Uygulamalı Jeodezi. Kozmik boyutların temelleri

Dünyanın ilk yapay uydularını gözlemleme süreci ilginç bir modeli ortaya çıkardı – uydunun uzamsal konumu herhangi bir zamanda iyi bir doğrulukla hesaplanabilir. Bu bilimsel gerçek, bilim adamlarını gerçekten devrim niteliğinde bir keşfe itti – karasal nesnelerin uzaysal konumunu belirlemek için Dünya’dan yüzlerce kilometre uzakta bulunan uyduları kullanmak..

“Uygulamalı Jeodezi” dizimizin önceki makalelerinden, bilinmeyen bir noktanın koordinatlarını belirlemek için, yere sağlam bir şekilde sabitlenmiş, bilinen koordinatlara sahip iki noktaya ihtiyacımız olduğunu öğrendik (Devlet Jeodezi Ağı noktaları). Bazen, sanatçıları teodolit geçitlerini genellikle birkaç kilometre döşemeye zorlayan konudan uzaktılar. Şimdi, uzayda sürekli hareket eden uydular, yerdeki nesnelerin koordinatlarının belirlendiği “sert” noktalar haline geldi..

Küresel Konumlama Sistemi

GPS (Küresel Konumlandırma Sistemi – Küresel Konumlandırma Sistemi), Dünya yüzeyindeki veya atmosferdeki bir nesnenin konumunu ve hızını hesaplayan bir radyo elektronik araçları koleksiyonudur. Bu parametreler, uydulardan gelen sinyalleri alan ve işleyen bir GPS alıcısı tarafından belirlenir. Ölçüm doğruluğunu artırmak için konumlandırma sistemi ayrıca yer kontrol ve veri işleme merkezlerini de içerir..

GPS söz konusu olduğunda, çoğunlukla ABD Savunma Bakanlığı’nın emriyle geliştirilen NAVSTAR sistemini kastediyoruz. Genel olarak, pek çok yenilikçi şey önce ordu tarafından “test edildi” ve sonra “kitlelere sunuldu”. Tıpkı “Xerox” neolojizminin prensipte herhangi bir fotokopi makinesi anlamına gelmesi gibi, “GPS” terimi de uydu navigasyonu ile eşanlamlı hale geldi ve sadece XEROX üretimi değil. Şu anda, NAVSTAR GPS’e ek olarak, Çin Beidou, Avrupa Galileo, Hindistan IRNSS, Japon QZSS ve yerel GLONASS geliştiriliyor veya piyasaya sürülüyor..

Uzay ölçüm yöntemleri şunlar için kullanılır:

• jeodezi ve haritacılık
• inşaat
• navigasyon
• araç izleme
• mobil iletişim
• kurtarma operasyonları
• yerkabuğu plakalarının tektonik hareketini izlemek

ve insan faaliyetinin diğer birçok alanında. Uzay ölçüm sistemlerinin temel uygulama alanlarından bazılarını daha ayrıntılı olarak ele alalım..

GNSS

Ev düzeyinde bu navigasyon sisteminin cihazlarına rastlıyoruz, GNSS kısaltması altında “Global Navigasyon Uydu Sistemi” terimi gizlenmiştir. Bir uydu navigasyon sisteminin çalışma prensibi, alıcı anteninden, konumları yeterince yüksek bir doğrulukla bilinen uydulara olan mesafeyi ölçmektir. Uydu konum tablosuna almanak denir ve ölçümlerin başladığı anda uydudan alıcıya iletilir. Böylece, uydular arasındaki mesafeyi bilerek ve almanak tarafından yönlendirilerek, nesnenin uzamsal konumunu hesaplamak için döngümüzün önceki makalelerinde düşündüğümüz en basit jeodezik yapıları kullanabilirsiniz..

Bir uydudan bir alıcıya olan mesafeyi ölçme yöntemi, radyo dalgalarının hızının belirlenmesine dayanır. Ölçümleri etkinleştirmek için uydular, sırayla yüksek hassasiyetli atomik saatlerle senkronize edilen hassas zaman sinyalleri iletir. İşlemin başlangıcında, alıcının sistem zamanı uydu ile senkronize edilir ve daha fazla ölçüm, sinyal yayma zamanı ile alım zamanı arasındaki farka dayanır. Bu verilere dayanarak, navigasyon cihazı karasal antenin uzamsal konumunu hesaplar ve nesnenin hızı, rotası ve diğer parametreler, alıcının başlangıç ​​konumunun türevleridir. Muhtemelen okulunuzun fizik dersinden hatırlayacağınız gibi, radyo dalgalarının hızı ışık hızına eşittir, bu nedenle milisaniye cinsinden mesafeyi belirleyen sistemin genel doğruluğunun ne olduğunu hayal edebilirsiniz..

GNSS / GPS anteni

Neden bazı durumlarda oldukça doğru bir konum değeri alıyoruz ve bazı durumlarda değer tamamen doğru değil? Her alıcının yerleşik bir atom saati yoktur, bu nedenle, konumu kabul edilebilir doğrulukla senkronize etmek ve belirlemek için, en az üç uydudan aynı anda bir sinyal almak gerekir. Alınan sinyalin gücü, dünyanın yerçekimi alanından, ağaç şeklindeki engellerden, evlerden, yansıyan (hayali) sinyaller, atmosferik girişim ve bir dizi başka nedenden etkilenir. Uyduya yüksek güçlü vericiler yerleştirmek imkansız olduğundan, ufuk çizgisi net olan açık alanlarda en doğru konumu alacaksınız..

Şimdi, yerleşik GPS alıcısı olan bir akıllı telefona sahip sevgili okuyucu, sizi üzmek için acele ediyoruz – bir jeodezik şirket açmak için başvuruda bulunamazsınız. Bunun nedeni, cep alıcısının konumu hesaplamak için mutlak adı verilen bir yöntem kullanmasıdır. 4 uydunun eşzamanlı gözlemi ile konumlandırma doğruluğu 8 metreye ulaşabilir, bu navigasyon ölçümleri için yeterlidir. Jeodezi için, en az iki alıcının kullanıldığı göreceli bir ölçüm yöntemi kullanılır. Bunlardan biri, bilinen koordinatlara sahip bir noktaya (sözde “taban”) ayarlanır ve ikincisi, bilinmeyen noktaların koordinatlarını belirlemek için kullanılır. 2 alıcı birlikte çalıştığında, ölçüm doğruluğu 100 kat artar ve jeodezik ihtiyaçlar için yeterli olan santimetre hassasiyetinde koordinatları zaten alabiliyoruz..

Jeodezik işler için GPS

Topografik çalışma yürütmek için uzay gözlem sistemlerini kullanmak için, elde edilen değerlerin doğruluğu ve bunları elde etmek için harcanan zaman bakımından farklılık gösteren birkaç yöntem kullanılır..

Statik

Bilinmeyen bir noktanın koordinatlarını belirlemek için, bir alıcı nirengi veya poligonometri noktasına (bilinen nokta), diğer alıcı ise koordinatları belirlenecek noktaya yerleştirilir. Daha sonra cihazlar eşzamanlı olarak başlatılır çünkü ölçümler yalnızca iki alıcı aynı anda açıldığında başlar. Cihazlardan biri yarım saat diğeri 15 dakika çalıştıysa, veri elde etmek için yalnızca 15 dakikalık işbirliği kullanılacaktır. Alıcılar uyduları bulduktan sonra veri toplama başlar ve bunlar daha sonra bir bilgisayarda işlenir..

Eşzamanlı olarak gözlemlenen uydulara bağlı olarak, cihazın açılmasından çalışmaya (doğru değerleri elde etmeye) kadar genellikle 15-30 dakika sürer. İlk 20-30 dakikada, “taban” 5 kilometrelik bir bölgenin yeterli ölçüm doğruluğu ile kapsama alanı sağlar, ardından her 10 dakikada bir bu yarıçap sırasıyla 5 km genişler ve istasyondan temel noktaya yaklaşık mesafeyi bilerek, aletin bekleme süresini kabaca hesaplayabilirsiniz. hassas konumlandırma.

Veri ayarlama programlarından birinin ekran görüntüsünde görebileceğimiz gibi, yeşil çubuk temel çalışma süresi, kısa renkli çubuklar ise alıcıların koordinatları bilinmeyen istasyonda geçirdiği süredir. Özel yazılım kullanarak yanlış ölçüm değerlerini reddedebilir ve elde edilen değerlerin genel doğruluğunu artırabilirsiniz..

Bu yöntemin avantajı, ölçümlerin yüksek doğruluğu, eksi, her noktayı başlatmak için harcanan zamandır..

Kinematik

“Taban”, aynı şekilde, bilinen koordinatlara sahip bir noktada bulunur ve ikinci alıcı, başlatmadan sonra, her ölçümden önce ek başlatma olmadan hareket halindeki noktaları kaydedebilir. İlk yöntemde, varsayalım, takeometrik araştırmanın yapılacağı iki temel nokta, yani. iş için hala bir toplam istasyona ihtiyacımız var, o zaman kinematik ölçümler durumunda, biri total istasyon işlevini yerine getiren iki alıcı yeterlidir, nokta kayıt süresi 1-2 dakikadır.

Bu yöntem, elektrik hatları, kanallar, yollar, petrol boru hatları vb. Gibi doğrusal olarak uzatılmış nesnelerin araştırılması için çok uygundur. Bu yöntemin avantajı zamandan tasarruf sağlamaktır, dezavantajı ise, yaklaşık 5-15 km gibi tabandan kısa bir mesafede ölçümlerin gerçekleştirilmesinin istenmesidir. Uydudan gelen sinyal aniden kaybolursa, başlatma prosedürünün tekrarlanması gerekecektir, bu nedenle bu yöntemi, yüksek binaların ve ağaçların ufku kapladığı büyük şehirlerde uygulamak her zaman mümkün değildir..

RTK GPS

İlk iki yöntem bize uluslararası koordinat sistemindeki bir noktanın konumunu verirse, bu daha sonra bölgesel olana çevrilmelidir, o zaman RTK yöntemi (İngilizce Gerçek Zamanlı Kinematikten – gerçek zamanlı kinematik) alanımız için benimsenen koordinat sistemindeki noktaların uzamsal konumlarının değerlerini elde etmemizi sağlar. yalnızca bir alıcı kullanarak. Hayır, taban noktası şüphesiz mevcuttur, ancak bu durumda temel noktalar yüksek binalara sabitlenmiştir ve toplamda mobil bir ağa benzer bir ağ oluşturur. Hem alıcı hem de baz istasyonları, İnternet üzerinden bilgi alışverişinde bulunarak, yalnızca uydularla değil, aynı zamanda birbirleriyle senkronize olmalarına, özel yazılımda yeniden hesaplama zincirini ve koordinatların ayarlanmasını atlamalarına izin verir..

Tahmin edebileceğiniz gibi, baz istasyonları meraklılar tarafından inşa edilmekten çok uzak, bunlara erişim ücretli, ancak harcanan adam-saat sayısından fazlasıyla telafi ediliyor. Gerçekten de, statik ölçümler söz konusu olduğunda, ekip en az üç kişiden oluşuyorsa, biri “üssü” koruyor ve diğer ikisi bir total station kullanarak anketler yapıyorsa, RTK ölçümleri için yalnızca bir uzman yeterlidir. Bu tür cihazların başlatılması neredeyse anında gerçekleşir, birkaç dakika sonra araç veri toplamaya veya zıt eylemi gerçekleştirmeye hazırdır – örneğin, inşaat için bir arsa hazırlarken gerekli olan bir bilgisayarda önceden hesaplanan anket noktalarının aplikasyonunu gerçekleştirmek için. Bu geleceğin teknolojisidir. Genel olarak, kulağa ne kadar çelişkili gelirse gelsin, gelecek nesil araştırmacılar BT uzmanları tarafından temsil edilecek, programlanabilir hesap makineleri ve Bradis tablolarının çağı geri alınamaz bir şekilde ortadan kalktı.

GPS ve GLONASS

NAVSTAR GPS ve GLONASS’ın koordinatlarını belirlemek için dairesel yörünge düzlemlerinde dönen 21 aktif uydu ve üç yedek uydu kullanılır ve GPS sistemindeki bu uçaklar GLONASS’a göre üç kat daha fazladır. Uydular güneş panelleriyle donatılmıştır ve Dünya yüzeyinin 20 km üzerinde uçmaktadır. Gezegenden böyle bir mesafe ve uydu sayısı, dünyanın hemen hemen her yerinde en az 4 uydunun aynı anda gözlemlenmesini sağlar. Dünya etrafında tam bir devrimin zamanı – 12 kozmik saat.

GPS sisteminde, tüm uydular iki özdeş frekansta bir sinyal yayar ve her cihaz, uyduların tanımlanmasına izin veren kendi bireysel kodunu gönderir. GLONASS, tüm uydular için aynı koda sahiptir, yayın ayrıca iki bant halinde gerçekleştirilir. Gördüğünüz gibi, sistemlerin parametreleri yaklaşık olarak aynı, öyleyse kim daha iyi?

GPS, dünyadaki koordinatların belirlenmesinde yeterli doğruluğu sağlıyorsa, GLONASS, Rus gerçekleri için “keskinleştirilir” ve bu da teorik olarak ülkemizdeki yerdeki noktaların uzamsal konumunu daha doğru bir şekilde belirlemesine izin verir. Rus konumlandırma sistemi, askeri çatışmalar sırasında kasıtlı olarak ölçüm doğruluğunu düşüren ve sinyali kısmen kodlayan “Sam Amca” nın ruh haline bağlı değildir. Her durumda, GPS ve GLONASS rakip değildir, ancak bir şekilde müttefiktir, bu nedenle aynı anda iki sistemi destekleyen alıcılar satın almak mantıklıdır, doğruluk yalnızca bundan faydalanacaktır..

Benzer kayıtlar:

1. Uygulamalı Jeodezi. Yüksekliği kalem, ayna veya balonla ölçüyoruz Uygulamalı Jeodezi, özgün ve mükemmel ölçüm yöntemidir. Yüksekliği bir kalem, ayna veya balonla ölçen bu yöntem, güvenilir sonuçlar sağlarken pratik ve çabuk kullanım sunduğu için avantajlıdır....
2. Uygulamalı Jeodezi. Tesviye, inşaat işinin temelidir Uygulamalı Jeodezi, inşaat alanındaki işler için vazgeçilmez bir temeldir. Jeodezi çalışmaları; konum, mesafe, açı vb. gibi konuları yüksek hassasiyet aralıklarında ölçmek için kullanılan özel araçlar ve yöntemler kullanılarak gerçekleştirilir. Uygulamalı...
3. Uygulamalı Jeodezi. Tahmin nasıl anlaşılır Uygulamalı Jeodezi, insanların en kullanışlı şekilde pozisyon veya mesafe ölçümlerini ölçmek için kullanılan bir tekniktir. Bu teknik, GPS kullanılarak tahminleri sezgisel algılamayı ve sonuçların doğruluğunu arttırmak için kullanılmaktadır. Uygulamalı Jeodezi,...
4. Uygulamalı Jeodezi. Sanayi geçmişi Uygulamalı Jeodezi, çok eski bir sanayi alanıdır. Günümüzde özellikle ülkemizdeki jeodezi işlerinin yapılmasında yüksek oranda etkilidir. Jeodezi, zemini tanımlamak, yapıları topographical olarak haritalamak ve arazi ile ilgili tüm ölçümler için...

Daha fazla bilgi edinin  Teras türleri - en iyi seçeneği seçmek