Precizia măsurătorilor GPS
Precizia măsurătorilor GPS variază de la 1 centimetru la mai mult de 15 metri, în funcție de echipamentul utilizat, de tehnicile de prelucrare a datelor și de alți factori. În plus, precizia datelor obținute este influențată de experiența dvs. și de cunoștințele de bază ale lucrului cu sistemele GPS.
Amintiți-vă că precizia determinării coordonatelor planificate la utilizarea GPS este de obicei 2-5 mai mare decât altitudinea, indiferent de locația de pe suprafața Pământului. Dacă utilizați hardware și software (SW), oferind planul coordonatele precizie de aproximativ 1 cm, precizia înălțime va fi de 2-5 cm. Acesta poate fi un factor decisiv atunci când utilizați echipamentul cu o precizie de coordonate plane de 2-5 metri. În acest caz, precizia determinării înălțimii poate fi mai slabă decât zeci de metri.
În această secțiune veți găsi informații despre cum să obțineți acuratețea maximă posibilă de la echipamentul GPS.
Alegerea echipamentului depinde direct de precizia pe care trebuie să o obțineți.
- Aplicații de cod C / A (aplicație civilă). utilizând informațiile conținute în semnalul satelit pentru a calcula locația obiectului;
- de fază. care utilizează semnalul radio pentru a calcula locația obiectului.
Aceste două metode de procesare nu se exclud reciproc. Anumiți receptori de cod C / A pot efectua procesarea limitată a fazelor și toți receptoarele de fază pot calcula pozițiile pe baza măsurătorilor de cod. Fără prelucrare diferențială, ambele tipuri de receptoare pot calcula numai pozițiile bazate pe măsurători de cod. Dacă Departamentul Apărării al SUA nu lansează programul Disponibilitate selectivă (S / A), atunci precizia locației este de la 2 la 5 metri. Mai multe informații despre modul de acces selectiv pot fi găsite aici.
Receptoare de cod C / A
Receptoarele Trimble GPS utilizate pentru cartografiere și aplicațiile GIS utilizează metoda de măsurare a semnalului C / A (Coarse / Acquisition). Precizia acestor receptoare este în intervalul de la decimetru la 5 metri (cu corecție diferențială).
Receptoarele de cod nu trebuie să capteze în mod continuu semnale de la sateliți pentru a calcula locația. Acest lucru permite ca echipamentul să funcționeze în zone cu clădiri puternice și în locuri cu vizibilitate redusă, de exemplu, sub copaci.
Receptoare de faze
Echipamentele folosite de Trimble pentru supravegherea teritoriului și dezvoltarea rețelelor geodezice funcționează cu faza semnalului purtător. Metodele de procesare a fazei semnalului purtător necesită ca mai mulți receptoare să funcționeze simultan. De obicei, aceste receptoare au o precizie de până la 1 cm + 1 mm la o distanță de 1 km între ele. Această distanță este denumită de obicei lungimea liniei de bază. Receptoarele de fază au cerințe mai stricte pentru postprocesare și colectare de date. Dacă lucrarea este realizată în mod cinematic, receptoarele trebuie să capteze continuu semnalul de la cel puțin 4 sateliți pentru a calcula locația obiectului. Receptoarele de fază necesită un semnal direct de la satelit.
Număr de canale
Sunt necesari cel puțin patru sateliți GPS pentru a determina coordonatele spațiale exacte.
Notă: coordonatele GPS pot fi obținute prin măsurători de la 3 sateliți dacă cunoașteți altitudinea exactă. Cu toate acestea, dacă înălțimea (deasupra elipsoidului WGS-84) nu este cunoscută cu precizie, erorile din coordonatele planului definite vor fi de aceeași ordine ca și pentru altitudine. Această metodă este cunoscută drept calculul coordonatelor GPS planificate (2D). Planificate coordonatele GPS (2D) au de obicei erori mari din cauza unor probleme în determinarea altitudinii exacte.
Receptoarele GPS cu un singur canal trebuie să capteze în mod secvențial fiecare satelit GPS. Acest canal realizează atât urmărirea sateliților, cât și transferul informațiilor tehnice privind starea satelitului și a sistemului în ansamblu. Receptoarele GPS multiple canale utilizează mai multe canale pentru a urmări mai multe sateliți simultan.
Receptoarele GPS multiple canale funcționează mai eficient decât receptoarele cu un singur canal. În condiții ideale, cu un / Un receptor de cod C, situat în permanență atunci când nu există obstacole în calea închiderii vizibilitatea sateliților, reflecții multipath sau alți factori reduce precizia, diferența este aproape imperceptibilă. Cu toate acestea, în condiții reale, atunci când receptorul se mișcă sau semnalul de la sateliți poate fi întrerupt, receptoarele cu un număr mare de canale vor funcționa mai bine. Trebuie să aveți cel puțin un receptor GPS cu 4 canale pentru a efectua lucrări de înaltă precizie folosind măsurători de fază. Acest lucru se datorează faptului că receptorul de fază necesită un canal per satelit pentru a efectua măsurători.
Receptoarele Trimble folosite ca dispozitive mobile pot urmări cel puțin 8 sateliți simultan. Acest lucru este mai mult decât suficient pentru majoritatea aplicațiilor. La momentul deplasării sau la determinarea coordonatelor obiectelor fixe pe teren, sunt necesare cel puțin 4 sateliți pentru a calcula locația.
În prezent, Trimble produce pentru receptoare de receptoare de geodezie și cartografie 9-12 canale, care pot monitoriza continuu și simultan numărul maxim de sateliți.
Receptoarele C / A și P-cod
Sateliții GPS transmit două coduri pe același transportator. Receptoare pentru aplicații GIS și cartografiere. Ca majoritatea receptoarelor GPS civile, folosiți un cod C / A grosier. Sateliții GPS transmit, de asemenea, codul exact (codul P). Majoritatea receptoarelor militare ale armatei americane și ale aliaților lor utilizează codul P. Anumiți receptori civili pentru topografie topografică și crearea rețelelor coloana vertebrală pot utiliza codul P în plus față de codul C / A.
Codul P este puțin mai precis, dar este folosit de utilizatori militari. Când codul P este criptat (așa-numitul cod Y), receptoarele armate au capacitatea de a decoda semnalul. Această criptare a semnalului se numește și Anti-Spoofing (A / S) și este utilizată atunci când Departamentul Apărării al Statelor Unite consideră necesară asigurarea securității SUA.
Trimble produce mai multe tipuri de configurații ale unităților TSC1 pentru utilizarea cu diferite tipuri de receptoare GPS. Ele diferă în funcție de funcționalitate și de cantitatea de memorie internă. Alegerea unității nu afectează acuratețea datelor primite. Pentru fiecare tip de lucrare există o configurație optimă care asigură cea mai mare eficiență. Alegerea dvs. depinde dacă aveți nevoie de informații detaliate despre atribute, de obiectele pe care le veți înregistra într-o singură zi lucrătoare și în ce condiții de mediu trebuie să efectuați măsurători.
Ca rezultat al accesului selectiv, valorile locației, vitezei și timpului sunt obținute cu erori mai mari decât fără. Dacă S / A este inactiv și nu se aplică tehnica de corecție diferențială, precizia coordonatelor planificate folosind un receptor cod unic de frecvență (de exemplu, seria Pathfinder) va fi de aproximativ 2,5 metri (95%). Și cu S / A activat, precizia coordonatelor planificate cu același receptor va fi de aproximativ 100 de metri (cu o probabilitate de 95%). Precizia marcajelor de altitudine este declarată la un nivel de 10 metri (cu o probabilitate de 95%).
Criptarea semnalului (Anti-Spoofing)
A / S este criptarea intenționată a codului P al semnalului satelit. Când codul P este criptat, acesta devine așa-numitul cod Y. Se introduce o criptare pentru a se asigura că receptorul cu frecvență dublă nu este capabil să determine întârzierea ionosferică în timp real. În plus, măsurătorile cu codul P sunt mai puțin zgomotoase și mai puțin sensibile la interferențe, astfel încât închiderea accesului la codul P face ca rezolvarea problemei de determinare a coordonatelor să fie mai accentuată. Receptoarele cartgrafice Trimble nu utilizează codul P, deci pentru ei acest factor nu este important. Cu toate acestea, receptoarele geodezice de înaltă precizie folosesc de obicei codul P.
Performanța sateliților (sateliți "de sănătate" sau sănătate prin satelit)
De obicei, sateliții transmit semnale despre operabilitatea lor. Din când în când, apare o notificare care indică inoperabilitatea oricărui satelit. Cu toate acestea, acest lucru se întâmplă rar. Receptoarele GPS vor ignora semnalul transmis de satelitul "nesănătoase". Transferul unui satelit într-un mod inoperant este de obicei efectuat de segmentul de sol al sateliților de urmărire din următoarele motive:
- Când se efectuează operația de ieșire pe orbita calculată în timpul lansării satelitului. În această perioadă, parametrii satelitului sunt testați pentru a determina modelul exact al orbitei navei spațiale și a scalei de timp la bord.
- Întreținerea periodică, de exemplu, corectarea standardului de frecvență (timp) pe orbită și cesiu (rubidiu).
- Perioadele de testare speciale înainte de a intra în satelit într-o constelație de lucru.
- Perioadele de recuperare a operabilității satelitului după depanarea în sistemele la bord.
Informațiile despre starea tuturor sateliților sunt incluse în almanahul transmis fiecărui satelit. Datele almanacului sunt actualizate zilnic și transmise de la fiecare satelit la aproximativ 12,5 minute.
În cazul în care receptorul GPS a primit almanah, care conține informații cu privire la ceea ce un satelit sau „nesănătoase“, receptorul nu va urmări și primi date de la satelit la inoperantă până almanah nu va fi actualizat. Chiar dacă satelitul revine la starea de lucru, receptorul va începe să utilizeze datele sale, numai după ce informațiile respective vor apărea în noul almanah. Receptorul GPS urmărește automat aceste modificări și efectuează actualizări după cum este necesar.
Deși receptorul dvs. GPS nu utilizează, de obicei, semnalul de la un satelit "nesăbuit", este posibil să nu luați acest lucru în considerare atunci când planificați măsurători GPS în scopul previziunilor. În acest caz, puteți utiliza informațiile din satelitul "nesănat" sau puteți ignora satelitul "sănătos". Dacă ați ignorat indicația că satelitul este "nesănătos", atunci programul de planificare a sateliților va presupune că satelitul este "sănătos". Dacă ați ignorat indicația că satelitul este "nesănat" în software-ul stației de bază, mesajul va fi ignorat, iar datele de satelit vor fi înregistrate în fișierul de bază.
Disponibilitatea sateliților din "constelația" GPS
Receptorul GPS recepționează implicit informații de la toți sateliții. Aceasta înseamnă că ele sunt utilizate în toate calculele (cu condiția să fie "sănătoase"). Unele receptoare GPS Trimble vă permit să dezactivați sateliții "sănătoși". După aceasta, receptorul nu va primi un semnal de la acești sateliți.
Atenție vă rog! Nu va trebui niciodată să dezactivați sateliții "sănătoși". Acest lucru poate fi util, de exemplu, în scopuri științifice, pentru a "forța" receptorul să lucreze cu o anumită configurație a constelației de sateliți GPS.
Valoarea corectitudinii măsurării distanței de la satelit la utilizator (URA sau Precizia intervalului de utilizare)
Valoarea de precizie a măsurării distanței de la satelit la utilizator (URA) este inclusă în semnalul de satelit. Această valoare caracterizează precizia măsurătorilor de la un anumit satelit. URA pentru fiecare navă spațială este de obicei afișată pe ecranul receptorului (seria 4000) sau pe controlerul (TSC1). Dacă valoarea URA este mai mare de 30, este probabil ca modul de acces selectiv (S / A) să fie activat pe satelit.
Antena Aranjament
Semnalul GPS prin satelit poate fi recepționat din orice direcție. Pentru rezultate optime, antena trebuie instalată într-o zonă cu suprafața maximă deschisă a cerului (până la orizont). O cantitate mică de apă sau zăpadă nu afectează calitatea recepției semnalului. Suprafețele metalice, clădirile, coroanele dense de copaci etc. blochează semnalul. Transmițătorii puternici (în special în domeniul cuptorului cu microunde) pot distorsiona semnalul GPS. În timpul funcționării, ar trebui să încercați să evitați zone prin care radiațiile cu microunde focalizate sau locurile în apropierea radarelor de mare putere care emit la frecvențe radio aproape de valori multiple ale semnalului de frecvență L1 (1575 MHz).
Antena stației de bază trebuie amplasată în locuri cu orizontul cel mai deschis. Dacă, de exemplu, stația de bază este situată într-o zonă puternic construită, receptorul mobil poate captura satelitul invizibil de la stația de bază. În acest caz, acest satelit nu poate fi folosit pentru corecția diferențială, deoarece sunt necesare observații simultane de la 2 receptoare GPS. Este mult mai dificil să creați condiții ideale de observare pentru un receptor mobil. Încercați să asigurați cerul deschis maxim în timpul fotografierii. Nu stați lângă clădiri înalte. Când lucrați în pădure, încercați să luați antena la un metru sau doi deasupra coroanelor copacilor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: