4.3.Принципы измерения длин линий, используемые в спутниковой системе.

При измерении длин линий наземными свето и радиодальномерами широкое распространение получили импульсные и фазовые методы, а также их сочетания. Эти же методы составляют основу спутниковых дальномерных измерений. Вместе с тем в спутниковой геодезии получили развитие и методы, основанные на использовании кодиро-ванных сигналов, для которых характерны свои специфические особенности.

Импульсные принципы дальномерных измерений применительно к спутниковым методам позиционирования находят применение в упомянутых ранее лазерных дальномерных системах и в спутниковых альтиметрах. К положительным сторонам этого способа определения длин линий может быть отнесена возможность быстрого и однозначного определения измеряемого расстояния, что крайне необходимо при решении навигационных задач. Вместе с тем свойственный им пульсовым принципам более низкий уровень точности в сравнении с фазовыми методами измерения сальностей следует отнести к наиболее существенному недостатку, ограничивающему широкое его использование ь геодезии.

При разработке глобальных спутниковых систем определения местоположения, которая проводилась поенными ведомствами в целях навигационного обеспечения судов военно-морского флота, возникла необходимость применения специализированных методов координатных {а следовательно и дальномерных) определений, которые были бы доступны только санкционированным пользователям. Такая концепция привела к разработке способа дальномерных измерений, основанном на использовании кодированных сигналов. Не останавливаясь здесь на всех особенностях формирования таких сигналов и их использования при определении дальностей, отметим только тот факт, что с точки зрения построения на их основе дальномерных систем упомянутые сигналы представляют собой последовательность посылок единичного и нулевого уровня, которая приводит в конечном счете к формированию сигнала прямоугольной формы, причем кодированию под вертается длительность единичных и нулевых посылок. В процессе выполнения измерений с помощью глобальных спутниковых систем на передающем конце измеряемой линии (на спутнике) формируется соответствующий кодированный сигнал, а на приемном конце линии (в аппаратуре потребителя) для определения интересующей нас дальности должен быть сформирован опорный сигнал отклика, представляющий собой аналогичный закодированный сигнал, т. е. потребителю должен быть доступен принцип кодирования сигналов, используемых при определении расстояний между спутником и приемником.

При практическом использовании данного метода для целей измерения дальностей интересующее нас время прохождения определяется за счет введения соответствующей задержки в опорный сигнал отклика, фиксируя при этом максимальное корреляционное совпадение с принимаемым от спутника аналогичным кодированным сигналом.

Рассматриваемый принцип дальномерных измерений, базирующийся на использовании кодированных сигналов, сочетает в себе отдельные характерные особенности свойственные как импульсному, так и фазовому принципу определения дальностей. Так, например, при его применении удается избежать необходимости разрешения неоднозначности, т. е. по данному показателю кодовый метод подобен импульсному методу. В то же время при анализе особенностей определения моментов совпадения опорного и принимаемого сигнала часто вводят понятие смещения по фазе одного кодированного сигнала относительно другого, что характерно для фазовых методов измерения расстояний.

По своим точностным показателям кодовый принцип существенно уступает фазовому, а поэтому при решении геодезических задач ему отводится лишь вспомогательная роль (в частности, приближенное определение координат точки стояния). Вычисление интересующих нас расстояний между приемником и спутником базируется на приведенных в предыдущем подразделе соотношениях. Введенное ранее понятие псевдодальности чаще всего ассоциируется с кодовыми методами дальномерных измерений.

Применительно к геодезическому использованию спутниковых систем наибольший интерес представляют фазовые методы, базирующиеся на применении в качестве информационных сигналов несущих гармонических колебаний дециметрового диапазона радиоволн.

Наряду с перечисленными выше кодовыми и фазовыми принципами измерения расстояний между спутником и приемником в современных спутниковых системах позиционирования типа GPS находят также применение вспомогательные методы, базирующиеся на эффекте Доплера. Следует при этом заметить, что в случае применения фазовых принципов измерения расстояния реализация упомянутого доплеровского метода не нуждается в привлечении специализирован-ных аппаратных средств, так как данный метод представляет собой одну из разновидностей фазового метода. Некоторые свойственные методу особенности связаны с методами обработки получаемых результатов.