§4 Дифференциальная gps

В течение многих лет геодезисты используют GPS для определения местоположений объекта с точностью 1 см. при таких сверхточных измерениях обычно требуется около 15 минут времени на сбор данных при неподвижном приемнике, значение точных координат опорной точки, а так же комплекс специальных программных средств для компьютерной обработки результатов. Действуя как неподвижная базовая точка, этот приемник позволит учесть все ошибки в полученных от спутника данных. Базовая станция транслирует эти поправки на все приемники, расположенные поблизости, а они используют эти поправки для корректирования результатов позиционирования.

Одноканальные приемники портативные, работают от миниатюрных элементов питания. Позиционирование выполняется один - два раза в минуту, с автоматическим отключением питания в промежутках между измерениями. Они используются в пеших переходах или во время прогулок на небольших судах. Точность выше системы LORAN. Приемник не дает скорость передвижения, т.к. отключается.

Приемники непрерывного действия. Они используются при выполнении геодезических и научных измерений. Приемники этой категории имеют 4,6,8,10,12 каналов. Помимо способности непрерывно определять координаты они позволяют свести к min воздействие геометрического фактора снижения точности, т.е. они следят за всеми спутниками, видимыми в это время, поэтому точность повышается.

К недостаткам многоканальных приемников можно отнести:

- высокую стоимость;

- габариты;

- потребляемую мощность.

Связь спутника с наземными станциями.

спутники от поверхности Земли находятся на расстоянии более 10 тыс. км., поэтому они не подвергаются влиянию земной атмосферы. Положение спутника на орбите является стабильным. Поскольку орбита каждого спутника рассчитывается заранее, эта информация закладывается в память компьютера наземных GPS приемников. Министерство обороны США свои спутники держит под постоянным контролем, дважды в сутки они проходят над одной из станций наземного контроля. Это обеспечивает точное измерение высоты, скорости и положения. Выявленные ошибки наз. эфемеридами, обычно они возникают за счет гравитационных воздействий со стороны Луны, Солнца, а также давления солнечного излучения. Величины их незначительны. Определив положение спутника, станция наземного контроля передает информацию на спутник, а спутник информацию в виде поправок передает на приемник.

Значит, спутники передают не только псевдослучайный код, используемый для синхронизации, но и «информационное сообщение» об их положениях на орбитах и техническом состоянии их систем.

Спутник «Навстар», высота несколько больше 20000 км; вес – 760 кг; размер 17х0.3 = 5.1 м. (с развернутыми солнечными батареями); время жизни 7.5 лет.

Создано 11 опытных образцов и 28 шт. серийного выпуска.

§5 Задержки сигналов в ионосфере и атмосфере.

В ионосфере скорость радиосигнала уменьшается, чем ниже частота сигнала, тем значительнее снижается его скорость. Для устранения «ионосферных воздействий» применяют двухчастотные GPS приемники.

Атмосферное влияние практически скорректировать не удается. Их влияние не вызывает существенного снижения точности.

К другим ошибкам относятся:

- ошибки атомных часов;

- ошибки приемников.

С учетом всех, ошибок система GPS дает точность не хуже 30 метров.

Точность определения координат наземных пунктов зависит от типа приемников, от количества наземных станций, от угла между спутниками. Но точность может быть снижена и искусственно, путем вмешательства МО США.

Примерный усредненный состав ошибок:

- бортовые часы – 2 фута;

- ошибка эфемерид – 2;

- ошибка приемника – 4;

- воздействие ионосферы, атм. – 12;

- вмешательство человека – 25.

Итого 45 футов или 13.5 метров.