Точное позиционирование точки

Точное позиционирование точки (PPP) — это глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) метод позиционирования , который рассчитывает очень точные координаты с погрешностями всего в несколько сантиметров при хороших условиях. PPP представляет собой комбинацию нескольких относительно сложных методов уточнения местоположения GNSS, которые можно использовать с оборудованием почти потребительского уровня для получения результатов, близких к геодезическим. PPP использует один приемник GNSS, в отличие от стандартных методов RTK , которые используют временно фиксированный базовый приемник в полевых условиях, а также относительно близлежащий мобильный приемник. Методы PPP частично совпадают с методами позиционирования DGNSS , которые используют постоянные опорные станции для количественной оценки системных ошибок.

Методы

ППС опирается на два основных источника информации: прямые наблюдаемые величины и эфемериды. ^{[ 1 ]}

Прямые наблюдения — это данные, которые GPS-приемник может измерить самостоятельно. Одним из прямых наблюдаемых для PPP является фаза несущей , то есть не только сообщение о синхронизации, закодированное в сигнале GNSS, но также и то, идет ли волна этого сигнала «вверх» или «вниз» в данный момент. Грубо говоря, фазу можно рассматривать как цифры после десятичной точки в количестве волн между данным спутником GNSS и приемником. Само по себе измерение фазы не может дать даже приблизительного местоположения, но как только другие методы сузили оценку положения до диаметра, соответствующего одной длине волны (примерно 20 см), информация о фазе может уточнить оценку.

Еще одним важным прямым наблюдаемым явлением является дифференциальная задержка между сигналами ГНСС разных частот. Это полезно, поскольку основным источником ошибок определения местоположения является изменчивость замедления сигналов GNSS в ионосфере , на которую относительно непредсказуемо влияет космическая погода . Ионосфера является дисперсионной , а это означает, что сигналы разной частоты замедляются в разной степени. Измеряя разницу задержек между сигналами разных частот, программное обеспечение приемника (или последующая постобработка) может моделировать и устранять задержку на любой частоте. Этот процесс является лишь приблизительным, и остаются недисперсионные источники задержки (в частности, водяной пар, перемещающийся в тропосфере ), но он значительно повышает точность.

Эфемериды — это точные измерения орбит спутников GNSS, выполняемые геодезическим сообществом ( Международной службой GNSS и другими государственными и частными организациями) с помощью глобальных сетей наземных станций. Спутниковая навигация работает по принципу, согласно которому известны положения спутников в любой момент времени, но на практике удары микрометеороидов , изменение давления солнечной радиации и т. д. означают, что орбиты не являются полностью предсказуемыми. Эфемериды, которые транслируют спутники, представляют собой более ранние прогнозы, датированные до нескольких часов, и менее точные (до нескольких метров), чем тщательно обработанные наблюдения о том, где на самом деле находились спутники. Следовательно, если система приемника GNSS хранит необработанные данные наблюдений, их можно позже обработать с использованием более точных эфемерид, чем те, которые были в сообщениях GNSS, давая более точные оценки местоположения, чем это было бы возможно при стандартных вычислениях в реальном времени. Этот метод постобработки уже давно является стандартом для приложений GNSS, требующих высокой точности. В последнее время такие проекты, как APPS, заархивированные 21 апреля 2021 г. в Wayback Machine , Службе автоматического точного позиционирования НАСА JPL , начали публиковать улучшенные эфемериды через Интернет с очень низкой задержкой. PPP использует эти потоки для применения почти в реальном времени той же коррекции, которая раньше выполнялась при постобработке.

Приложения

Точное позиционирование все чаще используется в таких областях, как робототехника , автономная навигация , сельское хозяйство, строительство и горнодобывающая промышленность. ^{[ 2 ]}

Основные недостатки PPP по сравнению с традиционными потребительскими методами GNSS заключаются в том, что он требует большей вычислительной мощности, требует внешнего потока коррекции эфемерид и требует некоторого времени (до десятков минут) для достижения полной точности. Это делает его относительно непривлекательным для таких приложений, как отслеживание автопарка , где точность в сантиметровом масштабе, как правило, не стоит дополнительных сложностей, и более полезным в таких областях, как робототехника, где уже могут быть предположения о встроенной вычислительной мощности и частой передаче данных .

Ссылки

^ Хофманн-Велленхоф, Б. (20 ноября 2007 г.). GNSS — глобальные навигационные спутниковые системы: GPS, ГЛОНАСС, Galileo и другие . Лихтенеггер, Герберт, Васле, Элмар. Вена. ISBN 9783211730171 . OCLC 768420719 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ Мэдри, Скотт (22 апреля 2015 г.). Глобальные навигационные спутниковые системы и их применение . Нью-Йорк. ISBN 9781493926084 . OCLC 908030625 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

«Точное позиционирование точки и его проблемы, автоматизированная GNSS и отслеживание сигналов» Внутри GNSS

[1] Хофманн-Велленхоф, Б. (20 ноября 2007 г.). GNSS — глобальные навигационные спутниковые системы: GPS, ГЛОНАСС, Galileo и другие . Лихтенеггер, Герберт, Васле, Элмар. Вена. ISBN 9783211730171 . OCLC 768420719 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[2] Мэдри, Скотт (22 апреля 2015 г.). Глобальные навигационные спутниковые системы и их применение . Нью-Йорк. ISBN 9781493926084 . OCLC 908030625 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[ 1 ]

[ 2 ]