презентация джипис. Навигации (Global Navigation Satellite System gnss)
 Скачать 23.52 Kb.
|
|
Отсчёт слайдов, не учитывая титульник СЛ. 1 ПОНЯТИЕ GNSS Спутниковая система навигации (Global Navigation Satellite System - GNSS) комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов. Основные элементы GNSS: 1. Орбитальная группировка, состоящая из нескольких (от 2 до 30) спутников, излучающих специальные радиосигналы; 2. Наземная система управления и контроля, включающая блоки измерения текущего положения спутников и передачи на них полученной информации для корректировки информации об орбитах; 3. Приёмное клиентское оборудование («спутниковые приемники»), используемые для определения координат. СЛ. 2 Принцип работы GNSS(Доработка) В основе метода определения координат лежит скорость распространения радиоволны. Отражение сигнала от спутника происходит за определенный период времени. Спутники передают сигнал, в котором есть информация об их положении и времени передачи сигнала. С помощью атомных часов работа всей системы спутников четко синхронизирована. Приёмник сравнивает время передачи сообщения и время его получения, ориентируясь на свои внутренние часы, и на основе полученных данных производит расчёты расстояния от спутника до антенны. После обработки данных, полученных с нескольких приёмников, вычисляется точное положение объекта в пространстве. Одновременное определение значений расстояний до нескольких спутников позволяет при условии знания координат спутников методом пространственной линейной засечки вычислить координаты пункта При работе ГНСС могут использоваться следующие режимы работы спутниковых приемников: статика, быстрая статика, режим «Stop and Go» (движение с короткими остановками), кинематика. Статика применяется при высокоточных геодезических измерениях, при больших расстояниях между пунктами (например, в этом режиме была измерена дуга Струве длиной 2820 км, каждое наблюдение заняло порядка 72 часов). Быстрая статика применяется для развития опорных сетей. Расстояние от базы до ровера может составлять до 20 км. Время наблюдений зависит от многих факторов: тип приемника (одночастотный, двухчастотный, односистемный, двухсистемный), расстояния между базой и ровером, количество «видимых спутников», их геометрии взаимного положения (PDOP ). В общем случае можно сказать, что время наблюдений будет составлять 15 –40 минут. На практике, время наблюдений всегда увеличивают для получения надежных результатов. Данный режим спользуют при создании опорного маркшейдерского обоснования. «Стой – иди» применяется для съёмки линейных объектов (например, наиболее важных точек дороги), а также для съемки малых площадей, на которых точки наблюдения располагаются рядом друг с другом и на которых отсутствуют препятствия для прохождения радиосигнала со спутников. Время приема сигнала составляет 15-20 с, точность при этом составляет несколько см. Кинематика – режим для съёмки в движении линейных коммуникаций или второстепенной ситуации при возможности постоянного движения по её границам. Кинематический режим является идеальным при отслеживании траектории движущихся транспортных средств (например, при профилировании дорог), движущихся судов и при позиционировании летящих самолетов. наблюдений в режиме реального времени. СЛ. 3 Геодезический GNSS приёмник- это радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов. Современный геодезический GNSS-приемник состоит из трех основных элементов: 1. Приемник – основное устройство, которое получает информацию от спутников, обрабатывает ее, а также производит запись в память или на внешнее устройство; 2. Антенна – собственный генератор частот (кварцевые часы), источник питания в виде аккумуляторной батареи. 3. Контроллер – устройство, позволяющее управлять работой приемника. Геодезические приемники бывают одночастотные или двухчастотные, односистемные или двухсистемные Слайд 4 Подготовка и запуск станции для работы на пункте выполняется в следующем порядке: 1. Установить и отцентрировать штатив, закрепить приёмник на штативе и соединить с блоком управления – контроллером; 2. Включить станцию, которая должна показать процесс захвата спутников на экране блока управления (инициализация); 3. Выбрать режим работы, выполнить необходимые настройки и запустить съемку. Измерить высоту антенны над центром. После завершения съёмки данные из приёмника выгружаются в ПК, в котором установлено соответствующее программное обеспечение. Результаты спутниковых измерений уравнивают и производят оценку точности. Спутниковые методы отличаются высокой производительностью и точностью, могут использоваться в условиях плохой видимости и в любое время суток. На городских территориях спутниковые сигналы могут блокироваться высокими зданиями, деревьями и т. д. Следовательно, такой метод измерений нельзя использовать в закрытом помещении и проблематично использовать в центре города или лесистой местности, что накладывает существенные ограничения на его применение для целей архитектуры и реставрации. Из-за этих ограничений эффективней использовать для выполнения работ электронный тахеометр или комбинированные методы. СЛ. 5 Российский аналог GPS — ГЛОНАСС (ГЛОбальная Навигационная Спутниковая Система) — была развёрнута в 1995 году, но в связи с недостаточным финансированием и малым сроком службы спутников (5 лет) изначально она не получила широкого распространения. В 2001 году была принята целевая программа ее развития, благодаря которой ГЛОНАСС возобновил полноценную работу в 2010 году. СЛ.6 Система GPS (Global Positioning System, NAVSTAR) создавалась для применения в военных целях. Полностью развернута она была в 1994 году, но до 2000 года точность определения координат в гражданских целях была искусственно снижена. Сейчас сигналами GPS могут пользоваться все желающие, но оставлена возможность глушения или изменения сигнала в определенном месте, например, в зоне вооруженных конфликтов. СЛ. 7 Galileo — это европейская спутниковая навигационная система, которая была запущена в 2016 году. Эта система должна быть установлена на всех смартфонах ЕС. Технологию создавали в качестве альтернативы американскому GPS и российскому ГЛОНАСС. Полная развертка запланирована на 2024 год. Европа позиционирует Галилео, как ГНСС систему, находящуюся под гражданским контролем, а не созданную для военных целей, и, соответственно, свободную от рисков, с этим фактом связанных. СЛ. 9-10 (доработка) По точности спутниковые приемники делятся на три класса: Навигационный класс – точность определения координат 150-200 м Класс картографии и гис – 1-5 м Геодезический класс – до 1 см (1-3 см в кинематическом режиме, до 1 см при статических измерениях) Спутниковые методы отличаются высокой производительностью и точностью, могут использоваться в условиях плохой видимости и в любое время суток. Точность современных GPS-приёмников в горизонтальной плоскости составляет примерно 10-12 метров при хорошей видимости спутников (такая же как и у ГЛОНАСС). На территории США и Канады имеются станции WAAS, передающие поправки для дифференциального режима, что позволяет снизить погрешность до 1-2 метров на территории этих стран. При использовании более сложных дифференциальных режимов, точность определения координат можно довести до 10 см. На городских территориях спутниковые сигналы могут блокироваться высокими зданиями, деревьями и т. д. Следовательно, такой метод измерений нельзя использовать в закрытом помещении и проблематично использовать в центре города или лесистой местности, что накладывает существенные ограничения на его применение для целей архитектуры и реставрации. Из-за этих ограничений эффективней использовать для выполнения работ электронный тахеометр или комбинированные методы. Для оценки потенциальной точности измерений используется Geometric Dilution of Precision - GDOP (геометрический фактор понижения точности). Точность местоопределения при прочих одинаковых условиях зависит от того, какие именно спутники из числа находящихся в прямой видимости используются в качестве «рабочего созвездия». В зависимости от их взаимного расположения на небосводе геометрические соотношения, которыми характеризуется это расположение, могут увеличивать или уменьшать погрешность местоопределения. В зависимости от угла между направлениями на спутники область неопределенности местоположения изменяется. Чем больше угол между направлениями на спутники, тем лучше измерения. СЛ. 11 Назначение ГНСС Наиболее актуальным является применение ГНСС (глобальные навигационные спутниковые системы) в транспортной отрасли. Также особое значение навигация имеет для эффективности решения задач Вооруженных сил. Технологии ГНСС используются в городском и земельном кадастре, для обновления топографических карт. (Использование технологий ГНСС ускоряет и удешевляет процесс создания карт). ГНСС-технологии применяются при мониторинге строительной и горнодобывающей техники, сдвижений и деформаций различных инженерно-технических сооружений. Применение ГНСС повышает эффективность строительных и кадастровых работ, позволяя оперативно уточнять информацию о состоянии сложных инженерных сооружений. GNSS-оборудование Преимущества: Всепогодность и всесезонность; Отсутствие необходимости прямой видимости между пунктами; Высокая точность измерений; Высокий уровень автоматизации полевых измерений; Удаление от исходных пунктов на десятки и сотни километров |