Понятие о спутниковых навигационных системах

В настоящее время для решения многих геодезических задач можно использовать не только неподвижные пункты ГГС, но и подвижные пункты, координаты которых на любой момент времени могут быть определены – искусственные спутники Земли (ИСЗ). Входящие в навигационную спутниковую систему ИСЗ размещены на околоземных орбитах таким образом, что из любой точки на поверхности Земли одновременно можно наблюдать не менее четырех из них.

Каждый спутник непрерывно посылает на Землю навигационное сообщение (сигналы времени и данные о параметрах своей орбиты). Пользователи могут принимать эти сигналы на специальную портативную станцию, объединяющую радиоприемник, компьютер и кварцевые часы. Сравнение показаний часов станции и сигналов ИСЗ позволяет найти время распространения сигнала от ИСЗ до станции, а следовательно, расстояние между ними в некоторый момент времени.

Пусть наблюдатель в момент Т₀ принял сообщение спутника S₁. Рассчитав расстояние R₁ и координаты ИСЗ на этот момент, можно сказать, что наблюдатель находится на сфере с радиусом R₁ и центром в точке S₁. Приняв и обработав сообщение спутника S₂, можно сделать вывод, что наблюдатель в момент Т₀ находился и на сфере с

 радиусом R₂ и центром в точке S₂. Тогда область возможного местоположения наблюдателя сужается до окружности – линии пересечения этих сфер (рис.4.1). Прием сообщения спутника S₃ сужает эту область всего до двух точек – пересечения указанной окружности со сферой радиуса R₃ и центром в точке S₃ (рис.4.2). Одна из точек по очевидным соображениям отбраковывается – например, она расположена на большой высоте над поверхностью Земли.

Описанная схема определения местоположения наблюдателя является сильно упрощенной. По некоторым причинам для определения своего точного местоположения необходимо принять сообщения не менее чем четырех спутников.

Для контроля параметров орбиты и хода бортовых часов спутников существуют наземные станции слежения (рис.4.3). Главная станция контроля обрабатывает полученную от них информацию и через сеть наземных антенн передает на каждый спутник обновленное навигационное сообщение.

 

До 2004 год в мире существовали две навигационные спутниковые системы: российская - ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) и США – NAVSTAR GPS (NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning System). В 2004 году начала действовать китайская национальная система, а к 2008 году вступит в строй европейская система «Галилео».

Существующие приемные станции (которые обычно называют GPS-приемниками) позволяют определить свое местоположение в любой используемой в геодезии системе координат с абсолютной погрешностью от 5 мм (профессиональные приемники) до 15-20 м (карманные приемники).

УГЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Угловые измерения (измерения горизонтальных и вертикальных углов) необходимы при создании ГГС, для выполнения топографических съемок местности и решении многих геодезических задач при строи­тельстве инженерных сооружений Точность измерения углов характе­ризуется их средней квадратической погрешностью. Для знакомства с приборами, применяемыми.в угловых измерениях, целесообразно вначале изучить отдельные их части.