DSC05328

3*4 • łtytazrw zagadnienia geodezji w epoce GPS

Złożoność problemu ukazała się w całej krasie, gdy przeprowadzono i opracowano precyzyjne pomiary GPS na długich cięciwach parą odbiorników różnych firm: Trimble - TurboRo-gue, Ashtech - TurboRogue (AC Rothachcr z Uniwersytetu w Bemie). W ślad za pierwszymi doświadczeniami Rothachcra przystąpiono do systematycznych badań laboratoryjnych zjawiska (Schęler i in, 1990). Okazało się, że wszystkie anteny GPS wykazują zmienność położenia centrum fazowego w zależności od kierunku, z którego dociera do nich sygnał satelitarny, czyli od jego azymutu i odległości zenitalnej. Badania wykazały, że położenie centrum fazowego anteny przemieszcza się różnie dla częstotliwości L\ i Li tego samego odbiornika i tej samej anteny. Przemieszczenia te mieszczą się w granicach 1S mm w horyzoncie i aż do 10.7 cm w pionie. Najmniejsze wartości przemieszczenia pionowego spośród badanych anten wykazały anteny Trimble: IU mm dla L\ i 7.6 mm dla L* Poziome przemieszczenia centrów fazowych amen Trimble zawierają się w 1 ram.

Ryś. 6.49. Położenie centrum fazowego anteny odbiornika Trimble SST w zależności od azymutu i odległości zenitalnej a) dla częstotliwości L, i b) dla częstotliwości Li (wg. Rockena, 1992)

Dzięki uprzejmości Chrisa Rockena z UCAR (University Corporation for Atmosphe-ric Research, Colorado) przytaczamy przykładowe wykresy położeń centrów fazowych anten odbiorników GPS Trimble i Ashtech dla obu częstotliwości (L\ i Lj), w zależności od azymutu i odległości horyzontalnej sygnałów satelitarnych (Rócken i in. 1989, Rocken, 1992). Wykresy te powstały na podstawie cytowanych wyżej badań Schuplera, Clarka i Williama.

Te same badania wykazały, że stosując anteny różnych typów na obu końcach cięciwy, możemy się obawiać wystąpienia błędów systematycznych wysokości dochodzących do 10 cm. Błąd 7 cm w wysokości wystąpił dla anten Trimble i Ashtech ustawionych na końcach tej samej cięciwy. Problem nie objawia się tak drastycznie dla anten tej samej firmy i dla niewielkich, kilkudziesięciokilometrowych odległości anten. Wówczas przemieszczenia centrów fazowych anten tego samego typu, aczkolwiek mogą być znaczne, to jednak z uwagi na zbliżony kierunek satelity względem obu anten redukują się niemalże całkowicie w pomiarze różnicowym. Większe odległości pomiędzy antenami nawet tego samego typu sprawiają, że wzajemna orientacja satelity i każdej z anten może różnić się znacznie. W przypadku różnych anten systematyczny błąd wysokości może być znaczny bez względu na odległość pomiędzy stacjami

pomiarowymi. Błąd (en będzie zależny jedynie od charakterystyk fazowych obu anten. Jak wynika z przytoczonych wykresów, charakterystyki te są zdecydowanie różne dla anten różnych typów.

Rys. 6.50. Położenie centrum fazowego anteny odbiornika Ashtech w zależności od azymutu i odległości zenitalnej a) dla częstotliwości b) dla częstotliwości Li (wg. Rockena. 1992)

Po wykryciu, zbadaniu i opisaniu zjawisk zmienności centrów fazowych anten GPS różnych typów, twórcy zaawansowanych pakietów oprogramowania zaczęli wprowadzać odpowiednie korekcje do programów redukcji Jako przykład może służyć pakiet Bernese stworzony i rozwijany przez zespół z Uniwersytetu w Bemie. Firmowe pakiety oprogramowania standardowego jeszcze nie zawierają podobnych udoskonaleń. Dlatego też użytkownik techniki GPS nie powinien być zdziwiony, gdy uzyska dochodzące do 10 cm błędy systematyczne wysokości wykorzystując wyniki obserwacji niejednorodnym sprzętem pomiarowym i opracowane standardowymi programami. Prawdopodobnie wkrótce sytuacja się zmieni i odpowiednie procedury korekcyjne zostaną wprowadzone do filmowych programów, choć - z drugiej strony - nie leży to w interesie poszczególnych producentów sprzętu pomiarowego dążących do tego, aby użytkownicy kupowali sprzęt jednej firmy.

RINEX — znormalizowany format wymiany danych GPS

RINEX (Rccełver Independent Exchange format) - niezależny od odbiornika format wymiany danych został przyjęty w roku 1989 jako pewna norma formatu danych GPS niezależna nie tylko od odbiornika, ale także od programu, za pomocą którego dane były przetwarzane (Gurtner I in., 1989b). W systemie RINEX zdefiniowano: wielkości obserwowane, nazwy standardowe plików, standardowe formaty danych.