МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОСИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ» (СГУГиТ) Институт дистанционного обучения Кафедра инженерной геодезии и маркшейдерского дела Контрольная работа №6 Вариант № 1 Выполнил: Потапов А.Е. Группа: 2 ПГ Преподаватель: Любивая Л.С. Новосибирск 2020г СПУТНИКОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАНОВО-ВЫСОТНОЙ ПРИВЯЗКИ ОПОЗНАКОВ Порядок выполнения работы: 1 ОПИСАНИЕ КРАТКИХ СВЕДЕНИЙ О СИСТЕМАХ ГЛОНАСС И GPS, МЕТОДОВ И РЕЖИМОВ СПУТНИКОВЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ В настоящее время плановые и высотные координаты о познаков определяют через орбитальный комплекс навигационных искусственных спутников Земли. Сущность спутниковой технологии развития съёмочного обоснования и съёмки ситуации и рельефа состоит в использовании глобальной навигационной спутниковой системы и системы вычислительной обработки для получения координат и высот планово-высотных о познаков. Отечественная глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС после полного развёртывания будет включать 24 спутника, находящихся на высоте 19 100 км. Глобальная навигационная спутниковая система США GPS (Global Positioning System) включает не менее 21 рабочего и 3 резервных спутников, находящихся на высоте 20 000 км. Аппаратура для приёма спутниковых радиосигналов (спутниковый приёмник) состоит из следующих функциональных элементов: - антенны; - блока приёма радиосигналов; - микропроцессора; - блока управления; - блока индикации с дисплеем; - запоминающего устройства; - устройство связи с внешней ЭВМ; - блока питания. Определение местоположения точки, на которой размещён спутниковый приёмник, осуществляется по измеряемым с помощью этого приёмника расстояний до наблюдаемых спутников. Местоположение точки может быть получено с использованием глобальных навигационных спутниковых систем, как из абсолютных, так и из относительных определений. Абсолютные определения выполняются по принципу пространственной обратной линейной засечки, образованной измеренными псевдо дальностями до 4-х и более спутников с одной точки, на которой размещён спутниковый приёмник. Точность абсолютных определений местоположения точек ограничена рядом факторов, подробно изложенных в монографии. Всё это приводит к тому, что стандартная точность определения местоположения абсолютным методом может достигать до 100 метров, а такая точность не позволяет использовать этот метод при развитии съёмочного обоснования. Метод относительных (дифференциальных) определений основан на использовании не менее двух приёмников. Один приёмник постоянно установлен в пункте с известными координатами в общеземной системе координат WGS – 84 или ПЗ – 90. Его называют опорной станцией или коллективной базовой станцией (БС). Второй приёмник находится в точке, координаты которой необходимо определить. Для этого приёмника используется термин – мобильная станция (МС). В основе этого метода положен принцип компенсации сильно коррелированных погрешностей при одновременном определении расстояний до одних и тех же спутников. Спутниковые определения относительными методами обеспечивают определение плановых координат и высот в системе координат и высот пунктов геодезической основы. Различают следующие методы относительных спутниковых определений: - статический (статика) – метод, при котором синхронные наблюдения на базовой станции и подвижной станции, расположенной на определяемой точке, выполняют одним приёмом продолжительностью не менее 1 часа; - быстрый статический (быстрая статика) – метод, при котором синхронные наблюдения на базовой станции и подвижной станции, находящейся на определяемой точке, выполняют одним приёмом продолжительностью 5-20 минут. Время наблюдения зависит от числа наблюдаемых спутников. Продолжительность наблюдений на точке при применении быстрого статического метода приведена в таблице1 Таблица 1- Продолжительность наблюдений на точке при применении быстрого статического метода Число наблюдаемых спутников 4 5 6 и более Продолжительность наблюдений, мин. 20 и более 10-20 5-10 - ре оккупация – метод, при котором синхронные наблюдения подвижной станцией на точке выполняют двумя приёмами продолжительностью не менее 10 минут каждый с интервалом между выполнениями приёмов от1 до 4 часов. Приёмы должны быть выполнены одним и тем же приёмником; - кинематический (кинематика) – метод, при котором один приёмник работает на базовой станции, а второй (подвижная станция) находится в режиме непрерывной работы как во время выполнения приёма на точке, так и во время перемещения между точками. На каждом пункте и пикете необходимо определять высоту антенны. 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ И GPSСЕТИНА КАРТЕ МАСШТАБА 1:25000 ДЛЯ ПЛАНОВО-ВЫСОТНОЙ ПРИВЯЗКИ ОПОЗНАКОВ СПУТНИКОВОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ Перед началом работы по планово- высотной привязке о познаков необходимо определить базовую станцию. Это точка (пункт), на которой устанавливается базовый приёмник и относительно которой будут производится в дальнейшем спутниковые определения планово-высотных о познаков. В качестве исходных пунктов, с которых будет определяться базовая станция, следует использовать пункты геодезической основы, находящиеся в пределах объекта как можно ближе к его границам или за его пределами. Рекомендуется использовать все пункты ГГС, но не менее 4 пунктов с известными плановыми координатами и не менее 5 пунктов с известными высотами, для того, чтобы обеспечить приведение планововысотного обоснования в систему координат и высот пунктов геодезической основы. При выборе исходных высотных пунктов необходимо следить, чтобы они не располагались вблизи одной линии. Для определения базовой станции и планово-высотной привязки о познаков с использованием спутниковой технологии, при создании планов масштаба 1:5000 с сечением рельефа 2м, следует применять метод построения сети, приведённый на рисунке 1. Рис. 1 Схема определения базовой станции методом построения сети Места расположения опорных станций выбираются, исходя из их пригодности для наблюдений с помощью GPS. Хорошее месторасположение должно иметь следующие характеристики: - под углами выше 15 градусов над горизонтом не должно быть никаких препятствий; - должны отсутствовать отражающие поверхности, которые могли бы создавать много путность; - с точки зрения безопасности следует выбирать места установки в стороне от движущегося транспорта и от случайных прохожих не оставляя аппаратуру без присмотра; - в окрестности не должны располагаться мощные радио- и телевизионные передатчики. Следует отметить, что опорный приемник необязательно должен быть установлен на пункте с известными координатами. Значительно лучше организовывать временные опорные станции на пунктах, которые полностью отвечают перечисленным выше требованиям, чем пытаться производить установку опорного приемника в точке с известными координатами, не соответствующей условиям наблюдений с помощью GPS. Для удобства работ базовые точки располагают на крышах зданий, в которых разместились бригады топографов. В этом случае в качестве базовых точек используют винты или триггеры с винтом, закреплённые на крыше, для установки антенны GPS приёмника. Чем точнее будет определена «база», тем качественнее будет выполнена планово-высотная привязка с использованием спутниковой технологии. Поэтому для определения «базы» выбирают статический метод спутниковых наблюдений. На всех пунктах геодезической основы, участвующих в определении «базы», сеанс спутниковых наблюдений длится не менее 60 минут. Время наблюдения, необходимое для Статических измерений зависит от многих факторов. Компания Trimble рекомендует при наблюдении пяти или более спутников соблюдать продолжительность сеанса не менее 45 минут, при наблюдении четырёх спутников – не менее 60 минут. Технология Статических измерений обычно используется в проектах, требующих повышенной точности. Нами рекомендован этот метод ввиду того, что наблюдаемые пункты геодезической сети, отмеченные как исходные на картах 1:25000 масштаба, находятся в залесной местности. Увеличивая время для наблюдения можно получить возможность выбора, при обработке измерений, наиболее лучших интервалов наблюдений с наименьшими помехами от стоящих вокруг деревьев. Как и для всех GPS измерений Статика требует использования как минимум двух приёмников, при этом каждый приёмник должен одновременно записывать измерения от четырёх общих спутников. Порядок работы на станции при этом следующий: - развёртывают комплект спутниковой аппаратуры; - центрируют штатив с триггером и адаптером над центром пункта; - устанавливают на адаптер антенну; - замеряют высоту от центра пункта до антенны, используя рулетку; - соединяют кабелем антенну с приёмником; - включают приёмник; -после того как приёмник установит связь со спутниками (не менее 4-х спутников), включают запись измерений в карту памяти приёмника ( режим регистрации данных); - по окончании сеанса наблюдения выключают приёмник; - сворачивают комплект спутниковой аппаратуры. Одновременно со спутниковыми измерениями подвижным приёмником ведутся наблюдения базовым приёмником, находящимся в одной из комнат здания, на крыше которого находится антенна базового приёмника. Питание базового приёмника электроэнергии осуществляют приёмник внутренних аккумуляторов. от автоматически сети. В случае переходит на отключения питание от По окончании спутниковых измерений выполняют вычислительную обработку данных наблюдений спутников. Вычислительная обработка производится по следующим этапам: -предварительная обработка – разрешение неоднозначностей при фазовых измерениях до наблюдаемых спутников, получение координат определяемых точек в системе координат глобальной навигационной спутниковой системы и оценка точности; - уравнивание геодезических построений и оценка точности. В качестве программного обеспечения для производства вычислительной обработки используют программные пакеты, входящие в комплект GPS приёмника. 3. ПЛАНОВО-ВЫСОТНАЯ ПРИВЯЗКА ОПОЗНАКОВ Планово-высотная привязка о познаков заключается в опознавании на местности по аэрофотоснимкам чёткого контура в строго заданном проектом районе и определении его координат и отметки с помощью GPS- аппаратуры. После того, как чёткий контур будет распознан и наколот с точностью 0,1 мм в масштабе создаваемого плана, на лицевой стороне снимка на кол обводят окружностью диаметром 10 мм и рядом показывают номер точки (название пункта). В нашем случае для планов масштаба 1:5000 точность опознавания и на кола составляет 0,5 м. На обратной стороне аэрофотоснимка рисуется абрис расположения чёткого контура, а на кол обводят меньшей окружностью. Здесь же подписывают номер точки и дают краткое описание. Далее распаковывают и устанавливают на точке GPS-аппаратуру. Все наблюдения на планово-высотных о познаков выполняют в режиме Быстрая статика с периодом наблюдения на каждом из о познаков 30-40мин. При всех видах съемочных работ действует правило организации перекрестного контроля с использованием независимых измерений. В зависимости от характера выполняемой работы и требований к точности измерений имеет смысл применить те же самые принципы к съемкам GPS. Перекрёстный контроль должен быть наиболее тщательно продуман применительно к режиму "Быстрая статика", характеризуемому короткой продолжительностью наблюдений. Если время наблюдений непродолжительное или плохой геометрический фактор (GDOP), или наблюдаются очень интенсивные изменения ионосферы, то может случиться, что программное обеспечение, применяемое при "пост-обработке", будет разрешать неоднозначность, но результаты могут выходить за установленные допуски по точности. В зависимости от требуемой точности потребитель должен подготовить способы контроля заново снимаемых точек. Это особенно важно, если продолжительность сеанса наблюдений сведена к минимуму, а рекомендации, касающиеся GDOP, игнорируются. Для полного независимого контроля необходимо: - встать на точку второй раз в другое окно наблюдения спутников. При этом гарантируется тот факт, что установка приемника, "созвездие" спутников и атмосферные условия будут различными; - замкнуть траверсный ход базисной линией, соединяющей последнюю точку наблюдений со стартовой точкой; - провести независимые измерения между точками в такой сети. Частичный контроль может быть произведен за счет использования двух опорных станций вместо одной. При этом Вы получите для каждой точки два значения ее местонахождения, но каждое значение будет базироваться на использовании наблюдений, полученных одним и тем же мобильным приемником и при одной и той же его установке. Ниже приведена схема GPS– наблюдений планово-высотных о познаков. Рис. 2 Схема GPS- наблюдений планово-высотных о познаков
