Супутникова навігаційна система Trimble 5700
У роботі було використано супутникові навігаційні системи фірми Trimble. Це двочастотні приймачі серії 5700. Робота була виконана як «static».
Високоточна GPS антена Zephyr характеризується вкрай низьким рівнем перевідображення сигналу, можливістю стеження за супутниковим сигналом з екстремально низьким значенням висоти над горизонтом і має точність точного позиціонування фазового центру. Такий високий рівень стійкості до перешкод був досягнутий завдяки застосуванню композитних матеріалів схожих на американські військові, що використовуються в літакобудуванні. До того ж, при рівні якості антена має компактнішу форму.
Технічні характеристики двочастотного GPS приймача Trimble 5700
 |
| Параметр | Значення |
| Вимірювання | 24 канали для L1 C/A коду, фази несучої L1/L2 повного циклу, WAAS/EGNOS |
| Точність при диференціальній GPS зйомці | СКО у плані 0,25 м + 1 мм/км СКО за висотою 0,50 м + 1 мм/км |
| Точність при статичній зйомці | СКО у плані 5 мм + 0,5 мм/км СКО за висотою 5 мм + 1 мм/км |
| Точність при кінематичній зйомці | СКО у плані 10 мм + 1 мм/км СКО за висотою 20 мм + 1 мм/км |
| живлення | вхід 10,5 до 28 У пост. струму із захистом від перенапруги |
| Споживання енергії | 2,5 Вт |
| Батарея | близько 10 годин при постобробці |
| Вага батареї | 0,1 кг |
| Зарядний пристрій | внутрішнє із зовнішнім адаптером живлення змінного струму (відсутня необхідність у зовнішньому З/У |
| Робоча температура | Від -40 ° C до +65 ° C |
| Вологість | 100% |
| Корпус | міцний та легкий, ізольований, із магнієвого сплаву |
| Водонепроникність | IP67, занурення на глибину до 1 метра |
| Вага | 1,35 кг |
| Розміри | 14,5 см х 5,1 см х 23,9 см (ШВД) |
Особливості:
- 24-х канальний двочастотний GPS приймач з інтегрованим радіомодемом
- Об'єм пам'яті до 1 Гб
- USB порт для зв'язку з ПК
- Низьке енергоспоживання Роздільні GPS та радіоантени
- Удароміцний, водонепроникний корпус
Пристрій GPS-приймача
- Комплект складається з базового та рухомого (ровер) приймачів. База – це приймач, що у точці з відомими координатами. Ровер знаходиться у місці безпосереднього визначення координат.
- GPS-апаратура на даний момент буває трьох видів:
а)кодова, що працює за кодами;
б)одночастотна, що працює по одній частоті L1;
в) двочастотна, що працює за двома частотами L1і L2.
Мал. 3 послідовні порти
Порт 1 – Для з'єднання з контролером
Порт 2 – Для підключення до ПК
Порт 3 – Для підключення зарядного пристрою
Планування сеансів спостережень
Перш ніж приступити безпосередньо до спостережень, потрібно переконатися, що в зоні видимості приймача буде достатньо супутників, і їхнє просторове розташування в період спостережень забезпечить йому необхідну точність.
Перед початком польових робіт виконувалось планування сеансів спостережень, що проводилося у програмному продукті Planning Version 3.3. Для роботи з програмою необхідно мати файл альманаху або ефемеріду, створюваних за навігаційними повідомленнями супутників. Цей файл містить інформацію про орбіти та години всіх супутників системи, відомості про їхню працездатність. Ця інформація допомагає розрахувати оптимальні сеанси спостережень (максимальна кількість супутників, PDOP – геометричний фактор розташування ШСЗ). Дляпланування використовувалися ефемериди з «віком» до 30 діб, оскільки за час, що минув з моменту їх збору до дати спостережень, на орбітах можуть з'явитися «нові» супутники, а «старі» супутники можуть вийти з ладу або зробити орбітальний маневр.
З програми було отримано три види інформації:
1) Діаграма небесної сфери із траєкторіями супутників без перешкод на різні періоди робочого дня;
Мал. 4 Графік небесної сфери
2) Графік кількості доступних супутників. На осі Х показано кількість супутників, на осі У час;
Мал. 5 Видимість супутників
3) Графік геометричних факторів, DOP-коефіцієнт втрати точності результатів:
GDOP-геометричний фактор втрати точності координат через помилки часу та геометрії використовуваного сузір'я супутників та користувача;
PDOP - геометричний фактор розташування ШСЗ;
HDOP-коефіцієнт втрати точності у плані;
VDOP-коефіцієнт втрати точності за висотою;
TDOP - показник втрати точності позиціонування, обумовленої точністю синхронізації.
Максимальне значення DOP не повинно перевищувати 7
З аналізу отриманої інформації робиться висновок про можливість спостережень на станції. Спостерігач може підібрати кут відсічки по висоті (елеваційна маска), що забезпечує достатню кількість супутників або проміжки часу з необхідною кількістю супутників.
Польові роботи
Перед початком польових вимірюваньпроводиться перевірка апаратури. Для вимірів GPS достатньо перевірити круглий рівень трипода, за допомогою якого антена встановлюється над центром знака. Візирна вісь центру при виведеному на середину бульбашці рівня повинна збігатися звертикальною лінією.
Обов'язкові операції перед виїздом у поле – перевірка доступного обсягу пам'яті приймача, заряджання акумуляторів. Наперед перевірити комплектацію приймачів, справність штативів, наявність перехідників.
Прибувши на точку, потрібно виконати таке:
- Встановити приймач над маркою
Мал. 7 центрування над маркою
- Виміряти висоту антени.Без знання висоти антени неможливо дати точний вектор базової лінії. Вимірювалася висота до низу кріплення антени.
Мал. 8 Способи вимірювання антени
h1 – справжня висота до низу кріплення антени;
h' – похила висота від центру знака до низу кріплення антени;
∆h - зміщення вертикалі точки, від якої вимірюється висота антени щодо її фазового центру;
L – відстань від центру до краю антени;
F – положення фазового центру антени.
Мал. 9 похильна висота від центру знака до низу кріплення антени
- Контролювати роботу приймача під час вимірювань.Рекомендується перевіряти приймач кожні 15 хвилин. Контролюється його стан, обсяг пам'яті, що залишилася, енергоресурсів, наявність зривів циклів, кількість супутників, поточні геометричні фактори.
- Вимкнути приймач.Зупиняти зйомку потрібно тоді, коли зібрана достатня кількість даних. Якщо приймач є базою, то вимикати його слід тоді, коли на всіх станціях зроблено виміри.
Існує два методи вимірювання абсолютний та відносний.
Абсолютним методом, досягається точність одноразового визначення координат з точністю порядку 1-15м. Проте вищу точністьможна отримати при одночасних спостереженнях супутників кількома приймачами фазових вимірів. При такій методиці спостережень один із приймачів зазвичай розташовується в пункті з відомими координатами. Тоді становище решти приймачів можна визначити щодо першого приймача з точністю кілька міліметрів. Цей метод GPS отримав назвувідносного методу.І саме цей метод був використаний для реконструкції пунктів на навчальному полігоні НТГіК. Для контролю вимірювань повторюються вимірювання з іншим положенням бази.
Принципом визначення координат приймача GPS є обчислення відстані від нього до декількох супутників, розташування яких вважається відомим. Були використані супутники американської системи Navstar(Navigation System by Taiming and Ranging).
Групою АФГ-41 було виміряно такі пункти ГГС:.5741, 8096, 8183, 9583, azs, kosmatiha, studenchiskij, trehgran, ussr
Для базової станції був використаний пункт ГГС 3 класу svetliy.