Кратко — сравнение преимуществ и ограничений спутниковых (GPS/ГЛОНАСС/Галилео) и классических трилатерационно/триангуляционных сетей для опорных пунктов в горной местности.
Спутниковые методы — преимущества
- Привязка к глобальной гео-референсной системе, прямая реализация единой системы координат (возможность связать сеть с национальной/всемирной сетью).
- Доступность в труднодоступных районах при открытом небу; быстрое развертывание пунктов без межвидимых линий.
- Высокая относительная точность при статической фазовой обработке и многодневных наблюдениях: типично горизонтальная точность для относительных статических обработок $\sim 1\text{–}10\mathrm{mm}$ на коротких базах, вертикальная хуже; в RTK/RTN режимах типично $\sim 1\text{–}3\mathrm{cm}$ гор./$2\text{–}5\mathrm{cm}$ верт.
- Мультиконстелляция (GPS+GLONASS+Galileo) повышает число доступных спутников и уменьшает GDOP в тесных долинах/ложбинах.
- Удобно для сетей большой протяжённости и для мониторинга деформаций с привязкой координиров.
Спутниковые методы — ограничения
- Блокирование спутников рельефом, зеркальные отражения и многолучевость (multipath) в узких каньонах и у скал снижают качество и приводят к систематике.
- GDOP и геометрия видимости ухудшаются в горной местности; влияние выражается в повышении погрешности: ${\sigma }_p\approx {\sigma }_{obs}\sqrt{GDOP}$.
- Для достижения сантиметровой точности часто нужны продолжительные сессии (часы/сутки) или близкие базовые станции; на длинных базах возрастает ошибки и требуется модели искажений (ионосфера/орбиты).
- Вертикальная точность обычно хуже горизонтальной (несколько раз).
- Необходима опора на точные эпhemerиды/модели (PPP/сеть) для долговременной репрезентативности.
Классические трилатерация/триангуляция (углы + EDM) — преимущества
- Высокая точность локально при хорошей межвидимости: угловые измерения соотв. теоретически дают очень высокую относительную точность; EDM даёт очень точные измерения расстояний на видимых линиях (типично ошибка измерения расстояния $\sim 1\text{–}3\mathrm{mm}+1\mathrm{ppm}$).
- Меньше зависимость от атмосферических и спутниковых условий; при хорошей видимости и стабильных пунктах достигается сантиметровая/мм-уровневая точность.
- Надёжная работа в узких долинах и под закрытым небом, где GNSS недоступен.
- Прямая внутренняя избыточность и точечная сеть легко контролируется геометрически и нивелируется.
Классические методы — ограничения
- Требуют межвидимости пунктов, что в горах часто невозможно или очень дорого (высотные подъемы/козлы/высокие пирамиды).
- Логистика и время полевых работ сильно выше; установка и поддержание пунктов на склонах — дорого и опасно.
- Привязка к глобальной системе координат требует дополнительно GNSS-замыканий.
- При большой протяжённости сети накопление ошибок привязки к внешнему кадровому источнику затруднено.
Ключевые математические/практические моменты
- Относительный базис между двумя GNSS-пунктами: $\mathbf{b}={\mathbf{r}}_2-{\mathbf{r}}_1$.
- Связь ошибок наблюдений и ошибок положения при GNSS: $\mathrm{Cov}(\hat{\mathbf{x}})={\sigma }_{obs}^2(A^{\top }A{)}^{-1}$ и приближённо ${\sigma }_p\approx {\sigma }_{obs}\sqrt{GDOP}$.
- EDM: модель ошибки расстояния ${\sigma }_d={\sigma }_0+k\cdot d$ (напр., ${\sigma }_0\sim 1\text{–}3\mathrm{mm},k\sim 1\mathrm{ppm}$).
Рекомендации для горной местности (практика)
- Комбинация: использовать GNSS (многодневная статическая или RTN) для привязки к геодезической сети и для пунктов на открытых местах; классические методы (ТС+EDM, углы, нивелирование) — для локальной денсфикации, участков без спутниковой видимости и для вертикальной нити.
- В сложных рельефах применять мультиконстелляцию, многочастотные приёмники, увеличенные времена наблюдений, контроль multipath и организацию опорных станций в местах с максимальной видимостью неба.
- Для мониторинга деформаций сочетать непрерывные GNSS-станции на ключевых пунктах и регулярные скоростные тахеометрические съёмки для локальной точности.
- Обязательная проверка и регулярная выдержка связей между классической сетью и GNSS для гарантии привязки к единой системе координат.
Коротко: спутники дают глобальную привязку, скорость и доступность на открытых участках; классические методы — локальную высокую точность и работу под закрытым небом. Оптимально — гибридный подход с адаптацией методов к конкретной геометрии рельефа и требованиям по точности.