Исследование возможности применения перманентных базовых станций

Автор: Колесник М. В.
Источник: Геодезия, землеустройство и кадастр. Материалы студенческой научной коференции – Донецьк, ДонНТУ – 2018, Выпуск 1, с. 54-69.

С помощью перманентных базовых станций выполнена обработка измерений в различные периоды времени. Оценена точность полученных данных и проведен предварительный анализ влияния различных факторов на результат.

На сегодняшний день использование перманентных станций является одной из важных направлений развития технологий. Использование перманентных станций позволяет:

– иметь только один приемник, что сократит расходы на оборудование;

– сократить расходы на транспорт и персонал.

Однако использование сетей таких станций от частных компаний является платной услугой. Поэтому решено оценить возможность использование данных станций, которые находятся в открытом доступе.

Цель данного исследования: оценка возможности применения данных с перманентных базовых станций находящихся в открытом доступе для получения координат и анализа полученных результатов.

Выполнен анализ литературы по следующим вопросам:

– сравнение различных тропосферных и ионосферных моделей [1-3];

– исследования влияния длины базовых линий [4, 5];

– исследования с применениями перманентных станций на расстояниях до 50 км [5, 6];

– некоторые особенности работы с ГНСС [7, 8].

Однако исследований влияния различных факторов в совокупности при использовании перманентных станций находящихся на расстоянии около 200 км не было обнаружено. Поэтому можно сделать вывод, данный вопрос не достаточно изучен.

Для получения данных с перманентных базовых станций используются два открытых ресурса:

– Перманентная сеть ГНСС EUREF (EUREF Permanent GNSS Network).

– Главный центр контроля навигационного поля Украины (ГЦКНПУ).

Сеть EUREF функционирует под эгидой подкомиссии Региональной справочной системы IAG (Международная ассоциация геодезии) для Европы.

Главный центр контроля навигационного поля Украины (ГЦКНПУ) вместе с сетью контрольно-корректирующих станций (ККС) составляют основную измерительную сеть Системы координатно-временного и навигационного обеспечения Украины (СКНОУ).

На данный момент исследования обработано 240 векторов наблюдений в течение двух дней 19.11.17 и 22.06.17 (рис. 1).

Рисунок 1 – Схема расположения перманентных станций

Использовано 5 перманентных станций в Николаеве, Запорожье, Днепре, Кропивницком и Смиле.

Выполнялась обработка по данной схеме (рис. 2) с использованием трех тропосферных моделей: UNBabc, Goad and Goodman, Niell. Что в дальнейшем даст возможность оценить результаты, полученные при разных моделях.

Рисунок 2 – Схема обработки данных

Основная методика выполнения анализа заключается в том, что координаты, полученные после обработки векторов сравниваются со значениями, которые представлены на ресурсах с которых получены данные для обработки.

После чего получены результаты сравнения и представлены СКП в плане и по высоте каждого вектора (рис. 3).

Рисунок 3 – Среднеквадратические погрешности векторов в миллиметрах

Для дальнейшего исследования по каждому из вектора было собрана информация:

– ошибка в плане;

– ошибка по высоте;

– метеорологические параметры (давление, влажность, температура);

– PDOP;

– длительности наблюдений на станциях;

– количество наблюдаемых спутников;

– длина вектора.

По этим данным были составлены линейные уравнений для ошибка вектора:

b_i – коэффициенты регрессии;

x1 – расстояние, км;

x2 – количество спутников GPS;

x3 – количество спутников ГЛОНАСС;

x4 – PDOP;

x5 – длительность наблюдений, час;

x6 – разность температуры, °C;

x7 – разность давления, мм. рт. ст.;

x8 – разность влажности, %;

c – случайные ошибки;

После чего данные уравнения решены методом наименьших квадратов и получены коэффициенты регрессии для каждого фактора.

В процессе были отклонены некоторые незначимые факторы. Скорректированный коэффициент множественной детерминации составил R²=0.82% , он оценивает долю дисперсии результата за счет представленных в уравнении факторов в общей вариации результата. Также выполнена оценка надежности уравнения регрессии в целом с помощью F-критерий Фишера. Табличное значение критерия при пятипроцентном уровне значимости оказалось значительно меньше рассчитанного, поэтому уравнение регрессии признается статистически значимым. Приведены коэффициенты стандартизованного уравнения регрессии (табл. 1), которые позволяют сравнивать их между собой.

Таблица 1 – Коэффициенты стандартизованного уравнения регрессии

В процессе исследования выполнено:

– обработка данных с использованием перманентных базовых станций;

– оценена точность полученных результатов;

– предварительный анализ влияния различных факторов на результаты.

Получение СКО одного вектора уже удовлетворяют точности выполнения межевания для земель промышленности, сельскохозяйственного назначения, лесного фонда, водного фонда и земель запаса. Планы на дальнейшие исследования:

– разработка программного продукта выполняющего автоматизированное скачивание и обработку данных;

– получение дополнительных измерений;

– анализ влияния различных факторов на результаты;

– построение поверхности погрешностей на территории Донбасса.

Список литературы

1. Ф. Н. Захаров, Сравнение точности оценки времени задержки навигационных сигналов при использовании различных моджелй высотного профиля индекса преломления тропосферы// Доклады ТУСУР. – 2014. – № 2(32). – с. 7-12.

2. D. Dodo, T. A. Yakubu, L. M. Ojigi, and S. Tsebeje. Nigeria. Determination of the best-fit Tropospheric Delay Model on the Nigerian Permanent GNSS Network (NigNet) FIG Working Week 2013/TS06B – GNSS Positioning and Measurement II and Remote Sensing.

3. Hamed M., Shaker A., Saad A., Mahmoud S. The Effect of Different Tropospheric Models and Ocean Tide on long Baselines. Conference: National Recearch Institute of Astronomy and Geophysic, At Egypt 2010.

4. Р. В. Шульц, Р. И. Терещук, А. А. Жалило. Предварительные результаты GNSS-наблюдений на пунктах геодезической сети северного региона Украины// ВЕСТНИК СГГА. – 2014. – Выпуск 4 (28). – С. 29-38.

5. Горб А., Федоренко Р., Шатохина К. Экспериментальное исследование точности местоопределения пользователей в сетевом RTK-режиме // Современные достижения науки и производства.-2014.-с. 40-45.

6. Accuracy Testing of RTK Service of the Permanent Station Network in the Republic of Serbia Delcev, Sinisa – Ogrizovic, Vukan – Vasilic, Violeta – Gucevic, Jelena 2009 Congress & Session: FIG Working Week 2009 / TS 2C.

7. Антонович К. М.; Использование СРНС в геодезии. Том 1 / Антонович К. М., – Москва: ФГУП Картгеоцентр, 2005 – 334 с.

8. Антонович К. М.; Использование СРНС в геодезии. Том 2 / Антонович К. М., – Москва: ФГУП Картгеоцентр, 2005 – 360 с.