Ответы к ГОСам — Билет 10

Относительный метод в спутниковых технологиях. Уравнение фазы несущей GPS. Одинарные, двойные и тройные фазовые разности. Комбинации фаз. Связь фазы с компонентами вектора базовой линии. Проблема разрешения неоднозначности фазовых отсчетов. Виды решений для базовых линий.

Относительный метод. Как минимум 2 станции – определяется приращение координат (дифференциальный метод) либо пространственный вектор, соединяющий 2 пункта. Исключаются многие систематические ошибки за счет разности, это метод более точный. Точность определения координат зависит от технологий, приемников и т.д., следовательно, точность субсантиметровая – дециметровая. Существует 2 класса измерений: 1. Кодовые; 2. Фазовые. 5 видов измерений: 1) кодовые Р-код на L1; 2) кодовые Р-код на L2; 3) кодовые С/А – L1; 4) фазовые L1; 5) фазовые L2. Уравнение фазы. ? – длина волны несущих колебаний (??20 см); Ф – сдвиг фазы несущей частоты (измеряется фазометром). ?=?•N-Ф•?, где ? – псевдодальность. Окончательно, уравнение фазы rAS+c(?tS-?tA)+IAS+TAS+?ПОПРАВОК-?N+v?=-Ф•?. — геометрическая дальность. Неизвестные: xA, yA, ?A, ?tA, N – количество целых длин волн (неоднозначных фазовых отсчетов). Одинарные разности – разности, образованные в относительном позиционировании из фазовых измерений, выполненных с 2 станций на 1 и тот же спутник. Двойные разности – разности, образованные при относительном позиционировании из одинарных разностей фазовых измерений с 2 спутниковых приемников на 2 разных спутника. Тройные разности – разности, образованные из двойных разностей, сформированных в 2 разные эпохи. Чтобы определить N с точностью до одной длины волны, . Требования к методам разрешения неоднозначностей (определения N): 1. Вначале должны быть исключены все источники систематических ошибок. 2. Т.к. для каждого спутника свое NI и NI постоянно меняется, то рекомендуется число NI один раз и далее измерять ?N. 3. Желательно предварительно измерить расстояние до спутника с точностью половины длины волны ?/2. Методы: 1) Геометрический метод разрешения неоднозначностей. t1 – первый захват радиосигнала; N1 – число фазовых циклов в t1. N1+?N2=N2. N1+?NI=NI, где ?NI – измеряется; N1 – как неизвестное в системе уравнений поправок фазовых измерений. Достоинства: простота постановки задачи, возможность использования в одночастотных приемниках. Недостатки: для уверенного определения N1 необходимо отнаблюдать достаточно длинную дугу орбиты ИСЗ, возникают проблемы из-за потери непрерывности фазовых отсчетов (срывов фазовых циклов). 2) Использование комбинаций фаз L1 и L2. Комбинация фаз Ф=n1•Ф1+n2•Ф2, где Ф1, Ф2 – фазовые отсчеты на частоте L1 и L2. Этой комбинации фаз соответствует частота f=n1•f1+n2•f2 и длина волны , где n1, n2 – какие-то множители. а) если n1=n2=1 и f?=f1+f2, Ф?=Ф1+Ф2 – суммарная комбинация фаз, то (для GPS), следовательно повышение точности измерений. б) разностная комбинация фаз (широкополосная): n1=1, n2=-1. Ф?=Ф1-Ф2, , . ?Р-КОД?30 см – длина волны Р-кода. Достоинства: возможность использования в кинематическом режиме, измерения сверхдлинных базовых линий (несколько тысяч км). Недостатки: необходимо иметь двухчастотный приемник с доступом к Р-коду. в) комбинация фаз, свободная от ионосферы: n1=1, , . 3) Метод наиболее вероятных значений N. Идея в том, что расстояние между пунктами одинаковое. Вариантов сочетания NI множество. Выбирается наиболее вероятное сочетание NI. Может быть примерно 1034 комбинаций. Существуют различные стратегии решения. Этот метод положен в основу режима «быстрая статика» — хорошее решение за 10-30 минут. Достоинства: метод может использоваться при одночастотных измерениях. В приемниках реализуется несколько методов разрешения неоднозначностей, которые контролируют друг друга. Причины потери сигнала: 1. Экранировка радиосигнала; 2. Ослабление сигнала из-за многопутности; 3. Мерцание ионосферы, особенно в годы максимальной солнечной активности; 4. Затухание сигнала в приемнике из-за интерференции волн. Существуют следующие методы выявления пропусков фазовых циклов и их восстановления: 1) считается, что фазовые отсчеты меняются плавно со временем; 2) применение тройных разностей; 3) использование ионосферно-свободной комбинации фаз. ФIONFREE мало. Виды решений базовых линий: 1. Последовательность решений для одночастотных измерений: а) решение по кодовым псевдодальностям (точность – десятки м); б) решение по тройным разностям (точность 1 м) – выявление грубых измерений и пропусков фазовых циклов; в) плавающее решение по двойным разностям: N – вещественное, точность или ?; г) фиксированное решение по двойным разностям (fixed), точность – сантиметровая, с уровнем доверия к решению. 2) последовательность решений для 2-хчастотных измерений: а) решение по тройным разностям; б) плавающее решение по двойным разностям широкополосной комбинации фаз, N – вещественное число; в) фиксированное решение по двойным разностям широкополосной комбинации фаз с оценкой уровня доверия к решению; г) фиксированное решение по двойным разностям ионосферно-свободной комбинации фаз (точность — субсантиметровая). Анализ качества решений базовых линий. 1. Ratio – тест или F-тест. При решении базовых линий определяется несколько наборов (NI). Для каждого набора определяется дисперсия ?I – погрешность решения. Погрешности выстраиваются по возрастанию ?1 < ?2 < … < ?N, . Если F > 1.5, то с вероятностью 95% решение с ?1 – верное и ему присваивается фиксированное решение. Если F< 1.5, то решение плавающее. . 2. тест на относительную дисперсию. , ?APOSTERIORY – после обработки, ?APRIORY – предполагаемая точность. K?1 — оценка точности адекватна, К>1 – ожидания не оправдались. Ratoo и К характеризуют внутреннюю точность измерений. 3. анализ невязок в замкнутых фигурах. vX=??x, vY=??y, vZ=??z, vE=??E, vN=??N, vH=??H – невязки координат в замкнутых фигурах, (x, y, z) – прямоугольная экваториальная система координат, (E, M, H) – горизонтальная система координат. — общая невязка по замкнутой фигуре, , где mEN – паспортная точность прибора для определения координат в плане, mH – паспортная точность прибора для определения координат по высоте. Анализ невязок в замкнутых фигурах позволяет выявить погрешности центрирования и измерения высоты антенн.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *