КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Кодовые и фазовые измерения
Кодовые измерения. В приемнике спутниковых сигналов, как и на спутнике, есть датчик частоты и времени, в нем также вырабатываются частоты L 1 и L 2 (в одночастотном приемнике - только L 1). Частота L 1 модулируется копиями кодов С / А и Р, частота L 2 - только кодом Р. Интервал времени между появлением на приемнике собственного кода и аналогичного кода, пришедшего от спутника, измеряют. Если бы часы приемника были точно синхронизированы с часами спутника, то формирование кодов на спутнике и в приемнике происходило бы одновременно. В этом случае измеренный интервал времени между появлениями на приемнике собственного кода и кода, пришедшего от спутника, был бы равен времени прохождения сигнала от спутника до приемника, что позволило бы вычислить расстояние до спутника. Однако показания часов спутника и приемника расходятся на некоторую величину, равную δ s – δ p, где δ s – ошибка часов спутника, δ p – ошибка часов приемника. Поэтому измеренное расстояние R существенно отличается от верного и носит название – псевдорасстояние. Допустим, что ионо- и тропосферная задержки сигнала учтены путем введения соответствующих поправок. Тогда измеренное псевдорасстояние от пункта p до спутника s в эпоху (момент времени) t может быть представлено уравнением , где Xs (t), Ys (t), Zs (t) – координаты спутника в эпоху t; Xp, Yp, Zp – определяемые координаты приемника; c – скорость света. Информация о часах спутника передается в составе навигационного сообщения, что дает возможность вычислить ошибку часов спутника на эпоху t и учесть ее. Таким образом, для псевдорасстояния имеем уравнение . (10.1) Неизвестными величинами здесь являются Xp, Yp, Zp,δ p (t). Для определения четырех неизвестных необходимо иметь не менее четырех уравнений, то есть в одну эпоху необходимо измерить псевдорасстояния не менее, чем до четырех спутников.
координаты определяются по результатам кодовых измерений с точностью около 3 м. Для повышения точности пользуются дифференциальным методом. На контрольном пункте с известными координатами устанавливают приемник спутниковых сигналов и, определив его координаты по спутникам, вычисляют расстояния до спутников. Сравнив эти расстояния с вычисленными по известным координатам, определяют поправки и по радио сообщают их потребителям. Поправками исправляют псевдорасстояния, измеряемые потребителями, при этом ошибки определения места относительно контрольного пункта не превышают 1 м. Кодовые измерения применяются при решении задач навигации. В геодезических работах кодовые измерения играют вспомогательную роль – служат для определения приближенных координат пунктов сети. Фазовые измерения. Точные геодезические измерения выполняют на несущих частотах L 1 и L 2 (в одночастотных приемниках – только на частоте L 1). При этом измеряют разности фаз между колебаниями, принятыми от спутника, и колебаниями такой же частоты, выработанными в приемнике. Обозначим: – фазу частоты , поступившей на приемник в эпоху t от спутника s; – фазу собственной такой же частоты приемника в ту же эпоху. Для указанных фаз справедливы уравнения: Здесь r – расстояние от спутника до приемника; с – скорость света; – время, затраченное на путь сигнала от спутника до приемника; – ошибка часов спутника; – ошибка часов приемника. Вычитая из первого фазового уравнения второе, получаем фазовое уравнение измеряемой разности фаз : . Перепишем его так: . Умножим уравнение на длину волны и учтем, что , где T – период колебаний. Получим . (10.2) Представим разность фаз виде суммы двух частей:
, (10.3) где N – целое число периодов, а F – дробь. Подставляя выражение (10.3) в (10.2), напишем: . (10.4) Расстояние между спутником и приемником непрерывно изменяется, отчего изменяется и сдвиг по фазе + F. В приемнике спутниковых сигналов предусмотрено измерение непрерывно изменяющейся разности фаз F и подсчет числа переходов ее через нуль, изменяющих целое число волн в расстоянии. Это число прибавляется к измеряемой величине F, отчего суммарный сдвиг по фазе оказывается неправильной дробью, а неизвестное число N остается постоянным для всех расстояний от пункта p до спутника s. Определение целого числа N называется разрешением его неоднозначности. Учитывая изложенное, напишем уравнение измеренного сдвига по фазе сигнала, принятого от спутника s на пункте p в эпоху t: , (10.5) где ; – частота излучения. Для ns спутников, nt эпох и одной точки p число измерений, а значит, и число уравнений (10.5) будет равно nsnt. Неизвестными в такой системе уравнений являются три координаты приемника (Xp, Yp, Zp),а также ns чисел неоднозначности и nt смещений часов приемника. Разности фаз измеряют с высокой точностью, соответствующей долям миллиметра. Однако вычислить решением системы уравнений (10.5), составленных по результатам фазовых измерений, координаты приемника с указанной точностью не удается из-за ошибок орбиты, влияния ионосферы и других причин. Точность фазовых измерений реализуют, применяя метод относительного определения положения пунктов. Результаты одновременных наблюдений одного и того же спутника в двух пунктах содержат значительные, но общие, близкие по величине погрешности. Поэтому разности результатов измерений от них практически свободны и позволяют с высокой точностью определять разности координат X, Y, Z двух пунктов, то есть трехмерный вектор D X, D Y, D Z, их соединяющий. Следовательно, зная координаты X, Y, Z одного пункта, можем, определив разности координат D X, D Y, D Z до другого, вычислить и его координаты. Фазовые измерения в геодезических работах являются основными, обеспечивая возможность построения геодезических сетей высокой точности.
Дата добавления: 2015-03-29; Просмотров: 638; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |