Разработка методики анализа результатов геодезических измерений пр (стр. 2 из 5)

В качестве опорных пунктов с известными координатами используются навигационные спутники, а в качестве устройства для измерения координат – антенна с электронным вычислительным блоком, так называемый приемник – эта часть называется «Сектор потребителя». При этом вычисляются расстояния от объекта на поверхности Земли или в воздухе до видимых спутников.

Для решения большинства геодезических задач основная роль отводится относительным режимам (дифференциальным), так как они существенно отличаются по точности определения приращений координат. Точность методов СРНС (спутниковая радионавигационная система) зависит от расстояния между приемником и опорной станцией, от числа спутников на орбите, от расположения спутников относительно приемников, от типа и точностных возможностей приемника и от типа местности, а также от времени наблюдений. СРНС обеспечивает исключительные возможности для создания геодезических сетей различного назначения, что представляется более экономичным и быстрым. СРНС работает практически в любых погодных условиях и не требует взаимной видимости между приемниками. Использование СРНС является относительно дешевой технологией, и ее использование не требует высококвалифицированных специалистов в полевых условиях. Основной недостаток применения СРНС заключается в том, что в период ее работы на небе должно находиться, по меньшей мере, четыре спутника и должно обеспечиваться отсутствие помех, создаваемых, например, высотными препятствиями и обильной лесной растительностью территории.

Фазовые методы измерений являются основными при решении разнообразных геодезических задач с помощью спутниковых систем, предусматривающих обеспечение высокой точности измерений.

Основное внимание в данной главе уделено подходам к решениям, ориентированным на минимизацию влияния основных источников ошибок спутниковых измерений.

При изучении проблемы, касающейся учета влияния ионосферы на результаты спутниковых измерений, безоговорочного предпочтения заслуживают двухчастотные методы, основные особенности которых достаточно подробно изложены в опубликованных работах.

Изложенные предпосылки принимались во внимание как при проведении соответствующих измерений, так и при организации производственного мониторинга в районе плотины «Саналона», Мексика. К особенностям организации спутниковых наблюдений следует отнести такие факторы, как оптимальная длительность сеанса наблюдений, выбор приемников с соответствующими техническими характеристиками, интервал времени, в течение которого производят измерения с оптимальными значениями геометрического фактора.

ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НАБЛЮДЕНИЯМ ЗА ОСАДКАМИ И ДЕФОРМАЦИЯМИ КРУПНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

В главе даются основные рекомендации по наблюдениям за осадками и деформациями крупных сооружений, периодичности и точности измерений. При внедрении спутниковых технологий в топографо-геодезическое производство резко изменились организационные и технологические принципы проведения полевых и камеральных работ, что дает основание говорить о революционных изменениях в области геодезических измерений. В настоящее время спутниковые методы измерений находят все более и более широкое применение для изучения и мониторинга деформаций крупных инженерных сооружений. При этом необходимо учитывать, что нормальная высота пунктов определятся менее точно, кроме того, точность определения изменений координат пунктов зависит от широты объекта.

На опыте работ показано, что при благоприятном расположении спутников и при исключении многолучевого распространения сигнала возможно достижение высокой точности вплоть до нескольких миллиметров. Рассматривается алгоритм применения топоцентрических прямоугольных координат для изучения деформаций гидротехнических сооружений. Осадки и горизонтальные смещения наблюдаемых точек на сооружении определяют как разность их координат, полученных в различные моменты времени в единой системе координат. При анализе смещений пунктов в плане и по высоте целесообразно использовать топоцентрическую прямоугольную систему координат.

В криволинейной системе координат положение точки Pхарактеризуется широтой

, долготой

и геодезической высотой

Соотношения между геоцентрическими декартовыми координатами и эллипсоидальными криволинейными координатами имеют вид:

, (1)

где N - радиус кривизны нормального сечения эллипсоида в плоскости первого вертикала, который равен

, (2)

Где

- большая полуось эллипсоида,

- первый эксцентриситет; (3)

Н - геодезическая высота.

Введем обозначение:

, (4)

геодезическая высота вычисляется по формуле

. (5)

Для того чтобы вычислить геодезическую высоту

, необходимо знать широту

. Для вычисления широты удобно воспользоваться формулой Боуринга:

, (6)

где

Долгота

вычисляется по формуле:

.(7)

Для перехода от геоцентрических координат к топоцентрическим координатам необходимо выбрать один пункт за исходный. При решении геодезических задач между точками в пространстве используют систему топоцентрических декартовых координат, начало координат находится в исходной точке

(

), расположенной обычно на земной поверхности. Ось

расположена на продолжении нормали к поверхности эллипсоида в точке

, ось

расположена в плоскости меридиана точки

перпендикулярно к оси

и направлена в сторону оси вращения эллипсоида, ось

перпендикулярна к осям

и направлена в сторону увеличения долготы.

Связь между декартовыми топоцентрическими и декартовыми геоцентрическими координатами устанавливается следующим образом:

. (8)

Чтобы найти обратные зависимости, решим эти уравнения относительно

. В результате решения получим

; (9)

; (10)

. (11)

При использовании спутниковой навигационной системы GPS координаты земных объектов получаются в системе координат WGS-84. При выполнении геодезических работ обычно используются местные системы координат. При обработке результатов спутниковых измерений при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений возникает необходимость отделить осадки наблюдаемых объектов от горизонтальных смещений, поэтому система координат WGS-84 не полностью отвечает поставленным задачам. В связи с этим в работе рассмотрен процесс определения средних квадратических ошибок определения топоцентрических координат.

С этой целью установим зависимость между малыми изменениями декартовых топоцентрических координат

и геоцентрических координат начальной точки 1 и конечной точки 2.