Точність характеристики для визначення координат пунктів GPS-приймачами
Точність вимірювань сучасними геодезичними супутниковими
приймачами залежить від типу приймача і вибраного методу вимірювань.
Точність визначення геодезичних висот, як правило, в 1,5 рази нижче
точності визначення векторів.
Точність супутникових вимірів забезпечується за нормальних умов
спостережень, які повинні відповідати таким вимогам:
1) Мінімальна кількість спостережуваних супутників - 4-5.
2) Значення DOP (Dilution Of Precision) не більше 4 (або інше паспортне
значення) на всьому протязі вимірювань.
3) Відсутність невідновлювальних збоїв (перепусток циклів - Cycle Slip)
під час прийому супутникових сигналів на всьому протязі вимірювань.
4) Мінімальний кут піднесення спостережуваних супутників над
горизонтом - не менше 15°.
5) Відсутність перешкод, що перешкоджають прийому сигналу або
спотворюють сигнал (багатоколійних).
6) Нормальний атмосферний вплив.
Використання під час вимірювань більшої кількості одночасно
спостережуваних супутників збільшує обсяг вимірювань, що дозволяє
підвищити достовірність та надійність визначення векторів.
Значення DOP враховує взаємне геометричне розташування супутників і
місця встановлення антени на момент вимірів. Менше значення вказує на гарну
геометрію і, отже, гарні умови вимірювань.
Пропуски циклів - втрати у вимірах цілих довжин хвиль фази несучої
частоти при тимчасовій втраті захоплення супутників. Завдання обробки
супутникових вимірів виявити пропуски і виправити їх. Велика кількість
невиправлених пропусків може призвести до помилкового визначення векторів.
Сигнали із супутників, що знаходяться при кутах піднесення над
горизонтом менше 15°, спотворюються впливом тропосфери.
Багатоколійність впливає на фазові і кодові вимірювання і знижує
точність визначення векторів.
Вибір схеми побудови мережі, наявність і конкретна реалізація методів
залежить від типу та конструкції приймача, а також наявного програмного
забезпечення для обробки вимірів.
Системи часу
Одиниці відліку часу, що застосовуються при супутникових вимірах,
можна розділити на дві групи - астрономічні та неастрономіческіе. Повний
оборот Землі навколо своєї осі ставить одиницю часу, звану добами (приблизно
86 400 сек) - основну астрономічну одиницю часу. Оберти Землі фіксуються
щодо напрямку на будь-яку зірку або направлення на центр Сонця.
Повний оберт Землі навколо осі щодо напрямку на будь-яку зірку
називають зоряними цілодобово. У якості "індексу" (початку) отсчітиванія обертів
Землі прийнято використовувати замість тієї чи іншої зірки точку весняного
рівнодення γ. Проміжок часу від точки відліку називається зоряним часом.
Звичайний час, виміряний на меридіані даного місця, називається
місцевим часом даного меридіана.
Повний оберт Землі навколо своєї осі щодо напрямку на центр Сонця
називають істинними сонячними цілодобово. За їх початок беруть опівночі.
Справжні сонячні добу не відповідають одному з основних вимог до одиниць
виміру часу. Вони мають різну тривалість протягом року з-за нерівномірного
руху Землі навколо Сонця і нахилу її орбіти до площини небесного екватора.
Різниця може досягати 50 сек, тому за основну одиницю часу беруть середні
сонячні добу, які відраховуються щодо «середнього Сонця» - гіпотетичної точки,
розрахованої в припущенні її рівномірного руху по орбіті. «Середнє Сонце»
робить один повний оберт по небесному екватора за такий же час, як і справжнє
Сонце по екліптики, і проходить точку весняного рівнодення одночасно з Сонцем.
Проміжок часу від моменту нижньої кульмінації «середнього Сонця» на меридіані
даного місця називається середнім сонячним часом або середнім часом.
Підраховано, що 24 год зоряного часу рівні приблизно 23 год 56 хв 4,091
сек середнього часу.
Середня сонячне час за гринвіцьким меридіаном називається всесвітнім
часом UT (Universal Time). Цей час містить рік, місяць, число, годину, хвилину
і секунду. Перші три величини відраховуються за загальноприйнятим
(григоріанським) календарем, інші - за місцевим середнього часу на Грінвічському
меридіані. Ця система відліку введена в 1928 р. III Генеральної асамблеї
Міжнародного астрономічного союзу. Всесвітній час вимірюється годинним
кутом "середнього Сонця", збільшеним на 12 годин, щодо нринвіцького
меридіана.
Так як рух полюсів Землі спричиняє зміну положення меридіанів, то за
ступенем обліку збурюючих факторів розрізняють наступні системи
всесвітнього часу:
UT0 - всесвітній час, що отримується в результаті поточних астрономічних
вимірювань відносно не уточненого поправками Гринвіцького меридіана;
UT1 - всесвітній час Гринвіцького меридіана, розрахований з урахуванням
руху полюсів. Воно є основою для вимірювання часу в повсякденному житті;
UT2 - відрізняється від UT1 сезонними виправленнями;
UT1R - відрізняється від UT2 виправленнями на припливи.
Через нерівномірність добового обертання Землі зоряні і сонячні добу
незначно змінюються. Для точних розрахунків введено рівномірно поточний
час - ефемерідное (передвичесленням) час ЕТ, де одиниця міри часу
(ефемерідная секунда), розраховується як 1 / 86 400 частка середньої тривалості
часу 1 січня 1900
Система ефемерідного часу утворена з UT шляхом введення поправки,
отриманої за результатами спостереження Місяця.
Починаючи з 1986 року в якості аргументу в багатьох таблицях Астроно-
мічного щорічника використовується земне динамічний час TDT. Система часу
TDT заснована на теорії руху Сонця, Місяця і планет Сонячної системи. Динамічне
час використовується при визначенні ефемерід супутників. Створення
сверхстабільних атомних еталонів частоти (часу) дозволило перейти до
неастрономіческому способу вимірювання часу і ввести штучну одиницю міри
часу, що не залежить від особливостей обертання Землі - атомну секунду,
близьку до ефемерідной. Атомна секунда прийнята як одиниці виміру часу XIII
Генеральною конференцією з мір і ваг в 1967 р. Атомна секунда дорівнює
інтервалу часу, протягом якого відбувається 9 192 631 770 коливань, що
відповідає резонансній частоті енергетичного переходу між рівнями надтонкою
структури основного стану атома цезію-133 при відсутності зовнішніх впливів.
Атомна секунда є основою шкали атомного часу АТ і прийнята в цей час за
одиницю часу в системі СІ (замість ефемерідной секунди). Осредненіе свідчень
різних атомних еталонів часу дозволило Міжнародному бюро часу BIH (Bureau
International de l `Heure) створити шкалу міжнародного атомного часу TAI.
Для того, щоб система AT несуттєво відрізнялася від системи UT1, яка
використовується у повсякденному житті, шкала AT періодично коригуються
так, щоб різниця між показаннями годин, що відносяться до цих систем, не
перевищувала 0,9 сек. Скоригований таким чином система атомного часу
називається всесвітнім координованим часом UTC. Сигнали UTC передаються
по радіомовних мереж. Різниця TAI-UTC становила 25 с на 1 січня 1990 р.
Переваги UTC - порівняно висока рівномірність шкали, притаманна атомного
часу, прив'язка до природних процесів (схід, захід), характерним для сонячного
часу.
Поясний час ZT містить рік, місяць і число, які відраховуються
аналогічно всесвітнім часом UT. Годинники, хвилини і секунди - як місцевий
середній час центрального географічного меридіана розглянутого часового поясу
за формулою ZT = UTC + n, де n - номер часового поясу. Поясний час
введено в більшості країн з 1884 р., в Росії - з 1919 р. При цьому поверхня Землі
була поділена на 24 часових пояси, центральні меридіани яких відрізняються за
довготі на 15° (1 година). Гідність поясного часу - зручність використання в
повсякденному житті, так як не вимагає уточнення часу при відповідних
переміщення уздовж паралелі.
Повне позначення заданих моментів часу за допомогою розглянутих
систем відліку не завжди зручно і вимагає використання як мінімум чотирьох
чисел - рік, місяць, число і годинник з десятковими частками, тому на практиці
застосовують систему відліку, яка називається юліанським періодом, зручність
якої полягає, зокрема, в тому, що рахунок поточного часу ведеться в днях (середніх
сонячних добі з десятковими долями). Всі дні в цьому періоді пронумеровані по
порядку незалежно від прийнятої календарної системи, номери року, місяця і т. д.
Рахунок днів, званих юліанським днями JD (Julian Date), ведеться від
полудня 1 січня 4713 до н. е.. (початок юліанського періоду) до заданого
моменту часу. Загальна тривалість юліанського періоду складає 7 980 років.
Юліанському століття містить 36 525 середніх сонячних діб.
Будь-який момент часу в цій системі відліку виражається числом, в якому
ціла частина - числоЮліанських днів, що пройшли до останнього середнього за
Гринвічем полудня, а дрібна частина - інтервал часу в частках середніх
сонячних діб, що пройшли від цього полудня до розглянутого моменту часу.
Наприклад, в юліанському періоді момент московського часу 9 год 48 хв 1
січня 1985 позначається числом: 2 446 066, 783 333 JD.
Оновлена юліанський дата MJD (Modified Julian Date) отримана
вирахуванням з JD 2 400 000,5 діб. У результаті цього в MJD міститься менше
цифр, а рахунок починається опівночі, а не опівдні.
Перерахунок дати загальноприйнятого календаря в юліанському дату
виробляють по довідкових таблиць або розрахункових формулах.
СРНС GPS і ГЛОНАСС функціонують у власних системах часу,
заснованих на атомному часу. Початок відліку тимчасової шкали прив'язується
до моменту ініціалізації системи.
Наприклад, відлік часу системи GPS (час GPS - GPST) починається з 0
годин 6 січня 1980 і на 19 з менше часу TAI. Для системи GPS є наступні
спеціальні одиниці:
GPS-тиждень - кількість тижнів, що пройшов з моменту ініціалізації
системи; відлік GPS-тижня починається від півночі з суботи на неділю;
GPS-день - номер дня в межах GPS-тижні, відлічуваний від 0 до 6;
GPS-секунда - кількість секунд в межах GPS-тижня.