DSC05318

334 * ffyitrone zagadnienia geodezji w epoce GPS

wersji tego podejścia (ISAST) poszukuje się rozwiązania wewnątrz pewnego obszaru przestrzeni, ograniczonego tzw. sześcianem poszukiwań (search cube). Ważną rolę w metodach i algorytmach wyznaczania całkowitej liczby cykli fazowych odgrywa metoda statystyczna FARA (Fast Ambiguity Rcsołurion Approach) (Frei i in., 1990).

Zagadnienie wyznaczania niejednoznaczności N uznaje się jako jeden z podstawowych problemów opracowania wyników obserwacji fazowych GPS. Do jego rozwiązania wykorzystano w rozlicznych podejściach 'mieszaninę' rozmaitych zabiegów: różne kombinacje liniowe obserwacji fazowych i pseudoodległości dla obserwacji statycznych, a także pewne podejścia statystyczne i procedury tzw. fazowego wygładzania pseudoodległości w algorytmach zarówno statycznych, jak i kinematycznych.

6.2.8. Różne procedury pomiarowe techniką GPS

P W zależności od celu, jakiemu wyniki pomiarów mają służyć, i wymaganej dokładności wyników-, w zależności od liczby odbiorników GPS, którymi dysponujemy, oraz ich parametrów, i wreszcie, w zależności od cech dostępnego oprogramowania komputerowego do wyznaczania pozycji w systemie GPS powinno się wybrać jedną z procedur ■ pomiarowych.

Najogólniej można podzielić procedury pomiarowe na takie, których celem jest wyznaczenie bezwzględnej pozycji w układzie WGS-84, tzn. współrzędnych x, y, z, lub wyznaczenie wektora swobodnego łączącego dwie stacje Ar, Ay, Az, czyli pozycji względnej w tym samym układzie. Wykorzystanie pomiarów bezwzględnych jest w znacznym stopniu ograniczone do wykorzystania w nawigacji, głównie z uwagi na stosunkowo niewysoką dokładność uzyskiwaną za pomocą standardowych procedur. Wykorzystanie tych pomiarów w geodezji jest ograniczone do przypadku ich pewnego udziału w procesach definiowania podstawowych układów odniesienia wraz z techniką kosmiczną VLBI i satelitarnymi pomiarami laserowymi SLR.

Pandory względne

Pomiary względne polegają na synchronicznych obserwacjach grupy satelitów GPS przez co najmniej dwa lub większą liczbę odbiorników GPS. Wynikiem pomiarów jest wyznaczenie pozycji względnej, czyli różnic współrzędnych wektorów łączących stacje obserwacyjne. Podczas pomiarów względnych pewne błędy obserwacyjne, błędy instrumentalne oraz wpływy środowiska pomiarowego obciążają wszystkie (łub sąsiednie) stację w taki sam albo w zbliżony sposób. Z tych powodów pozycja względna, czyli różnica pozycji absolutnych, może być od pewnych błędów uwolniona, a przynajmniej wpływ niektórych błędów może zostać znacznie osłabiony. Tak bywało zresztą zazwyczaj również w naziemnych, różnicowych procedurach obserwacyjnych, np. w niwelacji geometrycznej.

Pomiary względne GPS osiągnęły obecnie subcentymentrową dokładność. Stan i kierunki rozwoju techniki GPS, zarówno w zakresie sprzętu (odbiorników), jak i oprogramowania do opracowania wyników wskazują, że przynajmniej przez jakiś czas jeszcze będziemy rozpatrywać dla celów geodezyjnych wyłącznie pomiary względne. Taki osąd można prezentować bez ryzyka jego dezaktualizacji w ciągu najbliższych kilku lat.

Pośród rozmaitych procedur obserwacyjnych pomiarów względnych można wyodrębnić dwie kategorie:

1)    gdy odbiorniki wykonują obserwacje pozostając nawzajem w bezruchu przez cały czas gromadzenia sygnałów satelitarnych - pomiary statyczne, lub

2)    gdy w czasie pomiarów jeden z odbiorników albo grupa odbiorników, a czasem na zmianę wszystkie odbiorniki poruszają się, podczas gdy przynajmniej jeden odbiornik prowadzi pomiar stacjonarny; są to pomiary kinematyczne albo dynamiczne.

Przenikanie się w różnym stopniu tych dwóch zasadniczych kategorii pomiarów kreuje rozmaite pośrednie procedury mające różne nazwy związane często nie tylko ze sposobem przemieszczania odbiorników GPS, lecz także cechami charakterystycznymi programów do opracowania wyników obserwacji. Można więc spotkać w literaturze opisy procedur pomiarów:

-statycznych,

-    pseudostatycznych, nazywanych także pseudokinematycznymi,

-    szybkich statycznych (Rapid Static i FastStatic³¹),

—    częśclowokincmatycznych (semi-kinematic) z odmianą stop-and-go,

—    ciągłych kinematycznych (continous kinematic, tnie kinematic, dynamie).

Oddzielną kategorię stanowią tzw. różnicowe pomiary DGPS (Differential GPS), w których określa się pozycję względną zazwyczaj odbiornika znajdującego się w ciągłym ruchu, ale także zatrzymującego się na czas pojedynczych sekund, zaś wyznaczenie tej pozycji jest wymagane w czasie rzeczywistym albo quasi-rzeczywistym. W związku z tym w reżimie DGPS wymagana jest dodatkowo stała łączność radiowa, tzn. przekazywanie wyników obserwacji pomiędzy stacją bazową umieszczoną na znanym punkcie i odbiornikiem, którego pozycję się wyznacza.

Niewątpliwie występuje pewne zamieszanie w terminologii w związku z ciągle pojawiającymi się odmianami różnych metod; często są to nazwy konkretnych rozwiązań technologicznych o nazwach zastrzeżonych jako firmowe znaki handlowe. Nie będziemy przywiązywać bardzo dużej uwagi do uporządkowania tej terminologii, mając świadomość, że na naszych oczach niejako wiele będzie się jeszcze zmieniało i to dosłownie z dnia na dzień. Najważniejsze z tych procedur omówimy poniżej, wyjaśniając istotę problemów umożliwiającą racjonalne korzystanie z techniki GPS.

Pomiary statyczne

Pomiary statyczne mają swoje źródło w idei interferencyjnych pomiarów długich baz (VLBI, zob. [6.1.3] oraz Goad i in., 1984). Wykonując pomiary w procedurze statycznej, co najmniej dwa, a w miarę możliwości większa liczba odbiorników GPS rozmieszczonych zazwyczaj w punktach sieci geodezyjnej, gromadzi w przeciągu około jednej godziny obserwacje faz fal nośnych pewnej grupy satelitów GPS. Dla sąsiednich stacji obserwacyjnych lub stacji położonych w odległościach nie przekraczających pojedynczych setek kilometrów są to z reguły obserwacje tych samych satelitów.

^tlFastStatic jest zastrzeżoną nazwą firmową TRIMBLE Navigation.