є метод FKP, при використанні якого, було відмічено погіршення точності визначення координат в 3-5 разів.
  2. Збільшення кількості базових станцій призводить до підвищення точності визначаються координат.
  3. При відстанях між суміжними базовими станціями мережі, що не перевищують 110 км можливе отримання сантиметрових рівнів точності, як у плані, так і за висотою. Такого рівня точності достатньо для вирішення більшості інженерно-геодезичних задач.
  4. Взаємне розташування мобільного приймача і базових станцій, що утворюють комірку перманентної мережі, практично не впливає на точність визначення координат в мережевому RTK-режимі.

Перелік посилань

  1. Евстафьев О. В., Наземная инфраструктура ГНСС для точного позиционирования / О.В. Естафьев – М.: ГФК, 2009. – 48 с.
  2. А. Горб, А. Горб, Р. Федоренко Оценка многолучевости базовых GNSS – станций сети NGC.NET// Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. – 2012. – С. 68-71.
  3. Генике, А.А. Глобальная спутниковая система определения местоположения GPS и ее применение в геодезии / А.А Генике, Г.Г. Побединский – М.: Картгеоцентр, Геоиздат, 1999 – 352 с.
  4. А. Горб, Р. Нежальский, Р. Федоренко. Анализ точности GPS-измерений в сети базовых станций // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. – 2006. – С. 97-102.
  5. Leica Geosystems Networked Reference Stations [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.leica-geosystems.com....
  6. Сети базовых станций RTK [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.navgeocom....
  7. Краткое описание системы работы системы базовых станций Харьковской области [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ngcnet.com.ua....