Для борьбы с отмеченным влиянием фирмы-изготовители предпринимают меры по калибровке и компенсации задержек в трактах приемной аппаратуры потребителя. С этой целью в некоторых типах приемников вводится специальный контрольный канал, позволяющий оперативно оценивать расхождения в задержках, возникающих в различных рабочих каналах. Весь комплекс предпринимаемых мер позволяет свести остаточное влияние, обусловленное такого рода источниками ошибок, до величины, исчисляемой несколькими миллиметрами. В дополнение к вышеизложенному следует заметить, что при использовании дифференциальных методов измерений отмеченное влияние может быть исключено практически полностью.

При прохождении сигналов по электрическим цепям приемника наблюдается не только их задержка во времени, но и воздействие на них внутренних шумов приемника. Последний фактор имеет важное практическое значение, так как уровень внутренних шумов определяет разрешающую способность используемых методов измерений. В частности, применительно к GPS-измерениям из-за влияния отмеченного фактора потенциальная точность ограничивается величиной равной около 1 % от используемой длины волны, что для С/А-кода соответствует 3 м, для Р-кода - 30 см, а для фазовых измерений, относящихся к несущим колебаниям, — около 2 мм. Наиболее эффективная мера ослабления такого рода влияний подразумевает использование новой малошумящей элементной базы. В создаваемых в настоящее время приемниках нового поколения, использующих такую малошумящую элементную базу, удается повысить разрешающую способность примерно на порядок.

4.5. Геометрический фактор

Одна из характерных для спутниковых систем особенностей определения местоположения интересующих нас точек на основе использования пространственной линейной засечки состоит в том, что результирующая точность координатных определений зависит не только от точности выполняемых дальномерных измерений, но и от геометрии расположения наблюдаемых спутников. Для иллюстрации механизма понижения точности из-за геометрии расположения участвующих в изменениях спутников рассмотрим приведенный на рис. 4.4 и рис. 4.5 пример двухмерного определения местоположения интересующего нас пункта Р при различных удалениях спутников друг от друга.

Если измеряемые до спутников S{ и S2 расстояния р{ и р2, измеряются с погрешностью т{ и т2, то при использовании метода линейной засечки местоположение определяемого пункта Р будет находить-

170

обозначать аббревиатурой DOP (Delution of Precision - понижение точности). Этот параметр используется как связующее звено между результирующей точностью позиционирования и точностью измерений расстояний до спутников:

где Аярез - ср. кв. ошибка определения местоположения пункта; т0 - ср. кв. ошибка дальномерных измерений.

В зависимости от того, какие параметры должны быть определены при решении поставленной задачи, используют различные модифицированные понятия DOP. Наиболее универсальным показателем при этом является параметр GDOP (геометрический фактор понижения точности с учетом погрешности определения времени), характеризующий точность трехмерного позиционирования и времени:

где mN, m E w m h - ср. кв. ошибки определения координат по направлениям на север, на восток и по высоте; т( - ср. кв. ошибка определения

времени; с — скорость электромагнитных волн.

Наряду с GDOP используются и такие показатели, как PDOP (фактор, учитывающий понижение точности трехмерного позиционирования без учета погрешности определения времени), HDOP (аналогичный фактор, но только для двухмерного позиционирования в горизонтальной плоскости), VDOP (фактор, характеризующий понижение точности в вертикальном направлении) и др.

Величину геометрического фактора часто увязывают с объемом многогранной фигуры, вершины которой совмещают с местоположениями спутников и пункта наблюдения. При этом установлено, чем больше объем этой фигуры, тем слабее проявляется влияние геометрии расположения спутников на результирующую точность позиционирования. По мере взаимного сближения спутников этот объем уменьшается, а влияние геометрического фактора возрастает.

Предрасчет используемого значения геометрического фактора может быть произведен перед началом полевых спутниковых измерений на основе содержащейся в альманахе информации о расположении спутников на соответствующий момент времени и приближенного знания координат пункта наблюдения. На основе такой информации с помощью ЭВМ может быть построен график изменения того или иного геометрического фактора с течением времени, который характерен для интересующего нас пункта наблюдений. На рис. 4.6 приведен пример построения такого графика.

172

расположенного в г. Москве (по альманаху от 19.05.96 г.; угол ограничения по высоте спутника над горизонтом -15°)

Закономерности изменения приведенных на рис. 4.6 графиков свидетельствуют о том, что фактор GDOP в сравнении с PDOP более чувствителен к изменениям точности GPS-измерений от геометрии расположения спутников. С учетом этого величина GDOP чаще всего используется как критерий возможности получения высокой точности GPS-измерений в зависимости от геометрии расположения спутников. В качестве примера заметим, что фирма Leica (Швейцария) не рекомендует проводить высокоточные спутниковые геодезические измерения при значениях GDOP более 8. Такие неблагоприятные периоды GPS-наблюдений на графиках (см. рис. 4.6) соответствуют для выбранного пункта и даты измерений интервалам времени суток между 6 и 7 часами утром, а также около 14 часов днем. Если же в отмеченные неблагоприятные периоды при GDOP больше 8 наблюдения все же производились, то на стадии обработки они не будут приниматься в расчет используемыми при этом обрабатывающими программами.

На основе обобщения приведенной выше информации может быть сделано заключение о том, что наиболее эффективным методом ослабления влияния геометрического фактора на точность GPS позиционирования является выбор наиболее благоприятных периодов наблюдений, который производится при составлении расписаний GPSизмерений на стадии планирования спутниковых наблюдений.

173