Преимущества и недостатки спутниковых технологий в геодезии

Различие между классическими и спутниковыми методами геодезии. Геометрический принцип измерений. Проблема преобразования высот и координат в локальную геодезическую систему. Спутниковые радионавигационные системы. Наземный комплекс управления и контроля. Геодезия Калининград цена очень приятная!

Интенсивное внедрение СРНС в геодезию обусловлено рядом прогрессивных возможностей. Основные из них следующие:

1. Широкий диапазон точностей — от единиц метров до субсантиметров практически на любых расстояниях. Наблюдение высоких целей ослабляет влияние атмосферы. Выигрыш в точности от этого достигает 1-2 порядка.

2. При построении геодезических сетей отпадает необходимость в прямой видимости между пунктами. Поэтому не нужно строить высокие знаки-сигналы, выбирая места на возвышенностях. Строительство знаков занимало в геодезии до 80% от стоимости работ. Новые пункты закладывают в местах, удобных для подъезда.

3. Повышение производительности спутниковых технологий, по сравнению с обычными технологиями, в 10-15 раз.

4. Выполнение кинематических измерений, то есть измерений в движении. Особенно ценно применение таких методов в морской геодезии, аэрофотосъемке. При этом отпадает необходимость создавать наземное обоснование, производить привязку опознаков.

5. Обеспечение непрерывных наблюдений, например, для мониторинга деформаций в режиме реального времени.

6. Одновременно могут определяться три координаты. Деление классических геодезических сетей на плановые и высотные привело к тому, что на пунктах триангуляции оказываются грубые высотные отметки, а на реперах отсутствуют плановые координаты.

7. Благодаря высокому уровню автоматизации, обеспечиваются быстрота обработки, уменьшение субъективных ошибок.

8. Почти полная независимость от погоды.

Принципиальное различие между классическими и спутниковыми методами геодезии состоит в том, что в классической геодезии измерения производятся относительно отвесной линии (или поверхности геоида), то есть в основе измерений лежит физический принцип измерений. В результате, геодезические сети, построенные классическими методами, делятся на плановые и высотные сети. В основе спутниковых методов лежит геометрический принцип измерений, когда измеряются расстояния, являющиеся инвариантными величинами относительно систем координат и не дающие связь с геоидом. Поэтому одна из принципиально важных проблем, связанных со спутниковыми методами, — это преобразования полученных координат в государственную систему координат и высот.

По этой причине нельзя говорить о том, что спутниковые методы универсальны. Отметим следующие недостатки методов ГНСС:

1. Проблема преобразования высот и координат в локальную геодезическую систему, а высот — дополнительно в систему нормальных (или орто-метрических) высот.

2. Зависимость от препятствий и радиопомех. Спутниковые методы невозможно применять под землей.

3. Точность определения высот в 2-5 раз уступает точности определения плановых координат.

4. Высокая стоимость оборудования, сложное программное обеспечение.

Спутниковые радионавигационные системы. Три сегмента системы.

GPS. Для геодезических определений координат точек местности и различных объектов применяются СРНС. Геодезические приёмники работают в основном в системе GPS (Global Positioning System), которая создана и находится под управлением и контролем служб США. Система, являясь глобальной, обеспечивает возможность определения точных координат 24 часа в сутки, она постоянно развивается и модернизируется. GPS имеет в текущий момент на орбите 29 спутников, и их количество будет доведено до 48.

ГЛОНАСС. В нашей стране создана СРНС ГЛОНАСС (глобальная навигационная спутниковая система), которая находится под управлением и контролем служб РФ. Она создавалась в интересах Министерства обороны, однако в 1999 году ей официально придан статус военного и гражданского назначения. Работы по созданию этой СРНС были начаты в середине 60-х годов, а с 1982 года проводились её испытания. Поскольку после вывода на орбиту новых спутников в 2007 г., их общее число в созвездии составит только десять, то определение координат точки только с помощью ГЛОНАСС не представляется возможным. Использование же совместной технологии GPS/ГЛОНАСС делает определение координат более надежным, вследствие увеличения числа видимых спутников. ГЛОНАСС имеет в текущий момент на орбите 24 спутника. Вместе с тем при разработке ГЛОНАСС использован высокий фундаментальный уровень отечественной науки, благодаря качеству заложенных в ней идей и проектов система обладает потенциалом, превосходящим по ряду параметров GPS. Ряд приборостроительных компаний выпускают геодезические приёмники, работающие в двух системах — GPS и ГЛОНАСС. Опыт их использования показал, что даже в неполной комплектации ГЛОНАСС они превосходят по эксплуатационным показателям односистемные. Наличие даже одного спутника ГЛОНАСС в рабочем созвездии спутников существенно повышает точность в режиме RTK. Восстановление ГЛОНАСС ускорилось в 2007 году, появились новые спутники «Глонасс-М», разрабатываются «Глонасс-К». В последнее время появились разработки отечественного геодезического приёмника ГЛОНАСС/GPS ГЕО-161 Российским институтом радионавигации и времени. Кроме использования в качестве самостоятельной навигационной системы ГЛОНАСС дополняет GPS. Что увеличивает число одновременно наблюдаемых спутников, улучшает геометрические факторы используемых созвездий спутников, а в конечном итоге повышается точность геодезических определений.