На сайте компании Навгеоком в разделе "Интересные проекты" добавлена новая статья Исследование точности определения c помощью GPS высотных отметок в хвойном лесу

Авторы: Дронов А.В., Помогаев О.Н. (НПП Навгеоком )

В феврале 2003 г. в Московской области, недалеко от города Подольска, сотрудниками компании Навгеоком проводились тестовые испытания двухчастотного GPS оборудования компании Trimble серии 5700.

Целью данной работы являлось определение точности получения высотных отметок на залесённых территориях, а также выработка оптимальной методики наблюдений.

Полевые наблюдения были выполнены в период с 10 по 18 февраля 2003 г. Помехами, влияющими на работу системы, являлся хвойный лес. Для наших задач был выбран участок леса размером, примерно, 100 х 100 метров. В соответствии с техническим заданием, требовалось определить точность получения высоты при данных условиях наблюдений.

Используемое оборудование
Для сбора данных на передвижном комплексе и временных базовых станциях, мы использовали двухчастотные GPS приёмники Total Station 5700 (передвижной) и 4000SSE (базовые) фирмы Trimble. Эти приёмники относятся к так называемому геодезическому классу . Приёмники позволяют определять координаты с сантиметровой и миллиметровой точностью.

Типы антенн
На передвижном комплексе использовалась высокоточная GPS антенна Zephyr, которая характеризуется большой устойчивостью к переотражению сигнала, возможностью слежения за спутниковым сигналом с крайне низким значением высоты над горизонтом и имеет субмиллиметровую точность позиционирования фазового центра. Столь высокий уровень устойчивости к помехам, был достигнут благодаря применению композитных материалов, похожих на используемые американскими военными в самолётостроении (технология Trimble Stealth ). К тому же, при уровне качества, приближающемся к классу Choke Ring , антенна имеет более компактную форму. На временных базовых станциях использовались GPS антенны Micro-centered L1/L2 GP.

Контроллер TSC1 - специально разработан для работы в экстремальных полевых условиях. Тестовые испытания показали, что корпус контроллера может выдержать падение с высоты 1.5 метра на твёрдую поверхность. Жидкие кристаллы промышленного стандарта, использованные в дисплее контроллера, позволяют сохранить видимым изображение даже при очень низких и очень высоких температурах окружающей среды, а встроенный датчик автоконтрастности компенсирует изменение контрастности при резком изменении температуры окружающей среды. Защита от влаги и пыли реализована на конструктивном уровне и гарантирует надёжную эксплуатацию системы во время сильного дождя или пылевой бури.

Климатические условия в районе работ были довольно суровые. Дневная температура находилась в пределах от -10 С до -30 С и большую часть времени не поднималась выше -20 С.

Даже в таких непростых условиях GPS-оборудование работало без сбоев. Для закрепления пунктов на местности были изготовлены металлические штыри длиной 70 см и диаметром 2.5 см. Затем в землю было забито 10 штырей на территории с открытым небосводом (поле) и 10 штырей в лесу.

Перед началом и после спутниковых наблюдений была выполнена нивелировка с помощью CST SAL 24 исходных 20 точек съёмки. Расхождение в превышениях между нивелировкой в начале работ и после, были не более 2-х мм. При первой установке нивелира было определено превышение между 10 пунктами в лесополосе, а при второй установке между 10 пунктами в открытом поле. Расстояние между двумя участками небольшое и поэтому пункты, находящиеся в лесу и пункты, находящиеся в поле, были сняты с одной станции, чтобы минимизировать ошибки.

Обработка измерений и апробирование результатов
Полученные данные, мы обработали программным обеспечением Trimble Geomatics Office. Для учёта местных особенностей мной был настроен собственный стиль обработки GPS измерений. Доброкачественными решениями считались только фиксированные вектора с допустимыми значениями относительной дисперсии. При работе в лесу на данный параметр оказывает сильное влияние многолучёвость от стволов деревьев, которая частично исключается при использовании антенн Zephyr. После отбраковки некачественных результатов, был выполнен контроль по замыканиям жёстких фигур, получившихся от двух базовых станций.

Точность полученных координат
По полученным результатам, были составлены таблицы, где приведены получившиеся невязки между точными значениями превышений (из нивелировки) и GPS данными.

Итоги полевых работ
Статистика показала, что при использовании 2-х базовых приёмников и одного передвижного GPS 5700, даже в густом хвойном лесу можно получать приемлемые результаты съёмки. Единственным, надёжным методом работы (для качественного определения высотных отметок), является Быстрая Статика . Лучше всего строить замкнутые фигуры, что позволит контролировать замыкания в полигонах.

Полный текст статьи можно посмотреть на сайте компании "Навгеоком" в разделе "Интересные проекты".