На сегодня трудно найти специалиста в области геодезии, землеустройства, строительства, который так или иначе не соприкасался с такими геодезическими приборами, как gps оборудование, так прочно оно вошло в обыденную работу инженера-геодезиста. Геодезические GPS (Global Positioning System — глобальная система место определения.) системы позволяют в кротчайшие сроки, с меньшими усилиями и с высокой степенью надёжности получить координаты и высоты объектов.
Глобальная система местоопределения («Global Positioning System») — GPS предназначена для определения текущих координат пользователя на поверхности Земли или в околоземном пространстве с использованием сигналов, получаемых приемником GPS от 24 искусственных спутников Земли, которые вращаются по 12 часовым орбитам на высоте около 20 тыс. км. Эта спутниковая GPS — система оплачивается и находится под контролем Департамента обороны США,
Орбиты спутников располагаются примерно между 60 градусами северной и южной широты. Этим достигается то, что сигнал хотя бы от некоторых спутников будет приниматься в любой точке земной поверхности и околоземного пространства в любое время при условии прямой видимости спутников.
Каждый спутник передает сигналы на 3-х частотах: гражданские GPS приемники используют частоту L1, равную 1575.42 МГц.
GPS приемник на основании полученной со спутников информации определяет расстояние до каждого спутника, их взаимное расположение и вычисляет свои координаты по законам геометрии. При этом, для определения 2-х координат (широта и долгота) достаточно получить сигналы с трёх спутников, а для определения высоты над уровнем моря — с четырёх.
Прямая видимость необходима для устойчивого приема сигнала со спутника. В автомобиле, среди высоких зданий, в горах или в глубоких ущельях возможности приемника GPS могут быть существенно ограничены. Если сигналы от некоторых спутников оказываются экранированы, то точность определения местоположения будет зависеть от оставшихся “видимыми” спутников. Чем большая часть неба заслонена искусственными или естественными предметами, тем более сложно определить положение.
Другим фактором, влияющим на точность GPS приемника, является геометрия спутников. Простыми словами, понятие “геометрия спутников” означает то, как они расположены относительно друг друга и GPS приемника. Если, например, приемник “видит” четыре спутника и все четыре расположены в северном и западном направлениях, то такая спутниковая геометрия не позволит получить максимальную точность. Если же эти четыре спутника будут находиться в разных направлениях, то точность значительно возрастет.
Прилагаются усилия европейских стран по запуску навигационной системы Galilleo. Выведен на орбиту очередной спутник китайской системы Beidou, но работа этих навигационных систем, ближайшее будущее.
GPS приёмники геодезические.
Огромным импульсом развития геодезического GPS оборудования послужило отключение особого режима ограниченного доступа (SA — Selective Availability) в передаваемых навигационных данных со спутника, что позволило определять местоположение объекта с высокой точностью и на всей территории земной поверхности. На российском рынке геодезических техники представлено современное оборудование в сфере GPS систем основных мировых производителей (Topcon, Trimble, Sokkia, Leica, Magellan). GPS приемники геодезические бывают следующих модификаций: одночастотные, двухчастотные и многочастотные, в зависимости от сложности, объёма выполняемых работ и финансовых возможностей у потребителя есть возможность приобрести оборудование любой нужной конфигурации.
Одно из требований, предъявляемое временем к GPS оборудованию — это возможность использования различных навигационных систем, которые действуют сейчас: GPS, ГЛОНАСС и перспективные Galilleo. Современный GPS приемник геодезический — прибор многочастотный, использующий несколько каналов GNSS как правило с радиомодем и возможностью использования режима RTK. Передовые методики приема сигналов со спутников позволят принимать усовершенствованные GPS сигналы L2C и L5 и сигналы ГЛОНАСС. Усовершенствованные сигналы L2C и L5 будут оперативнее отслеживаться и приниматься, что соответственно улучшит получение качественных результатов в условиях ограниченного приема сигналов GNSS (Global Navigation Satellites System — Глобальные Навигационные Спутниковые Системы). Выше перечисленные параметры гарантируют пользователям высокую производительность и что немаловажно точность выполняемых работ, позволяют получать координаты с точностью от метра до нескольких миллиметров.
В мире очень широко применяются постоянно действующие базовые станции (ПДБС), т. е. стационарно установленные спутниковая антенна и постоянно устанавливающий свои координаты геодезический GPS приемник. А сеть ПДБС позволяет значительно упростить задачи решаемые геодезистами.
Применение геодезического GPS оборудования.
Геодезическое GPS оборудование применяется при развитии высокоточных геодезических сетей, планово-высотных съёмочных сетей, на открытой местности производство крупномасштабной съёмки, межевании земель, наблюдении за деформациями поверхности земной коры.
Особенно упростило работу по выносу в натуру линейно протяжённых и площадных объектов, так на сегодня RTK — режим — единственный способ в реальном времени получить координаты точек на местности с уровнем точности до сантиметра.
Подводя итоги можно с уверенностью отметить, что современные геодезические GPS/ГЛОНАСС приемники при выполнении широкого круга задач, могут заменить собой тахеометр, нивелир, теодолит и другие геодезические приборы. И при этом данное оборудование может использоваться на штативе, металлической вехе, а сам прибор имеет малый вес, компактный и всепогодный.
Навигационная система GPS для мониторинга транспорта и контроля над расходом топлива: принцип работы и возможности технологии, области применения, достоинства и недостатки.
GPS – это глобальная система определения координат объекта. Ее работу обеспечивают 24 спутника, запущенные на орбиту Минобороны США, а также наземные клиентские устройства (терминалы, датчики, маячки), объединенные в единую сеть.
GPS-навигация разрабатывалась для решения военно-стратегических задач. Первые приборы и устройства были несовершенными и выдавали высокую погрешность при определении местоположения объекта. Они часто выходили из строя и передавали сигнал один раз в 2 часа. Постепенно технология развивалась, и в 2000 году GPS-мониторинг стал открытым и доступным для гражданских пользователей.
Спутники вращаются вокруг Земли и передают сигналы на приемник GPS. На основе специального алгоритма устройства вычисляют местоположение объекта, на котором они установлены, сравнивая время передачи и приема этого сигнала. Если известны координаты, определяются скорость и направление движения, пройденное расстояние и другие параметры. Для точных вычислений необходима связь, как минимум, с тремя космическими аппаратами.
Навигационная система GPS также используется для:
Организации мобильной связи и создания приложений для отдыха и туризма;
Наблюдений за колебаниями и перемещениями тектонических плит;
Определения местоположения человека, позвонившего в службу спасения;
Обозначения границ земельных участков;
Разработки военных и гражданских карт.
Навигационная система GPS проста для конечного пользователя: ему не нужно прибегать к помощи эксперта, чтобы установить ее и разобраться с функциями. Приемники стоят недорого, поэтому доступны практически для всех. Технология имеет глобальный охват, покрывая весь земной шар, исключение составляют лишь полюса. Плюс к этому, она позволяет получать высокоточные данные, и качество ее работы не зависит от погодных условий.
Среди недостатков системы стоит отметить возможные сбои и неполадки, которые могут возникать из-за специфики рельефа и преград на пути следования.
GPS многофункциональна и универсальна. Она находит применение в разных областях современной жизни.
Навигационная система позволяет составлять карты пробок, что было бы непозволительной роскошью при использовании летательных аппаратов. С ее помощью отслеживают перемещение автомобильного, морского, воздушного и железнодорожного транспорта в онлайн-режиме.
Система умеет фиксировать количество топлива, залитого в бак. Это актуально для руководителей автопарков: так предотвращаются махинации с чеками и несанкционированный слив.
GPS-навигация помогает определить местоположение и намечать маршруты следования до нужного адреса.
При помощи GPS составляют планы местности независимо от особенностей рельефа. Такие карты используются и в туризме, и при разработке военных стратегий.
Навигационная система GPS – это не узкоспециализированная технология, доступная ученым и военным. Она используется в жизни обычных людей, а также на производстве и в бизнесе.
Геодезические GPS (Global Positioning System — глобальная система место определения.) системы позволяют в кротчайшие сроки, с меньшими усилиями и с высокой степенью надёжности получить координаты и высоты объектов.
В настоящее время в околоземном космическом пространстве находится 24 спутника (SVs) NAVSTAR. Период обращения спутников составляет двенадцать часов, а большая полуось приблизительно равна 20200 км. Спутники сгруппированы на шести орбитах, с наклонениями в 55 градусов к экватору.
Каждый спутник передает радиосигналы, которые имеют уникальные идентификационные коды. Высокоточные атомные часы на борту спутников управляют генерацией этих сигналов и кодов.
Каждый спутник передает два уникальных кода. Первый и более простой код называется C/А (грубым) кодом. Второй код называется P (точным) кодом. Этими кодами модулируются две несущих волны L1 и L2. L1 несет C/А и Р-код, а L2 несёт только Р — код.
GPS приёмники подразделяются на одночастотные и двухчастотные. Одночастотные приёмники принимают только несущую L1, а двухчастотные и L1 и L2.
Координаты вычисляются методом трилатерации после определения дальности до каждого видимого спутника. Дальности определяются по коду или фазе несущей.
Между генерацией кода в спутнике и приёмом его GPS антенной проходит определённый период времени. Кодовые измерения позволяют определить этот промежуток времени и умножив его на скорость света, мы получим дальность до спутника.
GPS приёмники геодезического класса измеряют фазу в пределах цикла несущей. Длины волн L1 и L2 известны, поэтому дальности до спутников можно определить, добавив фазовый домер к общему числу длин волн между спутником и антенной.
Определение полного числа циклов несущей (длин волн) между антенной и спутником называется разрешением неоднозначности — поиском целого значения числа длин волн. Для измерений в режиме с постобработкой (РР), который используется для определения местоположения с точностью на уровне сантиметра, это целое значение определяется во время обработки на компьютере. Для измерений в реальном времени, которые используются для определения местоположения с точностью на уровне сантиметра, это целое значение определяется в течение процесса называемого инициализацией.
Для геодезических GPS измерений необходимо одновременное наблюдение одних и тех же четырёх (или более) спутников, по крайней мере, двумя GPS приёмниками. Хотя вы можете использовать и более двух приёмников, в этом руководстве мы ограничимся обсуждением использования лишь двух: базовый приёмник и приёмник — ровер.
Базовый приёмник в течение всего процесса измерений располагается на пункте геодезической основы с известными координатами. Ровер перемещается по определяемым точкам или участвует в процессе выноса точек в натуру. Результатом объединения данных, полученных этими двумя приёмниками, является пространственный вектор между базой и ровером. Этот вектор называется базовой линией.
Для определения положения ровера относительно базы вы можете использовать различные методы измерений. Эти методы отличаются длительностью выполнения измерений:
Для измерений в реальном времени используется радиомодем, который передаёт данные базы роверу. Результаты получаются непосредственно в поле.
Методы измерений с постобработкой, требуют записи данных в поле и последующей их совместной обработки на офисном компьютере.
В основном выбор метода зависит от таких факторов, как конфигурация приёмника, требуемая точность, ограничения по времени и необходимости получения результатов в реальном времени.
Геодезисты используют GPS для развития опорных сетей, топографических съёмок и разбивочных работ.
Топографическая съёмка служит для определения координат большого объёма точек в районе работ. По этим измерениям обычно создают топографические планы.
Лучше всего для этого подходят кинематические методы (в реальном времени или с постобработкой) из-за короткого времени стояния на точках.
Огромным импульсом развития геодезического GPS оборудования послужило отключение особого режима ограниченного доступа (SA – Selective Availability) в передаваемых навигационных данных со спутника, что позволило определять местоположение объекта с высокой точностью и на всей территории земной поверхности. На российском рынке геодезических техники представлено современное оборудование в сфере GPS систем основных мировых производителей (Topcon, Trimble, Sokkia, Leica, Magellan). GPS приемники геодезические бывают следующих модификаций: одночастотные, двухчастотные и многочастотные, в зависимости от сложности, объёма выполняемых работ и финансовых возможностей у потребителя есть возможность приобрести оборудование любой нужной конфигурации.
Одно из требований, предъявляемое временем к GPS оборудованию — это возможность использования различных навигационных систем, которые действуют сейчас: GPS, ГЛОНАСС и перспективные Galilleo. Современный GPS приемник геодезический – прибор многочастотный, использующий несколько каналов GNSS как правило с радиомодем и возможностью использования режима RTK. Передовые методики приема сигналов со спутников позволят принимать усовершенствованные GPS сигналы L2C и L5 и сигналы ГЛОНАСС. Усовершенствованные сигналы L2C и L5 будут оперативнее отслеживаться и приниматься, что соответственно улучшит получение качественных результатов в условиях ограниченного приема сигналов GNSS (Global Navigation Satellites System — Глобальные Навигационные Спутниковые Системы). Выше перечисленные параметры гарантируют пользователям высокую производительность и что немаловажно точность выполняемых работ, позволяют получать координаты с точностью от метра до нескольких миллиметров.
В мире очень широко применяются постоянно действующие базовые станции (ПДБС), т. е. стационарно установленные спутниковая антенна и постоянно устанавливающий свои координаты геодезический GPS приемник. А сеть ПДБС позволяет значительно упростить задачи решаемые геодезистами.
Подводя итоги можно с уверенностью отметить, что современные геодезические GPS/ГЛОНАСС приемники при выполнении широкого круга задач, могут заменить собой тахеометр, нивелир, теодолит и другие геодезические приборы. И при этом данное оборудование может использоваться на штативе, металлической вехе, а сам прибор имеет малый вес, компактный и всепогодный.
Загрузка...