Сравните преимущества и ограничения спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС для высокоточного позиционирования в высоких широтах и горной местности и предложите оптимальную стратегию наблюдений для реализации проектных работ в таких условиях

10 Окт в 13:42
2 +1
0
Ответы
1

Ниже — сжатое, но практично ориентированное сравнение GPS и ГЛОНАСС для высокоточного позиционирования в высоких широтах и в горной местности, и конкретные рекомендации по организации наблюдений для проектных работ в таких условиях.

Краткое сравнение GPS vs ГЛОНАСС практическиепреимущества/ограниченияпрактические преимущества/ограниченияпрактическиепреимущества/ограничения

Орбиты и покрытиеGPS: наклонение орбит ≈ 55°. Хорошо работает в умеренных широтах; на очень высоких широтах полярныерегионыполярные регионыполярныерегионы видимость спутников ухудшается.ГЛОНАСС: наклонение ≈ 64.8°. Лучше покрытие и распределение спутников в высоких широтах — преимущество для Арктики/северных районов.Геометрия PDOPPDOPPDOP и количествоМногосозвездная схема GPS+ГЛОНАССGPS+ГЛОНАССGPS+ГЛОНАСС обычно улучшает геометрию, уменьшает PDOP и ускоряет схождение RTK/PPP. В особенно закрытых условиях долины,узкиеперевалыдолины, узкие перевалыдолины,узкиеперевалы каждый дополнительный спутник критичен.Сигналы и помехиОба поддерживают двух- и трёхчастотные решения современныеприёмо−передатчики:L1/L2/L5;ГЛОНАСС—G1/G2иновыесигналыCDMAсовременные приёмо-передатчики: L1/L2/L5; ГЛОНАСС — G1/G2 и новые сигналы CDMAсовременныеприёмопередатчики:L1/L2/L5;ГЛОНАССG1/G2иновыесигналыCDMA. Двойная частота — обязательна для коррекции ионосферной задержки.На высоких широтах вероятны ионосферные эффекты и всплески auroralscintillationauroral scintillationauroralscintillation — могут вызывать прерывания и циклические срывы; важно многоканальное приёмо-оборудование и контроль цикловых срывов.Обработка и привязкаМежсистемные смещения времени/фаз и системы отсчёта WGS84vsPZ‑90WGS84 vs PZ‑90WGS84vsPZ‑90 должны корректно учитываться; современные приёмники и ПО делают это автоматически, но при постобработке нужно убедиться в целостности моделей.Практические выводыВ высоких широтах: ГЛОНАСС даёт ощутимое преимущество; оптимально — комбинация GPS+ГЛОНАСС+Galileo+BeiDou.В горной местности: множественные системы дают больше шансов получить достаточное число видимых спутников, но блокировка и мультипуть остаются главной проблемой — улучшения по числу систем лишь частично решают проблему.

Основные ограничения в высоких широтах и горах

Низкий угол горизонта и частичные блокировки склоны,скалысклоны, скалысклоны,скалы → плохая геометрия, большие PDOP.Мультипуть отраженияотскал/зданийотражения от скал/зданийотраженияотскал/зданий → систематические ошибки, ухудшение SNR.Частые циклические срывы на фоне ионосферных возмущений особеннонавысокихширотахособенно на высоких широтахособеннонавысокихширотах.Нестабильная тропосферная задержка в горной местности локальныеизменениявлажности,перепадывысотлокальные изменения влажности, перепады высотлокальныеизменениявлажности,перепадывысот.Ограниченный доступ к CORS/сотовой связности в удалённых районах → сложности с RTK/RTN.

Оптимальная стратегия наблюдений практическаярекомендацияпрактическая рекомендацияпрактическаярекомендация A. Оборудование

Многочастотный много-констелляционный GNSS‑приёмник поддержкаGPS+GLONASS+Galileo+BeiDouподдержка GPS+GLONASS+Galileo+BeiDouподдержкаGPS+GLONASS+Galileo+BeiDou, возможность логирования L1/L2 иL5приналичиии L5 при наличиииL5приналичии.Антенна с низким мультипутом: choke‑ring или хорошая фазовая антенна с нижним поглощением, правильный кабель и крепление.Высокая точность измерения высоты антенны штатив/фиксаторштатив/фиксаторштатив/фиксатор — важна для проектных работ.Если нужна реальная/оперативная точность: мобильный модем/RTK-модем для подключения к сети RTN, либо плотно расположенные локальные базовые станции.

B. Настройки приёма и слежения

Включить все доступные системы включаяGLONASSвключая GLONASSвключаяGLONASS — это повышает шансы на достаточное количество спутников.Элевационная маска: 5–15°. Рекомендация:
В открытой местности/высокий пункт наблюдения — 10–15° уменьшаетмультипутьуменьшает мультипутьуменьшаетмультипуть.В горах/узких долинах, если иначе не хватает спутников — снизить до 5° цена—большемультипуть/атмосферныхошибокцена — больше мультипуть/атмосферных ошибокценабольшемультипуть/атмосферныхошибок.SNR и фильтры: устанавливать порог SNR например30dB‑Hzнапример 30 dB‑Hzнапример30dBHz чтобы исключать слабые/за шумом треки, и активировать автоматическое обнаружение и исправление циклических срывов.Логирование полной сырой информации RINEX,L1/L2/L5RINEX, L1/L2/L5RINEX,L1/L2/L5 для постобработки.

C. Тип измерений и длительности

RTK/RTN реальномвремениреальном времениреальномвремени — оптимально, если есть стабильный базовый сигнал и линия визирования до базовой станции (<10–20 км для надежности точечных работ). Для гор: стремиться к короче базам (<5–10 км) и размещению базы на возвышении.Статическое постобработкапостобработкапостобработка — приоритет для контрольных пунктов/геодезической привязки:
Простая статическая съёмка для 1–2 см: минимум 30–60 минут при благоприятных условиях.Сложные условия узкиедолины,серьёзныеблокировкиилисильныймультипутьузкие долины, серьёзные блокировки или сильный мультипутьузкиедолины,серьёзныеблокировкиилисильныймультипуть: 2–6 часов, при необходимости разбивать и повторять наблюдения в разное время суток для лучшей геометрии.Stop-and-go / kinematic длятрасс/линийдля трасс/линийдлятрасс/линий: увеличьте длительность точки на остановке например30–120сиболеенапример 30–120 с и болеенапример30–120сиболее, контролируйте количество спутников и цикловых срывов.PPP: возможен, но требует длительного схождения десяткиминут—часыдесятки минут — часыдесяткиминутчасы до сантиметровой точности; PPP‑RTK/PPP-AR сервисы могут ускорить схождение, но часто требуют платного доступа.

D. Размещение баз и планирование

Базовые станции ставьте на максимально открытых, возвышенных и стабильных площадках вершины,гребнивершины, гребнивершины,гребни, чтобы обеспечить наилучшую видимость.Перед полевыми работами стройте «видимость спутников» skyplotskyplotskyplot для предполагаемых точек в планируемое время; подбирайте время с минимальным PDOP.В гористой местности полезно иметь один резервный базовый приёмник на другом направлении, чтобы при частичной блокировке переключиться.Для сети контроля/проектов: использовать ближайшие CORS, но критически оценить их высоту/положение относительно проекта должныбытьвидимыотрабочейзоныдолжны быть видимы от рабочей зоныдолжныбытьвидимыотрабочейзоны.

E. Обработка и модели

Всегда использовать двойные частоты для подавления ионосферной ошибки; в постобработке — точные эфемериды и часы IGSIGSIGS для максимальной точности.Оценивать и/или аппроксимировать тропосферный затух запросить/использоватьлокальныеметео‑данные;моделиSaastamoinen,VMF1ит.д.запросить/использовать локальные метео‑данные; модели Saastamoinen, VMF1 и т.д.запросить/использоватьлокальныеметеоданные;моделиSaastamoinen,VMF1ит.д., при статической обработке — решать ZTD как параметр.Учитывать системы отсчёта: при комбинировании GPS+GLONASS сверяйте привязку координат WGS84/PZ‑90WGS84 / PZ‑90WGS84/PZ‑90 и применяйте трансформации при необходимости.Проводить QA: проверять циклические срывы, остатки, временную стабильность решений.

Практические рекомендации «чек‑лист» для полевых работ

Оборудование: многоконстелляционный приёмник + choke‑ring антенна + запасной блок/аккумуляторы + метео‑датчик повозможностипо возможностиповозможности.Перед съёмкой: проверить обновления прошивки, калибровку антенны, настроить логгер на L1/L2/L5, включить все системы.Планировать наблюдения на периоды с наилучшим PDOP ПОПОПО, избегать активных геомагнитных бурь если возможно.Для контрольных точек — при статике 1–4 часа в сложной местности; при RTK — держать базу на видимой от рабочей зоны возвышенности и сократить базу.Записывать полевые заметки: окружение пункта, ориентиры, возможные источники мультипута, погодные условия.После полевых работ: загрузить и проверить RINEX, проверить целостность, сделать первичную постобработку и сравнить с ожидаемыми остатками/прецизионностью.

Заключение — что оптимально для проектных работ в высоких широтах и горах

Комбинировать системы: GPS+ГЛОНАСС иповозможностиGalileo/BeiDouи по возможности Galileo/BeiDouиповозможностиGalileo/BeiDou. ГЛОНАСС важен в высоких широтах.Использовать многочастотную аппаратуру и качественную антенну для борьбы с ионосферой и мультипутем.Для оперативных работ — сеть RTK/RTN с короткими базами и базовыми станциями на возвышениях; для контрольной геодезии — статическая съёмка длительностью от 30 минут до нескольких часов в зависимости от условий.В трудных условиях узкиедолины,плохаявидимостьузкие долины, плохая видимостьузкиедолины,плохаявидимость: планировать повторные измерения в разное время суток, иметь резервные базы и логировать полноформатные данные для постобработки.

Если хотите, могу:

рассчитать примерную рекомендованную длительность статической съёмки и маску по элевации для конкретной площадки пришлитекоординаты/описаниепришлите координаты/описаниепришлитекоординаты/описание;предложить конкретные настройки приёмника порогSNR,частоты,форматылоговпорог SNR, частоты, форматы логовпорогSNR,частоты,форматылогов для вашей аппаратуры.
10 Окт в 17:44
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир