В этом посте мы рассмотрим развитие GPS, объясним, как он функционирует в контексте съемки
За последние тридцать лет система глобального позиционирования (GPS) изменила наш образ жизни. Все, от систем спутниковой навигации в наших автомобилях до возможностей отслеживания местоположения наших телефонов, основано на GPS, чтобы обеспечить быстрый и точный источник данных о местоположении, где бы вы ни находились.
GPS лучше, чем GNSS
Естественно, геодезисты и другие специалисты по геолокации не застрахованы от воздействия этого нововведения – как раз наоборот. Геодезическая индустрия всегда использовала новейшие технологии – просто посмотрите, как разработки в области искусственного интеллекта внедряются в роботизированные тахеометры – и GPS не стала исключением.
Геодезисты и специалисты по локации были одними из первых, кто увидел коммерческие преимущества сети GPS после ее завершения в 1995 году, и с тех пор методы GPS-съемки стали популярным способом быстрой и эффективной съемки больших территорий.
Тем не менее, методы GPS-съемки исторически имели свои недостатки. Поддержание стабильного и точного сигнала не лишено проблем, поскольку для определения местоположения GPS требует, чтобы приемник установил прямую видимость как минимум с четырьмя спутниками.
В сочетании с относительно ограниченной точностью стандартных измерений GPS и возможностью искажения сигнала сделать GPS пригодным для геодезических задач оказалось непростой задачей.
В последние годы эти проблемы были решены путем разработки геодезического оборудования, которое использует всю глобальную навигационную спутниковую систему (GNSS) для повышения точности и ограничения мертвых зон.
В этом посте мы рассмотрим развитие GPS, объясним, как он функционирует в контексте съемки, и рассмотрим преимущества использования геодезического оборудования GNSS.
Что такое GPS?
Как и Интернет, система глобального позиционирования обязана своим существованием военным США. В конце 1950-х годов Министерство обороны США начало изучать способы использования спутников для создания быстрой и точной навигационной системы глобального охвата. Их целью было улучшить наведение ракет и помочь в навигации солдат и военной техники. Первая спутниковая навигационная система , получившая название «Транзит», была запущена в 1960 году и была разработана специально для того, чтобы ВМС США могли отслеживать свои атомные подводные лодки.
Проект GPS был официально запущен в 1973 году с целью предоставить действительно глобальный источник данных о местоположении. Это включало запуск группировки из 24 спутников на фиксированные орбиты, каждый из которых будет передавать свое положение и время с помощью радиосигналов. Это позволит приемникам на земле измерять расстояние до спутника и устанавливать относительное положение.
Первый спутник был запущен в 1978 году, но только в 1993 году был запущен 24-й спутник, а в 1995 году GPS заработала в полную силу . Несмотря на то, что система GPS была разработана для военного использования, коммерческие преимущества GPS были очевидны, и уже в 1983 году США объявили, что после завершения работы она будет доступна для гражданского использования.
Однако на протяжении 1990-х годов США придерживались политики «выборочной доступности» , намеренно снижая точность GPS вне военного контекста. В 2000 году эта политика была отменена, и коммерческое использование GPS ускорилось.
Как работает GPS?
Хотя нам не нужно слишком углубляться в технические детали работы GPS, полезно иметь базовое представление, чтобы понять как его преимущества, так и ограничения с точки зрения геодезии.
Чтобы установить свое (более или менее) точное положение, GPS-приемник должен находиться в зоне прямой видимости как минимум с 4 из 30+ спутников, которые сейчас составляют созвездие GPS. Затем приемник использует по одному сигналу для определения широты, долготы и высоты, а четвертый — для исправления любых ошибок в часах приемника. (Каждый спутник имеет свои бортовые атомные часы.)
Однако следует помнить, что эти сигналы распространяются на огромное расстояние — спутники GPS вращаются на высоте примерно 20 200 км. В результате «готовый» GPS способен определить ваше положение только с точностью до нескольких метров. Как бы примечательно это ни было, этого недостаточно для многих приложений, в первую очередь для геодезии.