Островський А.Л., Мороз О.І., Тарнавський В.Л. Геодезія, частина II

Подождите немного. Документ загружается.

5а(еІ]ііе 5іат$, відображає стан джерела струму і кількість пам

зайнятої даними.

Таким чином, під час виконання спостережень оператор ^

слідкувати саме за цими двома вікнами, щоб бути інформовану

про хід збору даних.

14.

Якщо

необхідно змінити якісь дані про параметри знімання, або приц.

мач, потрібно натиснути клавішу Мепи (Меню) для доступу до 8игу

Мепи,.

Важливо пам'ятати, що Зигуеу Мепи (Меню в режимі "Знімання'^

доступне в будь-який час у процесі збору даних натисненням клавіщ

"Мепи" (Меню). Це те саме меню, яке описане раніше. Усі налаштуванні,

$иг\'еу Мепи (Меню в режимі "Знімання") можуть бути встановлені

будь-який момент у процесі виконання спостережень. Інакше кажучи, ^

3-10, подані вище, можуть, за бажанням, бути виконаними одразу лісдц

початку збору даних. Це дозволяє розпочати збір даних ще до введення

налаштувань, що скоротить час перебування на точці спостережень.

Слід врахувати, що коли ідентифікатор приймача змінюється піц

час збору даних, ім'я поточного файлу активних даних буде включати

приймача, установлений на початку збору даних.

15. Якшо зібраних даних достатньо для виконання пост-опрацювання

приймач вимикають.

Як бачимо, процес виконання спостережень на пункті в статичному

режимі складається з 15 підпроцесів (дій).

Примітка; для уникнення можливих пошкоджень слід від'єднати

кабель зовнішньої антени від приймача до того, як виймати приймач із

рами

польового утримувача.

Необхідно дотримуватися вище поданої послідовності дій у кожному

сеансі (сесії) статичних спостережень.

За наявності каналу зв'язку, оператор повідомляє на центральній

пункт, що він готовий закінчити спостереження, або внести пропозицію

про

необхідність продовження спостережень.

111.3.8.

Застосування режиму"стій/йди" для визначення просторових

координат під час топографічного знімання місцевості

На ділянці, що підлягає топографічному зніманню, у залежності від

розміру ділянки, вибирають одну або декілька базових станцій,

які,

зазвичай, є пунктами ДГМ.

Під час вибору положення базових станцій слід розмістити їх на

точках з як можна меншим числом перешкод (дерева, будинки, зовнішні

геодезичні знаки), що затримують розповсюдження супутникових сигналів

до приймача, який не зможе відслідкувати мінімум п'ять супутників підчас

збору кінематичних даних рухомими (роверними) приймачами. У результаті

можлива втрата деяких точок, що спостерігаються в цей проміжок часу

роверними приймачами. Чим більш відкрита місцевість, тим успішніше

358

пройде знімання. Тому слід надати особливу увагу вибору положення бази.

Загальні настанови, хід та послідовність виконання робіт на базовому

приймачі абсолютно такі самі, як і під час статичного режиму знімання,

описані в попередньому параграфі (пункти 1-15).

Різниця тільки в

можливості використання на

базовій станції ініціалізацій-

ної рамки для ініціалізації

(хоча це не обов'язково,

оскільки є інші методи іні-

ціалізації).

Під час використання

рамки (рис. III.3.31) базова

антена центрується і при-

водиться в горизонтальний

стан над маркою (центром)

геодезичного пункту. Антена

ровера встановлюється зі

зміщенням відносно базової

антени на рамку ініціалізації

(рис. ІІІ.З.ЗО).

Ця рамка забезпечує

формування точної базової

лінії між базою та ровером

довжиною 0,2 м.

Після виконання іні-

ціалізації антена роверного

приймача переноситься на

роверну віху (рис. III.3.32).

Рис. ІІІ.3.31. Рамка ініціалізації.

Рис. ІІІ.З.ЗО. Антена РтоМагк-2 із рамкою

ініціалізації.

Усі подальші дії виконуються точно так само, як описано в пунктах |.

15. Базовий приймач має виконувати вимірювання весь час, як ц

передбачено в плані польових робіт. Далі детально буде описана робота

роверного приймача в режимі "стій/йди" ("$Іор-ап<І-£о").

Для роверного приймача дії 1-3 абсолютно аналогічні діям під час

статичного режиму та діям на базовій станції.

4. У меню Зигуеу Мепи (Меню в режимі "Знімання") вибирають пункт

Зигуеу Мосіе (Режим "Знімання"). Далі встановлюють режим "стій/йди".

5. В Зигуеу Мепи вибирають Роіпі АПгіЬиІе (Опис точки). Вводять

атрибутивну інформацію про точку, на якій буде виконуватися знімання,

Під час виділеного пункту Роіпі АПгіЬиІе (Опис точки) (рис. III.3.33)

Екран Роіпі АПгіЬиІе містить такі параметри:

• чотиризначний ідентифікатор пункту. Слід присвоїти іденти-

фікаційний номер кожній точці, що знімається;

• таймер перебування на пункті, який працює за принципом секун-

доміра;

• довільний 20-значний опис пункту;

• вибіркове встановлення режиму ініціалізації: без ініціалізації, ініціа-

лізація на точці з відомими координатами, ініціалізація на точці з

використанням рамки ініціалізації;

• вибіркове встановлення контрольної точки; встановлюють "Уе?",

якщо точка є контрольною. Ідентифікаційний номер пункту копію-

ється в таблицю ідентифікаторів пунктів, координати яких відомі.

Процес ініціалізації є дуже важливим кроком для успішного

знімання в режимі "стій/йди". Далі поданий приклад, який ілюструє

процедуру ініціалізації з використанням рамки ініціалізації.

У вікні Роіпі АПгіЬиІе (Опис точки) виділяють пункт Іпіііаііге

(Ініціалізація) і натискають ЕМТЕК. для переходу у вікно Іпіі. шосіе

(Режим ініціалізації), рис. НІ.3.34.

Виділяють пункт Ваг (Панель) і натискають Зауе (Зберегти) для

відображення вікна Роіпі АПгіЬиІе, рис. ІІІ.3.35.

Г«я+ АПгіЬиП

$іі<Ю Тітс оьгЛс

(0001 По

Іпі+ їлогіс

Ваг

5оус

Роіпі АПгіЬи+с

$іи Ю

|А501

Тісьс ог»

Гзоо

Іпіиаіісс

(Ваг

СогіИоІ

|МО

Рис. ІІІ.З.ЗЗ. Вікно Роіпі Рис. Ш.3.34. Вікно Іпіі. Рис. Ш.3.35. Вікно РоїШ

АйпЬиІе.

то(

АПгіЬиІе.

360

Зверніть увагу на те, що значення параметра Тіше оп Зііе (Час на

пункті) встановлений за замовчуванням 300 сек. (5 хвилин),

і. В Зигуеу Мепи далі вибирають пункт Апіептіа. Тут установлюють висотні

параметри антени. Якщо антена встановлена на віху, тоді її висота буде

залишатися постійною. Постійними залишаються також ІЛпііз (Одиниці

вимірів). За необхідності можна змінити Ііпії у Зигуеу Мепи.

Пункти 7, 8, 9, 10, 11 такі самі, як і під час ста- иртсимн

точного знімання. Після їх виконання процес «ор-агаї-до

налаштування обладнання завершиться і тепер можна

виконувати спостереження. Далі описується процес *ооо+

зо

збору даних, а також буде показано, яким чином

У. . #3*5 РООР

необхідно стежити за виконанням знімання. ^

Пункт 12 такий самий, як і під час статичного _н ,

знімання.

5+ор

Пункт 13. У вікні Заіеііііе Зіаіиз (Статус супут- І-®: І ЮО» І

ника) натискають клавішу №у/5игу (Навігація/Зні- р

ис

ш.3.36.

мання), щоб відкрити вікно Зигуеу Зїаіиз (Статус Вікно Зигуеу

знімання), рис. І1І.3.36. ЗіаШз.

Вікно Зигуеу Зіаіиз "СТІЙ/ЙДИ" інформує про збір

даних. У цьому вікні можна спостерігати за

наступними індикаторами якості спостережень:

• Кешаіп - поле Кешаіп показує, як довго можна виконувати

запис атрибутивної інформації про даний пункт. У полі Кешаіп

іде зворотний відлік часу, починаючи зі значення, яке вста-

новлено в полі Тіше-оп-8ІІе у меню Роіпі АигіЬиІе;

• # Заіз (Кількість супутників), які знаходяться на 10° вище від

горизонту та інформація яких занесена в пам'ять;

• РООР (Коефіцієнт геометричного погіршення точності вимірю-

вання).

Крім інформації про параметри знімання, вікно Зигуеу Зіаіиз

"СТІЙ/ЙДИ" так само, як і вікно ЗаІеПіІе Зіаїиз (Статус супутника), показує

стан джерела струму і кількість пам'яті, зайнятої даними.

4. Клавіша Зіагі виділена і приймач готовий до реєстрації атрибутивної

інформації про точку. Натискають клавішу Епіег, щоб почати процес

збору атрибутивних даних. У полі Кешаіп починається зворотний від-

лік часу. Коли значення в полі Кетаіп досягне значення 00.00.00,

виділиться клавіша Зіор і збір атрибутивних даних для цієї точки

зупиниться, а ідентифікаційний номер пункту автоматично збіль-

шиться на одиницю.

Увага:

1) Процес збору атрибутивних даних на даній точці можна зупи-

нити, натиснувши ЕМТЕК під час виділеної клавіші Зіор;

2) Реєстрація даних починається відразу після вибору пункту Соїіесі

Оаіа (Збір даних) і під час цього відслідковується чотири або

361

більше доступних супутників, що знаходяться на висоті більше

10° над горизонтом. Дані реєструються протягом кожного

інтервалу запису. Натискання на клавішу Зіагі або 5(ор ц

приводить до перерви процесу реєстрації даних, а тільки да

можливість додати атрибутивну інформацію про точку, на якій

накопичуються дані.

Як тільки почалась робота в режимі "стій/йди", для нормальної

роботи системи Рго Магс-2 повинна забезпечуватися пряма видимість

супутникових сигналів під час усієї сесії спостережень. Якщо будь-який із

приймачів, що входить в систему, не може підтримувати безперервний

зв'язок, не менше ніж з п'ятьма супутниками, пролунає попереджувальний

сигнал кінематичного режиму. Це означає, що сигнал супутника загублений,

тобто, знімання потрібно ініціапізувати заново. Дані, зібрані до

попереджуючого сигналу, можуть бути використані. Перед відновленням

знімання необхідно наново виконати процедуру ініціалізації.

Після завершення роботи вимикають приймач. Далі всі дані заванта-

жують в комп'ютер. Окрім роботи з приймачем, оператор безпосередньо

на

пункті завершує усі записи в польовий журнал. У журналі повинна знахо-

дитися така інформація:

• назва пункту спостережень та його умовне позначення, занесене

реєстраційний файл;

• прізвище оператора;

• серійні номери антени, приймача;

• висота встановлення антени над геодезичним пунктом;

• час початку і закінчення спостережень на пункті;

• номери супутників;

• приблизні координати пункту;

• усі зауваження, що стосуються виконання спостережень, які

можуть виявитися корисними в процесі камерального опра-

цювання результатів вимірювання.

Якщо дані знімання будуть використані для складання топогра-

фічного плану, а точки, просторові координати яких визначались, є фак-

тично пікетами знімання тоді необхідно подати зариси певної групи пікетів

зі стрілками пікетів, висоти яких можна інтерполювати для побудови

горизонталей так, як це робиться під час тахеометричного знімання.

III. 3.9. Загальні відомості про опрацювання <ЗР8-вимірів

У процесах опрацювання топографо-геодезичної інформації, зібраної

СР8-приймачами, розрізняють:

• попереднє опрацювання;

• кінцеве опрацювання.

Часто в попередньому опрацюванні виділяють так зване первинні

опрацювання.

362

До первинного опрацювання відносять обчислення, шо виконуються

безпосередньо в процесі вимірювання. Цей етап дозволяє контролювати дані

в польових контролерах (приймачах). При цьому контролюються:

• наявність видимості неба (відсутність перешкод);

• наявність необхідного числа супутників;

• допустимість геометричного фактора;

• визначення координат у навігаційному режимі.

Попереднє опрацювання виконується з використанням стандартного

програмного забезпечення фірми-виробника супутникових приймачів.

Більшість сучасних програм камерального опрацювання вимірів

(пост-опрацювання) розділяються за методами опрацювання на:

• обчислення окремих ліній;

• багатоточкові розв'язки.

Метод обчислення окремих ліній є найбільш розповсюдженим і його

в будь-якому випадку доцільно застосовувати під час виконання попе-

реднього опрацювання, навіть коли програмний пакет дає можливість

реалізувати багатоточкові розв'язки. Справа в тому, що на цій стадії опра-

цювання, зазвичай, впливає значна кількість грубих похибок, а методом

багатоточкового розв'язку їх виключити складно.

Програмне забезпечення розраховане на опрацювання окремих ліній

забезпечує кращий контроль і локалізацію неякісно виміряних ліній.

Як правило, точність таких ліній суттєво гірша, ніж середня

точність на даному об'єкті робіт. Іншим методом контролю є контроль по

замкнутих побудовах: трикутниках, векторних ходах між відомими

точками. Якщо сума приростів координат по даному векторному ходу

відповідає паспортній точності приладу, то лінії, що увійшли в цю побу-

дову, виміряні якісно.

Загальний алгоритм обчислення методом окремих ліній подано на

рис. III.3.37.

Перед обробкою результати супутникових спостережень перепи-

сують на комп'ютер. Переписування даних спостережень із приймача на

комп'ютер виконується за допомогою відповідного кабелю, який з'єднує

комп'ютер із приймачем, або карт пам'яті, які зчитуються комп'ютером.

Формат даних спостережень різних форм та різними супутниками суттєво

відрізняється. Зроблена спроба стандартизації результатів вимірювання, яка

привела до появи формату КІИЕХ (КЄСЄІУЄГ Іпсіерепсіепі ЕхсЬап§е) -

уніфікованого текстового запису результатів спостережень, який зчитує

будь яке програмне забезпечення усіх фірм-виробників супутникових

приймачів. Формат КШЕХ складається з трьох файлів:

• файл віддалемірних даних;

• файл метеорологічних даних;

• файл навігаційних повідомлень.

Рис. Ш.3,37. Загальний алгоритм обчислення окремої лінії.

Кінцеве опрацювання має своєю ціллю отримання готової продукції

каталогів координат. Це означає, що під час кінцевих обчислень вико-

нується:

• зрівноваження мереж;

• обчислення координат у національній системі координат (еліпсоїд

Красовського);

• обчислення координат у Європейській системі координат;

• виконання супутникових координатних обчислень під час розв'я-

зання різноманітних завдань, наприклад: геодинамічних, які пов'язані

з переходом від "статичної" геодезії до "динамічної"" геодезії;

• застосування супутникових технологій у прикладній геодезії;

• виконання аерознімання з використанням супутникових технологій,

що приводять до виключення прив'язування аерознімків;

• застосування супутникових технологій у морській геодезії;

• застосування супутникових технологій під час різного спеціалі-

зованого знімання.

364

111.4. Основні джерела похибок супутникових вимірів і методи

послаблення їх впливу

111.4.1.

Класифікація джерел похибок супутникових вимірів

Під час опрацювання супутникових вимірів виникає необхідність

ретельного дослідження впливів усіх можливих джерел похибок, особ-

ливостей їхнього виникнення й обґрунтування методів їх обліку. У залеж-

ності від характеру впливу зазначених джерел, виникаючі похибки

поділяються на дві основні групи:

• систематичні похибки, які стосовно до супутникових вимірів отри-

мали назву зсувів;

• похибки випадкового характеру, які часто порівнюють із поняттям

"шум".

Для похибок першої групи створюються спеціальні методи їх обліку.

Вплив другої групи вдається, у більшості випадків, мінімізувати за рахунок

використання великого масиву вимірів. У цьому підрозділі основна увага

приділена похибкам систематичного характеру, які викликають зсуви

результатів вимірювання.

Виходячи з аналізу вимірювального процесу, характерного для сис-

теми ОР8, усі джерела систематичних похибок можна ще умовно поділити

натри групи:

1) похибки, пов'язані з неточними вихідними даними, з яких основними

є похибки ефемерид;

2) похибки, викликані впливом зовнішнього середовища;

3) інструментальні джерела похибок, до яких, як правило, відносять

невідоме положення фазового центра антени приймача, невраховані

тимчасові паузи під час проходження інформаційних сигналів через

апаратуру, а також похибки, пов'язані з роботою пристроїв.

Поряд із вище названими групами похибок необхідно враховувати й

окремі фактори, які викликають виникнення похибок, що не характерні для

жодної з перерахованих вище груп. Зокрема, до таких похибок можуть бути

віднесені похибки, що виникають внаслідок неоптимального взаємного

розташування супутників (геометричний фактор). Крім того, цілий ряд

похибок може виникати в процесі переходу від однієї координатної системи

до іншої (наприклад, від властивої системі ОР8 глобальної координатної

системи Ж58-84 до місцевої координатної системи). Також необхідно

враховувати вплив джерел похибок, пов'язаних з "штучним зашумленням"

випромінюваних супутниками радіосигналів.

111.4.2.

Джерела похибок, пов'язані з неточними ефемеридами

супутників та методи послаблення їх впливу

Під час визначення координат точок на земній поверхні супутни-

ковими методами необхідно поряд із вимірюванням відстаней до супутника

365

знати також його ефемериди, тобто, місце положення супут ника на момент

виконання вимірювання. Неточна інформація про ефемериди пов'язана,

насамперед, із розбіжностями, які спостерігаються на практиці, між прогно-

зованою (незбуреною) і реальною (підданою впливу сил, що збурюють)

орбітами. До сил, що збурюють, відносять різні фактори як гравітаційного,

гак і негравітаційного походження (табл. III.4.1.)

Перші

з них, викликані притяганням супутника до Землі, Місяця й

Сонця, піддаються досить ефективному моделюванню. Одночасно такі

збурюючі фактори негравітаційного походження, як, наприклад, сонячний

радіаційний тиск, погано піддаються моделюванню через непередбачу-

ваність окремих компонентів, від яких залежить результуючий вплив на

супутник.

Проведені до дійсного часу дослідження з кількісної оцінки впливу

окремих факторів на

ефемериди

супутника свідчать про те, що найбільший

вплив на відхилення реальної орбіти від розрахункової вносить гравітаційне

поле Землі. Зокрема, такі відхилення для тригодинних дуг орбіт досягають 2

км, а для більш тривалих дводобових дуг - до 14 км. З такими значними

відхиленнями не можна не рахуватись під час будь-якого виду супутни-

кового вимірювання.

Таблиця ІІІ.4.1.

Фактори збурення орбіт супутників

Збурюючі фактори

І Максимальне збурю-

юче прискорення, м/с

Максимальне збу-

рення за 1 годину, м

І Центральне поле Землі

5,65 10

Друга зональна гармоніка

5,3 10'

300

Гравітація Місяця

5,5' 10"

Гравітація Сонця

3 10"

Четверта зональна

гармоніка

Ю"

0,6

Сонячна

радіація

10-

0,6

Гравітаційні аномалії

10-" 0,06

Інші фактори

І О"

| 0,06

Сумарний гравітаційний вплив мас Місяця та Сонця хоча й

виявляється істотно меншим (для тригодинних дуг відхилення від

незбуреної орбіти оцінюється величинами на рівні від 50 до 150 м), проте

під час прогнозування значень ефемерид даний вплив також варто

враховувати. Безпосередньо із гравітацією зв 'язані різного роду приливні

явища, які спостерігаються також на земній поверхні, і які через

перерозподіл мас приводять до змін у розрахованому гравітаційному полі

Землі, а, отже, і до впливів на орбітальний рух супутника. Виконана

оцінка такого впливу свідчить про те, що відхилення супутника від

366

розрахункової орбіти через вплив даного фактора навіть для дводобових

дуг лежать у межах від 0,5 до 2 м. Цим впливом стосовно до ОРЗ-

супутників можна знехтувати.

Переходячи до оцінки впливу факторів негравітаційного походження,

варто зазначити, що найбільш істотний вплив на неточність знання

ефемерид СР8-сулутників має сонячний радіаційний тиск. Як показують

розрахунки, відхилення супутників від розрахункової траєкторії через вплив

прямого сонячного радіаційного тиску лежать у межах від 5-6 м (для

тригодинних дуг) і до 100-800 м (для дводобових дуг).

Іншим фактором негравітаційного походження є атмосферне

гальмування. Під час оцінки впливу цього фактора варто мати на увазі, що

на характерній для ОР8-сугіутників висоті близько 20 тис. км атмосфера є

надзвичайно розрідженою і її впливом під час розрахунків орбіт супутників,

як правило нехтують.

Узагальнюючи оцінку сумарного впливу всіх перерахованих вище

збурюючих факторів, зазначимо, що ці дані використовуються тільки для

первинного, наближеного розрахунку реальних орбіт супутників. Що

стосується отримання необхідних для наземних спостерігачів значень

ефемерид супутників, то на практиці застосовують більш ефективні

експериментальні методи, які базуються на використанні опорних станцій.

Ці станції встановлені на пунктах з відомими координатами та виконують

безперервні високоточні спостереження супутників в автоматичному

режимі. Після відповідної обробки на центральній станції обчислюються

поправки до раніше розрахованих значень ефемерид, які за допомогою

передавальних станцій систематично (три рази на добу, а останнім часом

один раз на добу) передаються на відповідні супутники. Значення

ефемерид на супутнику коректуються щогодини та залишаються дійсними,

принаймні, ще протягом півгодини після закінчення кожної контрольної

години. Точність переданих по радіоканалах значень ефемерид

характеризується похибкою на рівні близько 20 м, що забезпечує точність

геодезичного супутникового диференціального вимірювання на рівні

близько 10'

м. Ця точність задовольняє вимоги більшості геодезичних

робіт.

Спрощена залежність похибок визначення бази (вектора, що з'єднує

два пункти спостереження) від похибок орбіти супутника має вигляд:

^ = (ПІ.4.1)

Ь р

де сіЬ - похибка бази Ь, сіг - похибка розташування супутника, р - топо-

центрична віддаль до супутника (наближено р = 20000 км).

Нижче у таблиці Ш.4.2. подано дані про величини похибок сіЬ

залежно від довжин бази та похибок орбіт супутників сіг.

367