Приборное и программное обеспечение

Спутниковых съёмок

Подсистема аппаратуры потребителей представлена различными типами приемников и программного обеспечения обработки спутниковых измерений.

Навигационная аппаратура потребителей ГЛОНАСС и NAVSTAR GPS начала разрабатываться практически с момента зарождения систем в середине 70-х годов XX века и прошла в своём развитии ряд этапов, обусловленных, главным образом, развитием элементарной базы приёмных устройств и средств обработки сигналов и данных, а также соответствующего математического обеспечения [17]. Первые образцы аппаратуры, создавались в одноканальном исполнении, весили десятки килограмм. Современные многоканальные приёмные и процессорные устройства весят на порядок меньше и основную массу устройства в целом составляют элементы конструкции [20]: антенна, блок приёма радиосигналов, микропроцессор, блок управления, блока индикации с дисплеем, запоминающее устройство; устройство связи с внешней ЭВМ, блок питания. В конкретных конструкциях спутниковых приёмников перечисленные элементы могут быть скомпонованы в один или несколько блоков.

Схематично структура геодезического спутникового приёмника представлена на рисунке 4.30 [13].

Антенный блок принимает радионавигационные сообщения от навигационных спутников. Приёмник генерирует сигнал, который сравнивается с сигналом, полученным от спутника. В измерительном блоке определяются разность фаз этих двух сигналов и кодовая задержка. Вычислительный блок проводит первичную обработку полученной информации от всех навигационных спутников в течение всего времени позиционирования и записывает её в блок памяти прибора. Управление работой всех блоков приёмника осуществляется автоматически.

На рис. 4.30 представлены две блок схемы приёмников, которые различаются применяемым режимом обработки результатов измерений [13]:

а) Если приёмник работает в режиме постобработки, то результаты измерений заносятся в блок памяти приёмника, а по завершении наблюдений передаются в компьютер для постобработки. Для передачи в компьютер приёмник имеет специальные порты подключения и кабель. При полевых работах можно к приёмнику подключить контроллер, с клавиатуры которого вносится информация о пунктах, особенностях наблюдений, высоте антенны.

б) Если приёмник работает в режиме реального времени, то подключение контроллера обязательно. Кроме того, приёмник должен иметь блок связи, по которому передаётся необходимая для обработки информация с базового пункта на определяемый. Контроллер должен быть оснащён программным обеспечением обработки в режиме RTK. Для связи используют специальные радиомодемы или каналы мобильной связи.

 

Сигнал навигационного спутника

а)

б)

Рис. 4.30. Блок схемы приёмников:

а) режим постобработки; б) режим реального времени;

1 – антенный блок; 2 – приёмник; 3 – генератор опорного сигнала;

4 – измерительный блок; 5 – блок первичной обработки; 6 – блок памяти;

7 – контроллер с программным обеспечением режима RTK;

8 – блок связи с базовой станцией

 

В современной навигационной аппаратуре потребителей спутниковых радионавигационных систем осуществляется приём сигналов навигационных космических аппаратов и дополнений, измерение временных задержек по кодам и фазам несущих, а также доплеровских сдвигов, определение на этой основе псевдодальностей и псевдоскоростей, ввод необходимых поправок, расчёт координат, времени, составляющих скоростей и скорости ухода местной шкалы времени, а также характеристик точности навигационных определений.

Типы и группы геодезических спутниковых приемников приведены в табл. 4.3 [8]. Наиболее известными производителями навигационных спутниковых систем являются [23]:

 

Таблица 4.3