Для каждого метода геодезической съемки используются разные методики и время наблюдений. При проведении геодезической съемки для постобработки необходимо следовать нижеуказанным правилам:

·               Приемники, проводящие постобработку, должны работать синхронно;

·               Приемники, проводящие постобработку, должны работать с одинаковыми или общими интервалами эпох.

Статическая съемка является наиболее точным методом геодезической съемки. При статической съемке антенна устанавливается над точкой на штативе или другой неподвижной подставке. Используются, по крайней мере. два приемника: один на точке с известными координатами, а другой – на точке, координаты которой надо определить: наблюдения проводятся синхронно с одинаковыми интервалами эпох и при наличии, по крайней мере, четырех «общих» спутниках.

Хотя статическая съемка и является наиболее точным методом геодезической съемки, она требует и наибольшее время наблюдений. Время сеанса обычно составляет около одного часа: интервалы сбора данных длятся 30 секунд. Время сеанса наблюдений, впрочем, может варьироваться в зависимости от условий окружающей среды и длины базовой линии. Несмотря на то, что статическая съемка может проводиться при использовании как одно так и двухчастотных измерениях, для одночастотных приемников длина базовых линий обычно ограничена 10 км. Двухчастотная съемка позволяет работать на базовых линиях длиной более 10 км и устраняет ионосферные погрешности. Для измерений на таких длинных базовых линиях вариант двухчастотных измерений просто необходим.

Статическая съемка требует синхронных наблюдений, по крайней мере, двумя приемниками. Для увеличения эффективности работы целесообразно проводить наблюдения на нескольких точках одновременно, используя для съемки соответственное количество приемников. С помощью программного обеспечения для постобработки можно одновременно анализировать и обрабатывать данные нескольких приемников.

В сравнении с другими методами геодезической съемки, статическая съемка требует большей продолжительности сеанса наблюдений. Вместе с тем надо отметить, что метод позволяет разрешить сопутствующие измерениям проблемы, такие как пропуск цикла и многолучевость, и обеспечить высокий уровень точности.

Быстрая статическая съемка в значительной мере то же самое, что и статическая съемка за тем исключением, что сеанс измерений может проводиться за более короткий период времени и требует двухчастотных GPS/ГЛОНАСС приемников.

В общем, быстрая статическая съемка является эффективной при длине базовой линии в пределах 10 км, времени синхронных наблюдений около 20 минут и периоде сбора данных 15 секунд. Однако, эффективная длина базовой линии и время сеанса может варьироваться в зависимости от количества отслеживаемых спутников, значения DOP (геометрического фактора ухудшения точности), наличия или отсутствия пропусков циклов, влияния многолучевости, а также других факторов и внешних условий.

Благодаря укороченному времени сеанса, эффективность работы в режиме быстрой статической съемки возрастает. С другой стороны объем полученных данных меньше, чем при статической съемке, так что точность и надежность результатов измерений может оказаться ниже.

Для увеличения точности получаемых данных используйте программное обеспечение для планирования работ, чтобы гарантировать достаточное количество спутников и хорошее значение DOP, а также другие оптимальные условия на период измерений. Осуществлять тщательную подготовку перед проведением измерений.

При кинематической съемке на базовой станции проводится статическая съемка в точности как это описано для метода статической геодезической съемки; при этом подвижная станция осуществляет набор данных во время движения. Различают два вида кинематической съемки: с остановками (Stop and GO) и непрерывная.

Так же как и при статической съемке, кинематическая съемка требует, чтобы спутниковые сигналы принимались одновременно, по крайней мере, двумя приемниками, причем, не менее четырех спутников было бы «общими». Один из приемников работает в качестве базовой  станции. Так же как и при статической съемке, эта станция осуществляет набор статических данных с помощью антенны, установленной на штативе или другой неподвижной подставке. Другой приемник установлен на подвижном основании и проводит набор полевых данных при помощи антенны, закрепленной на вешке или другом подвижном носителе. Как и при других методах съемки, процесс наблюдений может выполняться одновременно несколькими подвижными приемниками и одной общей базовой станцией.

При кинематической съемке в режиме Стою – Иду, повторно выполняются предельно короткие статические измерения (при остановке) и измерения в процессе движения, делая, таким образом, возможным съемку в большого количества определяемых точек. Так как этот метод требует непрерывного потока данных, необходимо контролировать непрерывное слежение за спутниками в процессе наблюдений и бесперебойную запись данных в процессе движения. Соответственно стремиться к наиболее благоприятным условиям наблюдений. При кинематической съемке время статического отрезка измерений чрезвычайно мало: как правило, время стояния на точке длится порядка одной минуты и содержит 12 эпох по пять секунд каждая. Чем больше время статического отрезка, тем выше будет точность полученных данных. Аналитические результаты, полученные этим методом, соответствуют местоположению, определенному статическим методом.

Непрерывная кинематическая съемка представляет собой метод безостановочной геодезической съемки и используется для достижения последовательного, высокоточного определения точек траектории движущегося тела и т.д. При этом методе аналитические результаты получаются для каждого интервала времени эпохи.

Кинематическая съемка в реальном масштабе времени (RTK) – это методика работ для получения точных координат в реальном времени, и требует специального контроллера для обработки и сохранения результатов. При съемке в режиме RTK так же, как и при кинематической съемке, один приемник служит в качестве базовой станции и осуществляет наблюдения с антенной, закрепленной на штативе или другой неподвижной подставке. Другой же приемник работает на подвижном основании и проводит измерения с антенной на вешке и перемещаемой по определяемым точкам.

В отличие от кинематической съемки с постобработкой, базовая станция и подвижный приемник, связаны при помощи радиотелеметрической системы или другой системы связи. Данные коррекции по фазе несущей и другие данные, получаемые на базовой станции, передаются на подвижный приемник через модем. Благодаря этим передаваемым данным и собственным данным, на подвижном комплекте немедленно проводится анализ данных по базовой линии, и сразу выдаются результаты вычислений.

Для проведения геодезической съемки в режиме RTK необходима инициализация контроллера, осуществляющего разрешение неоднозначности, инициализация может осуществляться даже в процессе движения.

5. Точность определения координат.

Принципиально точность определения координат объектов с помощью СНС GPS и ГЛОНАСС примерно одинакова. Сигналы в системе GPS излучаются на частоте 1227 МГц и 1575 МГц, а ГЛОНАСС - 1250 МГц и 1600 МГц и кодируются для организации так называемого «селективного (избирательного) доступа». Оба сигнала используют два кода. Первый из них в GPS называется «легко обнаруживаемый», а в ГЛОНАСС - «стандартной точности». Второй код в GPS называется «закрытый» (в ГЛОНАСС - «высокой точности») и предназначен для санкционированного использования. Для геодезии высокая точность позиционирования является важнейшим свойством. Современные геодезические приемники способны определять координаты с точностью до 1 м, а в дифференциальном режиме (DGPS) до 5 мм. DGPS использует дополнительный, фиксированный в одной точке GPS-приемник для определения корекции спутниковых сигналов.

На точность определения координат существенное влияние оказывают ошибки, возникающие при выполнении процедуры измерений. Природа этих ошибок различна.

Неточное определение времени. При всей точности временных эталонов ИСЗ существует некоторая погрешность шкалы времени аппаратуры спутника. Она приводит к возникновению систематической ошибки определения координат около 0.6 м.

Ошибки вычисления орбит. Появляются вследствие неточностей прогноза и расчета эфемерид спутников, выполняемых в аппаратуре приемника. Эта погрешность также носит систематический характер и приводит к ошибке измерения координат около 0.6 м.

Инструментальная ошибка приемника. Обусловлена, прежде всего, наличием шумов в электронном тракте приемника. Отношение сигнал/шум приемника определяет точность процедуры сравнения принятого от ИСЗ и опорного сигналов, т.е. погрешность вычисления псевдодальности. Наличие данной погрешности приводит к возникновению координатной ошибки порядка 1.2 м.

Многопутность (многолучевость) распространения сигнала. Появляется в результате вторичных отражений сигнала спутника от крупных препятствий, расположенных в непосредственной близости от приемника (Рис. 11). При этом возникает явление интерференции, и измеренное расстояние оказывается больше действительного. Такому сигналу требуется больше времени для достижения приемника, чем прямому. Это увеличение времени заставляет приемник считать, что спутник находится на большем расстоянии, чем на самом деле и это увеличивает ошибку при определении положения. Аналитически данную погрешность оценить достаточно трудно, а наилучшим способом борьбы с нею считается рациональное размещение антенны приемника относительно препятствий. В результате воздействия этого фактора ошибка определения псевдодальности может увеличиться на 2.0 м.

Многопутность (многолучевость) распространения сигнала

Ионосферные задержки сигнала. Ионосфера – это ионизированный атмосферный слой в диапазоне высот 50 – 500 км, который содержит свободные электроны. Наличие этих электронов вызывает задержку распространения сигнала спутника, которая прямо пропорциональна концентрации электронов и обратно пропорциональна квадрату частоты радиосигнала. Для компенсации возникающей при этом ошибки определения псевдодальности используется метод двухчастотных измерений на частотах L1 и L2 (в двухчастотных приемниках). Линейные комбинации двухчастотных измерений не содержат ионосферных погрешностей первого порядка. Кроме того, для частичной компенсации этой погрешности может быть использована модель коррекции, которая аналитически рассчитывается с использованием информации, содержащейся в навигационном сообщении. При этом величина остаточной немоделируемой ионосферной задержки может вызывать погрешность определения псевдодальности около 10 м.

Тропосферные задержки сигнала. Тропосфера – самый нижний от земной поверхности слой атмосферы (до высоты 8 – 13 км). Она также обуславливает задержку распространения радиосигнала от спутника. Величина задержки зависит от метеопараметров (давления, температуры, влажности), а также от высоты спутника над горизонтом. Компенсация тропосферных задержек производится путем расчета математической модели этого слоя атмосферы. Необходимые для этого коэффициенты содержатся в навигационном сообщении. Тропосферные задержки вызывают ошибки измерения псевдодальностей в 1 м.

Распространение сигнала в атмосфере Земли

Геометрическое расположение спутников. При вычислении суммарной ошибки необходимо еще учесть взаимное положение потребителя и спутников рабочего созвездия. Если, например, приемник "видит” четыре спутника и все четыре расположены в северном и западном направлениях, то спутниковая геометрия скорее плохая. Причем вплоть до того, что приемник вообще не сможет определить местоположение, потому что все расстояния, измеренные до спутников, будут лежать в одном глобальном направлении. Это означает, что триангуляция будет плохой и что область пересечения построенных прямых будет довольно большой (т.е. область вероятного положения будет занимать значительное пространство и точно указать координаты невозможно). В этом случае, даже если приемник выдает некоторые значения координат, их точность не будет достаточно хороша. Если же эти четыре спутника будут находиться в разных направлениях, то точность значительно возрастет. Предположим, что они расположены равномерно по сторонам горизонта – на севере, востоке, юге и западе. Тогда, очевидно, геометрия будет очень хорошей. Область, определяемая пересечением соответствующих прямых будет невелика и мы можем быть уверены в правильности рассчитанного местоположения.

Геометрия спутников становится особенно важной при использовании GPS-приемника в городе, среди высоких зданий, в горах или в глубоких ущельях. Если сигналы от некоторых спутников оказываются экранированы, то точность определения местоположения будет зависеть от оставшихся "видимыми” спутников (а от их количества – возможность провести расчеты вообще). Чем большая часть неба заслонена искусственными или естественными предметами, тем более сложно определить положение. Хорошие модели GPS-приемников показывают не только сколько спутников находятся в зоне видимости, но и где они расположены на небе (направление и высоту над горизонтом) для того, чтобы определить, не экранируется ли сигнал от данного спутника.

Для этого вводится специальный коэффициент геометрического ухудшения точности PDOP (Position Dilution Of Precision), на который необходимо умножить все перечисленные выше ошибки, чтобы получить результирующую ошибку. Величина коэффициента PDOP зависит от взаимного расположения спутников и приемника. Она обратно пропорциональна объему фигуры, которая будет образована, если провести единичные векторы от приемника к спутникам. Большое значение PDOP говорит о неудачном расположении ИСЗ и большой величине ошибки.