Точное позиционирование точки - Википедия - Precise Point Positioning

Точное позиционирование точки (PPP) - это глобальная навигационная спутниковая система (GNSS) метод позиционирования который вычисляет очень точные положения с ошибками всего в несколько сантиметров при хороших условиях. PPP представляет собой комбинацию нескольких относительно сложных методов уточнения местоположения GNSS, которые можно использовать с аппаратным обеспечением, близким к потребительскому, для получения результатов, близких к результатам съемки. PPP использует один приемник GNSS, в отличие от стандартного RTK методы, которые используют временно стационарный базовый приемник в полевых условиях, а также относительно близлежащий мобильный приемник. Методы PPP частично совпадают с ДГНСС методы позиционирования, которые используют постоянные опорные станции для количественной оценки системных ошибок.

Методы

PPP полагается на два основных источника информации: прямые наблюдаемые и эфемериды.[1]

Прямые наблюдаемые - это данные, которые приемник GPS может измерить самостоятельно. Одно из прямых наблюдений для PPP: фаза несущейто есть не только сообщение синхронизации, закодированное в сигнале GNSS, но также то, идет ли волна этого сигнала «вверх» или «вниз» в данный момент. Грубо говоря, фаза можно представить себе как цифры после десятичной точки в количестве волн между данным спутником GNSS и приемником. Само по себе измерение фазы не может дать даже приблизительное положение, но как только другие методы сузили оценку положения до диаметра, соответствующего одной длине волны (примерно 20 см), информация о фазе может уточнить оценку. Еще одна важная прямая наблюдаемая дифференциальная задержка между сигналами GNSS разных частот. Это полезно, поскольку основным источником ошибок определения местоположения является изменчивость замедления сигналов GNSS в ионосфера, на который относительно непредсказуемо влияет космическая погода. Ионосфера - это диспергирующий, что означает, что сигналы разной частоты замедляются на разную величину. Измеряя разницу в задержках между сигналами разных частот, программное обеспечение приемника (или более поздняя постобработка) может моделировать и удалять задержку на любой частоте. Этот процесс является приблизительным, и остаются недисперсионные источники задержки (в частности, от водяной пар перемещаясь в тропосфера ), но это значительно повышает точность.

Эфемериды точные измерения орбит спутников GNSS, сделанные геодезическим сообществом ( Международная служба GNSS и другие государственные и частные организации) с глобальными сетями наземных станций. Спутниковая навигация работает по принципу, согласно которому положения спутников в любой момент времени известны, но на практике микрометеороид удары, изменение давление солнечного излучения и т. д. означают, что орбиты нельзя полностью предсказать. Эфемериды, транслируемые спутниками, представляют собой более ранние прогнозы, возраст которых составляет несколько часов, и они менее точны (до нескольких метров), чем тщательно обработанные наблюдения того, где на самом деле находились спутники. Следовательно, если система приемника GNSS хранит необработанные наблюдения, они могут быть обработаны позже с использованием более точных эфемерид, чем те, что были в сообщениях GNSS, что дает более точные оценки местоположения, чем те, которые были бы возможны при стандартных расчетах в реальном времени. Этот метод постобработки давно стал стандартом для приложений GNSS, требующих высокой точности. Совсем недавно такие проекты, как ПРОГРАММЫ, служба 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 использовалась 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 обычными 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 флота, где сантиметровая точность, как правило, не стоит дополнительных сложностей и более полезна в таких областях, как робототехника, где уже может быть предположение о встроенной вычислительной мощности и частых Передача данных.

Рекомендации

  1. ^ Хофманн-Велленхоф, Б. (20 ноября 2007 г.). GNSS - глобальные навигационные спутниковые системы: GPS, ГЛОНАСС, Galileo и др.. Лихтенеггер, Герберт, Васле, Эльмар. Wien. ISBN  9783211730171. OCLC  768420719.
  2. ^ Мэдри, Скотт (2015-04-22). Глобальные навигационные спутниковые системы и их приложения. Нью-Йорк. ISBN  9781493926084. OCLC  908030625.