На головну

Похибки супутникових вимірювань

  1. Середня квадратична похибка (СКП). Формули Гауса і Бесселя. Порядок матобработкі ряду равноточних вимірювань. Гранична абсолютна і відносна похибки.
  2. Аналіз стану вимірювань
  3. АНАЛІЗ ТОЧНОСТІ ГЕОДЕЗИЧНИХ ИЗМЕРЕНИЙ
  4. Види геодезичних вимірювань
  5. Види геодезичних вимірювань. Одиниці вимірювань. Похибки вимірювань, їх класифікація.
  6. види вимірювань
  7. Візуальні засоби вимірювань рівня

Вплив атмосфери. До числа основних джерел похибок супутникових вимірювань відноситься неточне знання швидкості радіосигналу на шляху від супутника до приймача. Найбільший вплив на цю швидкість робить стан іоносфери - верхніх шарів атмосфери, де газ містить велику кількість вільних електронів і позитивних іонів. Іонізація відбувається в основному за рахунок енергії Сонця. Іоносфера оточує Землю у вигляді іонізованих шарів, розташованих на висотах від 60-90 до 500-1000 км.

У іонізованої середовищі показник заломлення для радіодіапазонів, використовуваних в системах GPS і ГЛОНАСС, залежить від частоти. При цьому швидкість поширення коливань однієї частоти (фазова швидкість) відрізняється від швидкості поширення результуючої енергії коливань декількох близьких частот (групова швидкість). Тому результати фазових і кодових вимірювань спотворюються різному.

Похибки псевдорасстояній, викликані впливом іоносфери, характеризуються формулами:

де dion(Ф) - Похибка результату фазових вимірювань;

dion(К) - Похибка результату кодових вимірювань;

NS - Кількість електронів в вертикальному стовпі іоносфери перетином 1 м2;

n - кут нахилу траєкторії сигналу.

Бачимо, що помилки, викликані ионосферной рефракцією, в фазових і кодових вимірах рівні за величиною, але протилежні за знаком. Виміряні кодові псевдорасстоянія виявляються довше, а фазові - коротше геометричних діяльностей.

Величина іоносферних помилок вимірюваних псевдорасстояній залежить від багатьох причин (сонячної активності, часу доби, місця, напрямку траси сигналу) і може мати значення від 0,15 м до 50 м.

Іоносферні помилки кодових вимірювань зменшують комбінуванням результатів вимірювань на двох частотах, а в одночастотних приймачах - введенням поправок.

Іоносферні помилки фазових вимірювань послаблюють, застосовуючи метод відносних визначень, викладений в кінці п. 10.2. Результати одночасних фазових вимірювань в двох пунктах сигналу одного і того ж супутника містять практично однакові похибки, викликані впливом іоносфери. Тому різниця результатів таких вимірювань від них практично вільна.

На поширення сигналу впливає також тропосферний рефракція, Під якою розуміють затримку радіосигналів в нейтральних шарах атмосфери - стратосфері і тропосфері, де показник заломлення радіохвиль з частотами до 15 ГГц від частоти радіосигналу не залежить і тому однаковий для обох несучих частот L1, L2 і кодових сигналів. Похибки кодових і фазових вимірювань, викликані тропосферного рефракцією, характеризуються формулою

де HP - Висота приймача;

HT - Висота нейтральної атмосфери;

Nт(h) - Висотний профіль наведеного показника заломлення Nт (Індексу рефракції).

Для розрахунку тропосферних помилок користуються різними апроксимаціями висотного профілю показника заломлення, до числа яких належить, зокрема, експоненціальна модель:

де NP - Значення індексу заломлення на висоті приймача HP;

Nt - Значення індексу заломлення на висоті Ht - На кордоні стежка і стратосфери.

При цьому Ht = 9000 м; Nt = 105; ;

м-1.

Значення індексу заломлення у земної поверхні залежить від метеорологічних факторів і може бути обчислено за формулою

,

де P - Атмосферний тиск, мбар;

Т - Температура, К;

e - Парціальний тиск водяної пари, мбар.

Багатоколійного. У ряді випадків супутниковим приймачем, крім корисного прямого сигналу, можуть бути прийняті сигнали, відбиті земною поверхнею або прилеглими об'єктами (наприклад, будівлями), а також сигнали, що обігнув внаслідок дифракції дрібні предмети. Багатоколійного призводить до спотворення діяльностей (рис. 10.3).

Мал. 10.3 багатоколійного сигналу:

1 - Прямий промінь; 2 - Промінь, відбитий від землі;

3 - Промінь, відбитий від стіни

Визначимо різницю ходу DR між відбитим від земної поверхні 2 і прямим 1 променями. У точках А и В відстань до ШСЗ однакові. тоді

DR = AC - BC = AC (1 - cos2a) = 2 AC sin2a = 2 h sina, (10.3)

де h - Висота установки антени (зазвичай 1-2,5 м);

a - кут нахилу радиолуча.

Аналіз формули (10.3) показує, що установка антени можливо ближче до землі дозволяє зменшити вплив сигналів, відбитих від земної поверхні. У граничному випадку при h = 0 матимемо DR = 0.

Заходи по виключенню впливу багатоколійного:

установка антени в місцях, де відсутні відображають поверхні;

використання антен, на яких встановлені екрани, що відтинають відбиті від земної поверхні промені.

11 Наземні зйомкимісцевості

11.1 Загальні відомості про зйомку місцевості

топографічною зйомкою називається комплекс робіт по створенню плану місцевості. План може бути складений в графічному вигляді або із застосуванням сучасних технологій - в цифровому вигляді як цифрова модель місцевості (ЦММ).

розрізняють зйомки:

§ наземні, Коли роботи по збору інформації про місцевості виконують на земній поверхні;

§ аерокосмічні, Коли збір інформації виконується за допомогою приладів, які перебувають на літальних апаратах (літаках, вертольотах, штучних супутниках Землі та ін.).

Залежно від застосовуваних приладів серед наземних видів зйомки розрізняють: Теодолитную, мензульную, тахеометрическую, стереофотограмметрічеськие (фототеодолітную) і Сканерне. При цьому фототеодолітними і Сканерне зйомки використовують апаратуру і методи, аналогічні вживаним в аерокосмічних зйомках.

У ряді випадків виконується зйомка тільки контурів місцевих предметів (без відображення рельєфу). Таку зйомку називають горизонтальної, або контурній. Зйомку тільки рельєфу називають вертикальної.

Під час картографування великих територій основними є аерофототопографіческой і космічна зйомки. При виконанні робіт під будівництво різних об'єктів зазвичай застосовують наземні види зйомки: тахеометрическую і Теодолитную і рідше - мензульную. Вид зйомки вибирають з урахуванням економічних витрат на її виконання, площі знімається ділянки, наявності геодезичних приладів, підготовленості виконавців і ін.

Наземна зйомка місцевості включає створення знімальної мережі, зйомку подробиць, обробку результатів вимірювань з складанням плану місцевості.

Знімальна мережа - це сукупність закріплених на місцевості точок, положення яких в плані і по висоті визначають в прийнятій для зйомки системі координат і висот.

Планову знімальну мережу найчастіше створюють у вигляді системи замкнутих і розімкнутих теодолітних ходів. В таких ходах довжиною до 1,2 км відносні невязки не повинні перевищувати 1: 2000, а кутові нев'язки -  , де n - Число кутів в ході. Знімальна мережа повинна спиратися не менше ніж на два вихідних пункти вищого класу.

Висоти пунктів знімальної мережі визначають, як правило, методом геометричного нівелювання. Мережа повинна бути прив'язана не менше ніж до двох реперів вищого класу. При цьому невязки ходів (в міліметрах) не повинні перевищувати  , де L - Довжина ходу, км.

При зніманні з перерізом рельєфу через 2 та 5 м, а також при зйомці горбистій місцевості з перетином рельєфу через 1 м висотну знімальну основу можна створювати методом тригонометричного нівелювання. В цьому випадку висотні нев'язки в ходах не повинні перевищувати допуску 0,0004 ?  , де P - Довжина ходу і n - Число ліній в ході.

Для зйомки невеликих ділянок місцевості знімальна мережа може бути побудована в місцевій системі координат і висот без прив'язки до пунктів вищого класу.

Частина пунктів знімальної мережі (2-3 пункту на знімальний планшет) закріплюють на місцевості знаками довготривалого збереження - Бетонними пілонами, закладеними в землю на глибину до 80 см. Інші пункти закріплюють тимчасовими знаками - металевими трубами, дерев'яними стовпами, кілками.

Спираючись на пункти знімальної мережі, виконують зйомку подробиць - контурів і рельєфу місцевості. При зйомці подробиць визначають положення знімальних пікетів - точок, розташованих в характерних місцях контурів або рельєфу. Завдавши пікети на план, малюють контури місцевих предметів і горизонталі.


11.2 Теодолитная зйомка

теодолитной зйомкою називають горизонтальну зйомку, виконувану за допомогою теодоліта і мірних приладів (стрічок, рулеток) або далекоміра.

Теодолитную зйомку виконують для складання великомасштабних контурних планів внутрішньоквартальної забудови міст, населених пунктів в сільській місцевості, внутрішньозаводських територій, залізничних станцій, під'їзних шляхів промислових підприємств.

знімальній основою теодолітного знімань слугують, як правило, теодолітні ходи (замкнуті і розімкнуті). При необхідності згущення знімальної мережі може бути виконано шляхом визначення координат додаткових точок зарубками - полярної, лінійної, кутовий, котрі спиралися б на пункти прокладених раніше теодолітних ходів.

зйомку ситуації виконують шляхом вимірювань, що зв'язують положення характерних контурних точок об'єктів з пунктами знімальної основи. Найбільш поширені такі способи зйомки.

Спосіб прямокутних координат зазвичай застосовують при зйомці об'єктів з чіткими контурами. Так, при зйомці будівлі (див. Рис. 11.2, а) З кожної характерної точки його контуру на сторону теодолітного ходу опускають перпендикуляр і вимірюють відстань по стороні ходу вщент перпендикуляра (координата x) І довжину перпендикуляра (координата y). Відстані вимірюють рулеткою або стрічкою. Для контролю виконують обмір будівлі.

       
 
а)
 
б)


4
1
2
3
2

Мал. 11.1 двухзеркальной Екер:

а - Вид приладу: 1, 2 - Вікна; 3, 4 - Дзеркала; б - Хід променів:

2 - Пункт знімальному мережі; Q - Напрямок перпендикуляра

При побудові перпендикулярів довжиною понад 8 м користуються Екер. Екер (рис. 11.1, а) Має два дзеркала 3 и 4, Розташованих під кутом d = 45 °. Луч, що падає на одне з дзеркал, після подвійного відображення виходить під прямим кутом g до вихідного напрямку. Дійсно (див. Рис. 11.1 б):

g = 180 ° - (w + e) ??= 180 ° - [(180 ° - 2a) + (180 ° - 2b)] = 180 ° - 360 ° + + 2 ? (a + b) = 180 ° - 2 ? [180 ° - (a + b)] = 180 ° - 2d.

Отже, при d = 45 ° маємо g = 90 °.

Екер дозволяє знаходити на стороні теодолітного ходу 1-2 (Див. Рис. 11.2, а) Точку, в якій лінія ходу і напрямок на знімальний пікет (кут будівлі) взаємно перпендикулярні. У цій точці в вікні Екера 2 (Див. Рис. 11.1, а) Видно віха, встановлена ??на пункті теодолітного ходу, а під нею в дзеркалі - зображення кута будівлі.

в)
г)
б)
а)

Мал. 11.2 Способи зйомки ситуації:

а - Прямокутних координат; б - Кутовий зарубки;

в - Лінійної засічки; г - Полярних координат

Спосіб кутовий зарубки застосовують при зйомці віддалених або недоступних об'єктів. Так, для визначення положення центру водонапірної вежі (рис. 11.2, б) На пунктах знімальному мережі 1 и 2 рулетки вимірюють горизонтальні кути b1 і b2. Найкращий кут g для зарубки - 90 °. Практично кут g повинен бути в межах від 30 ° до 150 °.

Спосіб лінійної засічки (Рис. 11.2, в). положення точки M визначають, вимірюючи відстані до точок, положення яких відомо. Спосіб зручний, коли відстані не перевищують довжини застосовуваного мірного приладу.

Спосіб полярних координат (Рис. 11.2, г). Для визначення положення точки 1 вимірюють горизонтальний кут b і відстань d.

Результати виконаних в ході зйомки вимірювань записують у польовий журнал. одночасно складають абрис - Схематичний креслення, на якому в довільному масштабі показують розташування пунктів знімальної мережі і орендованих об'єктів, характеристики об'єктів, що знімаються і результати вимірювань.

складання плану виконують в наступному порядку.

Обчислюють координати пунктів знімальної основи (вершин теодолітних ходів і точок, отриманих зарубками).

Розбивають на планшеті сітку прямокутних координат і оцифровує її.

Наносять на план пункти знімальної мережі.

Наносять на план знімальні пікети і викреслюють контури.

Оформляють план відповідно до керівництвом "Умовні знаки".



Параметри, що характеризують точність визначення положення | тахеометричної зйомки

Основні характеристики супутникових навігаційних систем | Кодові і фазові вимірювання | Режими і методи супутникових геодезичних вимірювань | 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