РРР-метод определения местоположения

25.01.2022

Качество определения местоположения абсолютным методом может быть значительно повышено за счет применения точных параметров орбит (эфемерид) и поправок к часам спутников. Это является основой метода Precise Point Positioning — «позиционирование высокой точности» (PPP). Так, в постобработке данный метод обеспечивает среднюю квадратическую погрешность (СКП) позиционирования одним спутниковым приемником в несколько сантиметров. Здесь точные абсолютные определения координат выполняются автономно, без вычисления векторов дифференциальным методом, и без уравнивания измерений в сети. Технология обрабатывает наблюдения лишь одного приемника при наличии файлов с точными эфемеридами спутников, параметров бортовых часов и параметров ионосферы, которые необходимы для минимизации ошибок координат. Точность определения координат может меняться в зависимости от времени получения данных, продолжительности наблюдений, геометрии спутников, частоты потери фазовых циклов, типа приемника, качества измерений и других факторов. Ожидаемые показатели точности составляют 0,02 … 0,10 м в статическом режиме, и 0,10 … 0,40 м в кинематическом режиме наблюдений.

Метод РРР позволяет получать сантиметровый уровень точности позиционирования в статическом режиме за суточный сеанс наблюдений, и дециметровый уровень позиционирования в кинематике (с постобработкой, – то есть сперва надо набрать пикеты в режиме «Стой-Иди» или «Кинематика», а затем жди несколько дней (сутки минимум) до получения точных эфемерид спутников, параметров бортовых часов и параметров ионосферы для вычисления точных итоговых координат пикетов).

Данные для обработки наблюдений методом PPP — файлы эфемерид и поправок к часам навигационных спутников — могут быть взяты в сети Интернет, например, с сервера Международной службы ГНСС IGS (International GNSS Service). IGS получает эту информацию в результате обработки совместных измерений с активных (постоянно действующих) опорных станций, расположенных по всему миру. Как только поправки рассчитаны, они доставляются конечному пользователю через спутник (геостационарный) или через Интернет. IGS предоставляет пользователям информацию бесплатно, однако существуют и коммерческие сервисы, например OmniStar, предлагающий данные для обработки методом PPP.

Файлы эфемерид и поправок к часам навигационных спутников могут быть следующих типов:

— предварительно рассчитанными (Predicted), по которым возможна обработка результатов измерений методом PPP в режиме реального времени (это бортовые — «неточные» эфемериды — см. Примечание);

— быстрыми (Rapid), доступными через промежуток от нескольких часов до двух суток;

— окончательными (Final), доступными через 2–3 недели.

Последние две категории используются только при постобработке и позволяют достичь точности определения местоположения в несколько сантиметров (в зависимости от условий наблюдений).

П р и м е ч а н и е:

Бортовые эфемериды передаются в составе спутниковой измерительной информации навигационных спутников, и описывают предсказанное движение навигационных спутников.

Точные эфемериды вычисляются после проведения траекторных измерений опорными станциями, и описывают реальное движение навигационных спутников.

Одним из главных факторов, влияющих на точность решений методом PPP, является продолжительность измерений. Авторы разных публикаций отмечают, что сходящееся решение, обеспечивающее определение местоположения с предельной погрешностью 0,1 м и точнее, может быть получено при продолжительности непрерывных наблюдений не менее 30 минут.

Метод PPP может применяться для контроля и самостоятельно, при наличии надежных ключей перехода к заданной системе координат от WGS–84. В этом случае точность решений, полученных данным методом, будет варьироваться от нескольких дециметров (при наблюдениях продолжительностью дó 30 минут) до нескольких сантиметров (при многочасовых наблюдениях).

На практике эта технология точного определения абсолютных координат применяется вместо дифференциальных методов в труднодоступной местности, где сложно организовать синхронную работу базовых станций и бортового съемочного оборудования. В обычных условиях эта технология используется в основном для проверки результатов относительных определений, поскольку позволяет почти полностью исключить из работы человеческий фактор.

Практический вывод: полевики-изыскатели могут применять этот метод в том случае, когда нет возможности привязать базовую станцию к пунктам ГГС/ОГС (за отсутствием таковых). В таком случае точные координаты базовой станции/станций можно получить методом РРР. Оптимальным кажется вариант из двух таких базовых станций: отработав в режиме РРР-статике 6-12 часов, два приемника через сутки – после получения поправок типа Ultra-Rapid или Rapid – будут иметь точные координаты, и вдобавок точно измеренную базовую линию между ними – для контроля. А с двух базовых станций методом RTK можно снять весьма обширный район изысканий, при необходимости добавляя новые точки ПВО в режиме быстрой статики, или же тахеометром.