На головну

Кодові і фазові вимірювання

  1. II. Кутові і лінійні вимірювання.
  2. IV. Кодові системи.
  3. Апаратні засоби вимірювання часу
  4. Апаратура для вимірювання радіаційного забруднення навколишнього середовища
  5. Атмосферний тиск. Прилади для вимірювання атмосферного тиску. Повітряна оболонка Землі і її роль в життєдіяльності людини
  6. Буйкові засоби вимірювання рівня
  7. Літерних позначень ВЕЛИЧИН І ОДИНИЦІ ЇХ ВИМІРЮВАННЯ

кодові вимірювання. У приймальнику супутникових сигналів, як і на супутнику, є датчик частоти і часу, в ньому також виробляються частоти L1 і L2 (в одночастотному приймачі - тільки L1). частота L1 модулюється копіями кодів С/А и Р, частота L2 - тільки кодом Р.

Інтервал часу між появою на приймачі власного коду і аналогічного коду, який прийшов від супутника, вимірюють.

Якби годинник приймача були точно синхронізовані з годинником супутника, то формування кодів на супутнику і в приймачі відбувалося б одночасно. В цьому випадку вимірюється інтервал часу між появами на приймачі власного коду і коду, який прийшов від супутника, був би рівний часу проходження сигналу від супутника до приймача, що дозволило б обчислити відстань до супутника. Однак показання годин супутника і приймача розходяться на деяку величину, рівну ?s - ?p, Де ?s - Помилка годин супутника, ?p - Помилка годинника приймача. Тому вимірювання відстаней R істотно відрізняється від вірного і носить назву - псевдорасстояніе.

Припустимо, що іоно- і тропосферний затримки сигналу враховані шляхом введення відповідних поправок. Тоді виміряний псевдорасстояніе  від пункту p до супутника s в епоху (момент часу) t може бути представлено рівнянням

,

де Xs(t), Ys(t), Zs(t) - Координати супутника в епоху t; Xp, Yp, Zp - Визначаються координати приймача; c - швидкість світла.

Інформація про годинник супутника передається в складі навігаційного повідомлення, що дає можливість обчислити помилку годин супутника на епоху t і врахувати її.

Таким чином, для псевдорасстоянія  маємо рівняння

 . (10.1)

Невідомими величинами тут є Xp, Yp, Zp, ?p(t). Для визначення чотирьох невідомих необхідно мати не менше чотирьох рівнянь, тобто в одну епоху необхідно виміряти псевдорасстоянія не менше, ніж до чотирьох супутників.

координати визначаються за результатами кодових вимірювань з точністю близько 3 м.

Для підвищення точності користуються диференціальним методом. На контрольному пункті з відомими координатами встановлюють приймач супутникових сигналів і, визначивши його координати по супутниках, обчислюють відстані до супутників. Порівнявши ці відстані з обчисленими за відомими координатами, визначають поправки і по радіо повідомляють їх споживачам. Поправками виправляють псевдорасстоянія, вимірювані споживачами, при цьому помилки визначення місця щодо контрольного пункту не перевищують 1 м.

Кодові вимірювання застосовуються при вирішенні завдань навігації. В геодезичних роботах кодові вимірювання відіграють допоміжну роль - служать для визначення наближених координат пунктів мережі.

Фазові вимірювання. Точні геодезичні вимірювання виконують на несучих частотах L1 і L2 (в одночастотних приймачах - тільки на частоті L1). При цьому вимірюють різниці фаз між коливаннями, прийнятими від супутника, і коливаннями такої ж частоти, виробленими в приймальнику.

позначимо:

 - Фазу частоти  , Що надійшла на приймач в епоху t від супутника s;

 - Фазу власної такої ж частоти приймача в ту ж епоху.

Для зазначених фаз справедливі рівняння:

Тут r - відстань від супутника до приймача;

с - швидкість світла;

 - Час, витрачений на шлях сигналу від супутника до приймача;

 - Помилка годин супутника;

 - Помилка годинника приймача.

Віднімаючи з першого фазового рівняння друге, отримуємо фазовий рівняння вимірюваної різниці фаз :

.

Перепишемо його так:

.

Помножимо рівняння на довжину хвилі  і врахуємо, що  , де T - Період коливань. отримаємо

 . (10.2)

Уявімо різниця фаз  вигляді суми двох частин:

 , (10.3)

де N - Ціле число періодів, а F - дріб.

Підставляючи вираз (10.3) в (10.2), напишемо:

 . (10.4)

Відстань між супутником і приймачем безперервно змінюється, через що змінюється і зсув по фазі  + F.

У приймальнику супутникових сигналів передбачено вимір безперервно змінюється різниці фаз F і підрахунок числа переходів її через нуль, змінюють ціле число хвиль в відстані. Це число додається до вимірюваній величині F, чому сумарний зсув по фазі виявляється неправильної дробом, а невідоме число N залишається постійним для всіх відстаней від пункту p до супутника s. Визначення цілого числа N називається дозволом його неоднозначності.

З огляду на викладене, напишемо рівняння виміряного зсуву по фазі сигналу, прийнятого від супутника s на пункті p в епоху t:

 , (10.5)

де ;

 - Частота випромінювання.

для ns супутників, nt епох і однієї точки p число вимірювань, а значить, і число рівнянь (10.5) дорівнюватиме nsnt.  Невідомими в такій системі рівнянь є три координати приймача (Xp, Yp, Zp),а також ns чисел неоднозначності і nt зсувів годин приймача.

Різниці фаз вимірюють з високою точністю, відповідної часток міліметра. Однак обчислити рішенням системи рівнянь (10.5), складених за результатами фазових вимірів, координати приймача з вказаною точністю не вдається через помилки орбіти, впливу іоносфери і інших причин.

Точність фазових вимірювань реалізують, застосовуючи метод відносного визначення положення пунктів. Результати одночасних спостережень одного і того ж супутника в двох пунктах містять значні, але загальні, близькі за величиною похибки. Тому різниці результатів вимірювань від них практично вільні і дозволяють з високою точністю визначати різниці координат X, Y, Z двох пунктів, тобто тривимірний вектор DX, DY, DZ, Їх з'єднує. Отже, знаючи координати X, Y, Z одного пункту, можемо, визначивши різниці координат DX, DY, DZ до іншого, обчислити і його координати.

Фазові вимірювання в геодезичних роботах є основними, забезпечуючи можливість побудови геодезичних мереж високої точності.



Основні характеристики супутникових навігаційних систем | Режими і методи супутникових геодезичних вимірювань

Параметри, що характеризують точність визначення положення | Похибки супутникових вимірювань | тахеометричної зйомки | Допустимі нев'язки в ходах | Мензульная зйомка | Прилади аерокосмічної зйомки | дешифрування знімків | спотворення знімків | трансформування знімків | наземна стереофотограмметрічеськие |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати