Введение. 1 Введение. 1 Введение. Историческая справка
 Скачать 25.67 Kb.
|
|
1 Введение. Историческая справка. Уже существует несколько поколений спутниковых систем позиционирования. К первому поколению можно отнести системы, разрабатывавшиеся до 70-х годов и использовавшиеся более двух десятилетий. Это системы NNSS - США, ЦИКАДА - СССР и другие (Глумов, 1983; Медведев, Баранов, 1992). NNSS (Navy Navigation Satellite System) - первоначально предназначалась для ВМФ США. Позже система получила название TRANSIT. В эксплуатации с 1964 г., в 1967 г. открыта для гражданского коммерческого использования. В 70-х годах появились сравнительно малогабаритные приемники GEOCEIVER, позволившие определять координаты с дециметровой точностью. К 1980г. многие тысячи потребителей разных государств мира пользовались услугами этой системы. С ее помощью в 1984 - 93 гг. в России создана доплеровская геодезическая сеть - ДГС. ЦИКАДА - разработки начаты в 1967г., введена в эксплуатацию в 1979 г. К первому поколению принадлежит также международная система обнаружения терпящих бедствие COSPAS-SARSAT. Ко второму поколению относятся две системы GPS - США и ГЛОНАСС - РФ. GPS - Global Positioning System. Параллельное название NAVSTAR - Navigation Satellite Timing and Ranging. Запуск спутников первого блока начат в 1978 г. Эксплутационная готовность объявлена в начале 1995 г. ГЛОНАСС - Глобальная Навигационная Спутниковая Система. Разработки начаты в середине 70-х годов. В 1982 г. выведены первые ее спутники серии КОСМОС. В сентябре 1993 г. официально принята в эксплуатацию. В марте 1995 г. Правительство РФ специальным постановлением за № 237 открыла систему для гражданского применения. В январе 1996 г. ГЛОНАСС развернута полностью. Уже работают приемные устройства, одновременно использующие и GPS и ГЛОНАСС. При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезическое производство резко изменились не только организационные и технические принципы проведения полевых и камеральных работ, но и многие другие основополагающие принципы, что дает основание говорить о революционных преобразованиях в геодезии, связанных со спутниковыми методами геодезических измерений на земной поверхности. Использование традиционных геодезических методов триангуляции или полигонометрии для передачи координат с высокой точностью на значительные расстояния невозможно из-за кривизны земной поверхности и неизбежных погрешностей измерений, вызванных влиянием приземного слоя атмосферы. Чтобы обеспечить прямую видимость между пунктами, необходимо было выбирать местоположение пунктов на командных высотах и строить знаки. При этом взаимное положение смежных пунктов удаленных друг от друга на 20-25 км определялось с погрешность порядка 5-10 см. Попытки решения данной проблемы путем использования синхронных наблюдений с удаленных пунктов звезд или естественного спутника Земли-Луны не обеспечивало требуемую точность. И только с запуском первых искусственных спутников Земли (ИСЗ) Современная спутниковая технология открыла возможность проведения высокоточных геодезических измерений при отсутствии прямой видимости между пунктами, в результате чего отпала необходимость постройки наружных сигналов и выбора пунктов на различного рода возвышениях. При этом длина измеряемых базисных линий столь жестко не лимитируется и может достигать тысячи и более километров. Геодезические измерения, базирующиеся на традиционных методах, приходится производить в высоко динамичных неустойчивых приземных слоях атмосферы. В результате этого внешние условия оказываются, во многих случаях, основным источником ошибок, ограничивающим предельную точность геодезических измерений, сокращая тем самым круг задач, решаемых геодезическими методами. Подавляющее большинство традиционных геодезических методов приспособлено для выполнения измерений в статике, т.е. между неподвижными пунктами, что негативно сказывается на развитии динамических методов, ориентированных на выполнении геодезических измерений в движении (морская геодезия, аэрофотосъемка и др.). Развиваемые в течение многих лет геодезические методы были ориентированы на раздельное создание плановых и высотных сетей, что обусловлено недостаточной универсальностью традиционных ме-тодов, не позволяющих одновременно и с необходимой точностью определять все три координаты определяемых пунктов. Альтернативный подход к выполнению геодезических измерений на принципиальной основе состоит в использовании пространственных методов измерений с применением в качестве опорных точек мгновенных положений искусственных спутников Земли. Базирующиеся на таких принципах измерительные комплексы получили название глобальных систем позиционирования, первоначальное назначение которых состояло в решении навигационных задач. Спутниковые технологии появились в России в начале 1990-х годов, почти на 10 лет позднее, чем в США. Их преимущество перед обычными методами геодезии были настолько впечатляющим, что, несмотря на высокую стоимость оборудования, они быстро стали находить в топографо-геодезическом производстве России все более широкое применение. Однако отсутствие опыта выполнения работ и знаний по новым технологиям не позволяло их эффективно использовать. Для картографии и геоинформатики особенно важной является их интеграция с геоинформационными системами (ГИС). Основным достоинством спутниковых систем позиционирования является их глобальность, оперативность, всепогодность, оптимальная точность и эффективность. Для измерений не нужна видимость между определяемыми пунктами. Вот некоторые области, где спутниковые системы позиционирования уже нашли применение: Развитие опорных геодезических сетей. Распространение единой высокоточной шкалы времени. Исследования сейсмической активности и вулканизма, движений полюсов, земной поверхности и ледников, геоморфологические, биогеографические, океанологические и метеорологические исследования, мониторинг ионосферы и др. Кадастровые работы. Обеспечение работ по землеустройству. Сельскохозяйственное применение - определение координат сельхозтехники с целью внесения удобрений по заранее заготовленным картам, привязка в ходе уборки объемов урожая к конкретным местам поля, выявление, место определение и картографирование скоплений сорняков и др. Экологические исследования: применение координатной привязки разливов нефти вследствие аварий, оценки площадей нефтяных пятен и определения направлений их движений. Съемка и картографирование всех видов - топографическая,специальная, тематическая. Сбор материала для ГИС - перспективное самостоятельное направление. Рядом фирм выпускаются приемники, специально ориентированные на сбор данных для ГИС. Наблюдатель, перемещаясь по местности с таким приемником, автоматически фиксирует координаты объектов и дополнительно вводит в накопители информацию об их свойствах. Данные накапливаются в цифровом виде в соответствующих форматах и могут быть выведены на экран в целях визуализации и контроля. Появились комплексные системы. На подвижных платформах кроме приемников спутниковых систем устанавливают инерциальные системы и цифровые видеокамеры. Инерциальные системы сохраняют привязку непрерывной даже в случаях, когда приемники теряют сигналы спутников. Видеокамеры позволяют получать стереоизображения, которые в последствии обрабатывают стереофотограмметрическими способами. Создание устройств, используемых в качестве поводырей слепых. Обеспечение инженерно-прикладных работ - мостостроение, прокладка путепроводов, ЛЭП, привязка и вынос в натуру объектов и др. Спасательно-предупредительные работы - геодезическое обеспечение при бедствиях и катастрофах. Диспетчерские службы - обеспечение работы пожарных, милиции, скорой помощи, автомобильного и железнодорожного транспорта, где благодаря оптимальному выбору маршрутов и постоянному контролю за движением предвидится значительная экономия денежных средств и времени. Индивидуальное применение в быту. Установка соответствующей аппаратуры на личном автотранспорте. Автомобили экипируют электронными картами, по которым видно, где находится и куда движется автомашина. Навигация всех видов - воздушная, морская, сухопутная. Военные и разведывательные сферы. Преимущества спутниковых геодезических измерений - возможность проводить геодезические измерения без зрительного контакта между пунктами на расстоянии нескольких тысяч километров; - проведение измерений не зависит от погодных условий и времени суток; - увеличение точности измерений благодаря снижению влияния атмосферы; - измерения могут осуществляться в движении; - мониторинг возможных деформаций в сооружениях или в земной коре; - сверхточное определение всех трех координат объекта; - автоматизированность измерений повышает производительность труда и минимизирует ошибки. |