SATELITARNE TECHNIKI POMIAROWE KSZTAŁCENIE ZDALNE
GiK, mgr, I rok, sem. 1 lato 2019/2020
WYKŁAD 6
poniedziałek 20.04.2020 13:15-15:00 w godzinach Lab. SIWPI
Różnicowe obserwacje pseudoodległości i fazowe.
Liniowe kombinacje obserwacji kodowych i fazowych.
NALEŻY RZETELNIE ZAPOZNAĆ SIĘ Z TREŚCIĄ WYKŁADU
EWENTUALNE PYTANIA FORMIE MAILA
WYSYŁAĆ ŚRODA 10:00-13:00 W CZASIE KONSUTLACJI krzysztof.deska@tu.koszalin.pl
MICROSOFT TEAMS
KONSUTLACJE ON-LINE ŚRODA 10:00-13:00
W EWENTUALNYCH PYTANIACH
PRZEDMIOT, NR WYKŁADU, STRONA
Na podstawie:
K. Czarnecki, Geodezja współczesna w zarysie, Wiedza i Życie/Gall, Warszawa 2000/Katowice 2010.
K. Czarnecki, Geodezja współczesna w zarysie, Wiedza i Życie/Gall, Warszawa 2000/Katowice 2010.
Równanie pseudoodległości
odległość geometryczna satelity s od odbiornika k - , błąd czasu systemu GPS -
błąd synchronizacji zegarów satelity i odbiornika - , błędy refrakcji troposferycznej - ,
błędy refrakcji jonosferycznej - , prędkość fali elektromagnetycznej - c , łączny wpływ błędów pomiarowych –
ε
r .t
s
r
trop r
ion
t
k
s
r
kNieróżnicowe równanie obserwacyjne fazy
Dotyczy ono obserwacji różnicy, ale fazy emitowanej i generowanej przez odbiornik, odnosi się do obserwacji jednego satelity przez jeden odbiornik.
W praktyce bywa, że satelita jest obserwowany w tym samym czasie przez dwa lub więcej odbiorniki, a także z reguły jeden odbiornik obserwuje jednocześnie kilka lub nawet kilkanaście satelitów.
Można więc rozpatrywać różne kombinacje tych dwóch elementarnych przypadków.
Nieróżnicowe równanie obserwacyjne fazy
- błąd zegara satelitarnego jest taki sam dla obserwacji wykonywanych przez wszystkie odbiorniki obserwujące satelitę synchronicznie,
- błąd oscylatora odbiornika GPS jest taki sam dla obserwacji wszystkich satelitów wykonanych w tym samym czasie,
- nieoznaczona, całkowita liczba cykli N dla danej pary satelita-odbiornik jest niezmienna
poprzez wszystkie epoki obserwacyjne, o ile nie nastąpiła utrata cykli fazowych (cycle slips),
- poprawki jonosferyczne i troposferyczne dla każdej z obserwacji synchronicznych mogą mieć zbliżone wartości, o ile stacje nie są zbyt odległe (do 30 km).
t
s
t
k
Dla takich przypadków, tj. gdy kilka odbiorników na danym niewielkim obszarze jednocześnie odbiera sygnał od kilku tych samych satelitów można stwierdzić, iż:
Wymienione cechy obserwacji synchronicznych sprawiają, że tworzenie kombinacji liniowych obserwacji fazowych i pseudoodległości (głównie różnic) przyniesie korzyści w postaci eliminacji, bądź osłabienia pewnych błędów systematycznych.
Można rozpatrzyć kilka podstawowych, elementarnych przypadków.
PRZYPADEK 1
Satelita (s) jest obserwowany jednocześnie, czyli synchronicznie, przez dwa odbiorniki umieszczone w punktach (k) i (l).
Pojedyncza różnicowa obserwacja :
dwie stacje – jeden satelita
Nieróżnicowe równanie obserwacyjne fazy
Różnica dwóch równań dla fazy
- Równanie pojedynczej różnicowej obserwacji fazowej
PRZYPADEK 1
Różnica dwóch równań dla pseudoodległości
- Równanie pojedynczej różnicowej obserwacji pseudoodległosci Równanie pseudoodległości
PRZYPADEK 1
Równanie pseuodległości ma w zasadzie postać ścisłą; równanie fazowe przedstawia tylko poglądowy zapis zależności i przechodząc do wielkości liniowych (
c/f=
) można je zapisać:Różnica dwóch równań dla fazy
- Równanie pojedynczej różnicowej obserwacji fazowej
- różnica odległości topocentrycznych do satelity (s) ze stacji (k)
PRZYPADEK 2
Jeden odbiornik w punkcie (k) i obserwacja dwóch satelitów (s) i (u) w tym samym czasie.
PRZYPADEK 2
Równania obserwacji różnicowych
W tym przypadku skróceniu uległy wyrazy zawierające błędy oscylatora odbiornika satelitarnego. Inne wpływy mają charakter różnicowy.
PRZYPADEK 3
Odmianę pojedynczej obserwacji różnicowej stanowi przypadek, gdy dotyczy taka obserwacja dwóch położeń s1 i s2 tego samego satelity podczas jednego przelotu.
PRZYPADEK 3 .
c
Jest to tworzenie różnic pomiędzy epokami obserwacyjnymi.
Szczególne znaczenie będą miały takie różnice w połączeniu z obserwacjami z dwóch stacji.
Różnice obserwacji pomiędzy epokami stwarzają możliwość wyznaczenia przyrostów odległości topocentrycznych satelita-odbiornik i mają one taki sam charakter jak obserwacje dopplerowskie.
Nazywa się je czasami dopplerowskimi obserwacjami w systemie GPS.
Pojedyncze różnicowe obserwacje pomiędzy różnymi epokami
PRZYPADEK 4
Podwójna różnicowa obserwacja, gdy dwa odbiorniki: (k) i (l) obserwują dwa oddalone w czasie położenia tego samego satelity podczas jednego przelotu s1 oraz s2.
PRZYPADEK 4
Równania obserwacji różnicowych są w tym przypadku pozbawione wyrazów związanych z błędami zegara satelity, a ponadto z równania różnicowego faz zniknął wyraz zawierający nieoznaczoną, całkowitą liczbę cykli N.
Podwójne różnicowe obserwacje – dwie
stacje, jeden satelita w dwóch epokach
PRZYPADEK 5
Dwie stacje (k) i (l) obserwują jednocześnie nie tylko satelitę (s), ale także satelitę (u).
PRZYPADEK 5
Tworząc odpowiednie różnice - skonstruujemy równanie obserwacyjne podwójnej różnicowej obserwacji fazy lub pseudoodległości w postaci będącej kombinacją przypadków 1 i 2.
Jest to najczęściej stosowana postać równania obserwacyjnego dla obserwacji różnicowych fazowych.
PRZYPADEK 6
Dwie stacje (k) i (l) obserwują jednocześnie satelitę (s) i satelitę (u) w dwóch różnych położeniach: (s1) i (s2), (u1) i (u2) .
Przypadek ten stanowi modyfikację przypadku 4, dwa różne satelity.
Potrójne różnicowe obserwacje fazowe wykorzystuje się głównie w algorytmach wykrywania i korygowania utraconych cykli fazowych (cycle slips).
PRZYPADEK 6
Potrójna różnicowa obserwacja fazowa
K. Czarnecki, Geodezja współczesna w zarysie, Wiedza i Życie, Warszawa 2000.
J. Lamparski, Navstar GPS: od teorii do praktyki, Wyd. UW-M, Olsztyn 2001.
