Скачать учебники

Тикунов В. С. Геоинформатика. Комплексирование спутниковых приемников с другими устройствами. Комплексирование ГСП с ИНС. Перспективы дальнейшего развития ГСП.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

Комплексирование спутниковых приемников с другими устройствами. Удобным полевым инструментом для быстрого создания и актуализации пространственных данных является программно-аппаратный комплекс «Спутниковый приемник — ArcPad -Cassiopeia». Он позволяет в полевых условиях дешифрировать аэроснимки, исправлять карты, собирать данные для ГИС. Составной частью этого комплекса является карманный полевой компьютер Casio Е-125 Cassiopeia с операционной системой Windows СЕ. Посредством мобильной связи он может быть подключен к сети Интернет. Программный пакет ArcPad фирмы ESRI работает под операционными системами Windows СЕ, 95/98, 2000, NT с векторными данными в формате SHP и растровыми изображениями в форматах MrSID, JPEG, BMP, CADRG. Формы и словари создаются на этапе подготовки данных и позволяют существенно сократить время ввода атрибутивной информации в поле.
Перед работой в поле необходимо ввести базовые данные — заранее трансформированные и привязанные цифровые аэроснимки, векторные или растровые карты или планы. В процессе съемки на экране компьютера на фоне аэроснимка, карты или плана отображается курсор, визуализирующий текущее местоположение спутникового приемника. Нажатием пиктограммы активируется соответствующий слой. В случае картографирования точечного объекта местности специальной ручкой касаются экрана в точке расположения курсора и заносят в появившееся окно атрибуты созданного в компьютере объекта. Если это линейный или полигональный объект, то, двигаясь с комплектом по контуру объекта, ручку ведут по экрану, следуя за курсором. Спутниковые приемники в комплекте с ArcPad-Cassiopeia позволяют проводить полевые работы в широком диапазоне точностей в зависимости от способа позиционирования — от автономного до кинематики реального времени.
Перспективным является совместное использование ГИС, спутниковых приемников и цифровых видеокамер. В результате получают привязанные к местности цифровые изображения. Такой комплекс удобен для быстрого сбора данных, например, для городского планирования. На первом этапе работ создаются привязанные к местности цифровые изображения. На втором этапе дешифрированием изображений извлекается необходимая атрибутивная информация. На последующих этапах используются ГИС-возможности для составления соответствующих карт и выработки определенных стратегий поведения.
Современные технологии полевых съемок основаны на интегрировании спутниковых приемников и электронных тахеометров. Позиционирование выполняется в реальном времени в режиме RTK.
Координаты и высоты точек местности определяются с точностью 3-5 см. Приемник базовой станции устанавливается на любом геодезическом пункте. Передающий радиомодем транслирует данные в мобильный приемник. Радиус действия радиомодема зависит от множества факторов и может достигать 15 км и более. Мобильный приемник переносят в рюкзаке. Его антенну закрепляют на вехе. В процессе съемки веха с антенной, наподобие традиционной геодезической рейки, устанавливается на всех снимаемых пикетах. Приемник может быть одно- или двухчастотным. Двухчастотные приемники имеют более высокую стоимость, но их применение предпочтительнее. Использование двухчастотных приемников позволяет значительно быстрее выполнить задачу разрешения неоднозначности фазовых измерений (инициализацию). Целесообразно применять приемники с технологией подавления отражений (многолучевости). По ходу съемки определяются не только координаты объектов, но и их атрибуты. Тахеометры применяются для съемки тех участков, где препятствия в виде растительности, сооружений и других объектов не позволяют использовать спутниковые приемники. Все это дает возможность создавать и визуализировать электронные карты непосредственно в полевых условиях. Собранные данные также могут использоваться для пополнения или обновления соответствующих баз данных ГИС.

Комплексирование ГСП с ИНС. Определенные трудности возникают при сборе информации в движении по частично закрытой для радиоволн L1 и L2 местности. Например, при въезде в тоннель сигналы спутников теряются. Имеются еще по крайней мере две причины, оказывающие влияние на качество сбора информации. Так, когда изменяется состав созвездий наблюдаемых спутников, происходит скачкообразное изменение геометрического фактора, и вслед за этим — скачкообразное изменение точности результатов. Другой причиной является то, что при работе ГСП максимальная частота фиксации измерений — около секунды. При скорости передвижения приемника – 30-40 км/ч это приводит к неопределенности местоположения – 10 м.
Выход из этой ситуации видят в соединении ГСП с инерциальной навигационной системой (ИНС) — автономной системой, измеряющей в пути ускорения по каждой координате и по ним определяющей скорости движения и приращения координат на заданном интервале времени. Примечательно, что две системы — ИНС и ГСП — подвержены принципиально различным по характеру действия источникам ошибок. На точность ГСП влияют помехи в радиоканалах передачи информации, геометрический фактор, внешние условия. На работу ИНС эти источники погрешностей не оказывают влияния. Кроме того, погрешности ИНС носят длиннопериодический характер и со временем изменяются медленно, поэтому ее подключение на короткое время не снижает точности измерений. В ИНС передача данных происходит с частотой 50 Гц, что позволяет сглаживать скачки из-за смены состава наблюдаемых КА и компенсировать перерывы между фиксациями измерений. Идея создания нового измерительного комплекса путем соединения двух принципиально различных систем — ГСП и ИНС — находится в поле зрения многих исследователей, ведущих соответствующие конструкторские работы. Основными в этом комплексе являются ГСП, а ИНС как бы подстраховывают их работу, выполняя короткое время функцию поддержания без практической потери точности непрерывности измерений.

Перспективы дальнейшего развития ГСП. В перспективе в GPS и в ГЛОНАСС все дальномерные коды будут передаваться на обеих частотах — L1 и L2, что повысит точность измерений на гражданском коде. Для повышения надежности позиционирования и безопасности полетов в авиации будет введена третья частота L5 с длиной волны 25,5 см, в результате чего появятся новые возможности разрешения неоднозначности фазовых измерений.
В 1999 г. Европейский парламент поддержал решение Европейского космического агентства (ESA) о создании нового поколения системы спутникового позиционирования. Система получила название Galileo и будет включать 30 спутников (3 — в резерве), расположенных на высоте 23 200 км. С учетом спутников GPS и ГЛОНАСС в распоряжении пользователей окажется около восьми десятков космических аппаратов, покрывающих весь земной шар. Планируется, что Galileo начнет передавать первые сигналы в 2005 г., а через три года вся система будет готова к работе. В 2010 г. годовой мировой рынок для Galileo достигнет предположительно 40 млрд долл.

Контрольные вопросы

1. Перечислите преимущества применения спутниковых методов позиционирования в целях ГИС.
2. Какие функции выполняют подсистемы (сегменты) ГСП?
3. Как классифицируют приемники?
4. В чем заключается проблема неоднозначности фазовых измерений?
5. Какие бывают и с какой целью используются дальномерные коды?
6. Для чего предназначено и что содержит навигационное сообщение?
7. Для каких целей предназначены альманах и эфемериды?
8. Какие координаты определяют с помощью ГСП, и какова ее роль в космической геодезической сети?
9. Что понимается под целостностью ГСП?
Ю. В чем суть автономного способа местоопределения?
11. В чем суть пространственной линейной засечки?
12. Какие искажения претерпевает сигнал на трассе КА—АП?
13. Почему измерения проводят на двух волнах — L1 и L2?
14. В каких пределах изменяются задержки радиосигналов в атмосфере?
15. Почему КА не наблюдают ниже 10° над горизонтом?
16. В чем сущность явления многолучевости?
17. Что характеризует геометрический фактор?
18. В чем суть дифференциального способа?
19. Какие существуют разновидности дифференциального способа?
20. В чем суть статического способа позиционирования?
21. Как образуются первые, вторые и третьи разности?
22. В чем различия решений по третьим и вторым разностям?
23. В чем различия способов статики, быстрой статики и способа реокупации?
24. В чем различия определений в статике и кинематике?
25. В чем различия способов непрерывной кинематики, «стой-иди» и RTK?
26. Почему выгодно комбинировать ИНС с ГСП?
27. Что вы знаете о ГСП Galileo?

< Статическое позиционирование. Кинематическое позиционирование.

Содержание книги "Тикунов В. С. Геоинформатика."

ГИС и Интернет >

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

При копировании информации обязательны прямые ссылки на сайт, а также на авторов книг.
Все книги являются собственностью их авторов и служат исключительно для ознакомления.
© Edu-Knigi.ru, 2011. © Дизайн и программирование от студии "ПСГ".