Технические характеристики геодезического спутникового оборудования
При выполнении геодезических измерений на земной поверхности в основном используются теодолиты, нивелиры и электронные тахеометры. Все эти приборы достигли достаточно большого совершенства и работают в оптическом диапазоне электромагнитных волн. Дальнейшее повышение точности геодезических измерений в основном ограничено влиянием атмосферы, а не техническими возможностями высокоточных приборов. Дальнейшее повышение точности наземных геодезических измерений с помощью традиционных геодезических приборов возможно только при условии использования методов измерений, учитывающих влияние атмосферы.
Другой путь повышения эффективности геодезических измерений — использование спутниковых методов измерений с применением в качестве опорных точек мгновенных положений искусственных спутников Земли.
При разработке методов спутниковых измерений рассматривались такие методы, как спутниковая триангуляция, основанная на использовании угловых измерений, и спутниковая трилатерация, основанная на использовании линейных измерений.
При использовании спутниковой триангуляции, начиная с запуска первого советского искусственного спутника Земли, применялся метод фотографирования спутников на фоне звезд. По этим снимкам в сочетании с соответствующими фотограмметрическими методами получали необходимую информацию об ориентирных направлениях, используемых при построении глобальной геодезической сети. Этот метод обеспечивал сравнительно невысокую точность измерений. При наблюдениях требовалось чистое небо как минимум в двух точках, разнесенных на большие расстояния; кроме того, аппаратура была дорогостоящей и тяжелой. По этой причине указанный метод был вытеснен спутниковой трилатерацией, которая применяется и в настоящее время.
Спутниковую трилатерацию можно, например, выполнять с помощью дальномеров, работающих в оптическом диапазоне.
Оптические дальномеры, у которых в качестве излучателя используется лазер, обеспечивают значительную дальность измерений и высокую точность, но они достаточно дороги, громоздки и требуют хорошей видимости в момент наблюдений. По этой причине они находят ограниченное применение и в основном используются на пунктах наблюдений в наземном космическом секторе управления и контроля для уточнения орбит спутников, определения длин высокоточных базисов и др. К таким устройствам относятся дальномерная система «Syllvania» и лазерная система «Wett-Zell», для которых отражающим объектом является спутник.
Кроме того, были созданы спутниковые альтиметры, например, «Geosat», «ERS» и др., которые устанавливались на спутнике, а в качестве отражающей поверхности использовалась земная поверхность.
В этих устройствах используется двусторонний импульсный метод измерения расстояний. Измеряемое расстояние (высота) Н определяется по измеренному времени прохождения светового сигнала τ удвоенного расстояния между земной поверхностью и спутником с учетом скорости распространения света v:
(4.2)
Недостатком импульсного метода измерений является то, что он менее точен, чем фазовый.
Другое направление связано с использованием радиосистем. При этом был учтен опыт создания доплеровских радиодальномерных систем, таких как Декка, Хиран, Транзит, «Цикада». Для повышения точности радиодальномерных систем был использован фазовый метод измерений.
Современные геодезические спутниковые приемники
Современные спутниковые приемники имеют программу, которая анализирует относительное положение всех доступных для наблюдения спутников и выбирает из них четыре, расположенные наилучшим образом, которые и используются для определения координат точки. Более точные результаты получают, когда выполняют обработку измеренных расстояний до всех спутников, находящихся в поле зрения.
