Разработка и исследование технологических решений повышения качества геодезического мониторинга динамических объектов с использованием гнсс

84 
 
 
а)
 
б)
 
 
Рис. 3.12 Движение антенны приёмника в направлениях: 
а) на Север (dN); б) на Восток (dE). 
 
Собранная  в  ходе  эксперимента  измерительная  информация  обработана  в 
режиме  статики  разными  методами:  как  с  применением  метода  наложения 
интервалов, так и без него. Обработка традиционными методами (без наложения 
интервалов)  выполнена  для  сравнения  результатов  и  возможности  оценить 
преимущества  и  недостатки  предложенного  автором  метода.  Обработка  данных 
выполнялась интервалами разной длины. Наиболее подходящим методом признан 
тот, который позволяет по результатам обработки получить траекторию движения 
антенны, наиболее близкую к действительной. 
-4,14 
-4,13 
-4,12 
-4,11 
-4,1 
-4,09 
-4,08 
-4,07 
-4,06 
-4,05 
-4,04 
1
 
11
 
21
 
31
 
41
 
51
 
61
 
71
 
81
 
91
 
101
 
111
 
121
 
131
 
141
 
151
 
161
 
171
 
181
 
191
 
201
 
211
 
221
 
231
 
241
 
251
 
261
 
dN, м 
-30,22 
-30,21 
-30,2 
-30,19 
-30,18 
-30,17 
-30,16 
-30,15 
-30,14 
-30,13 
-30,12 
-30,11 
-30,1 
1
 
11
 
21
 
31
 
41
 
51
 
61
 
71
 
81
 
91
 
101
 
111
 
121
 
131
 
141
 
151
 
161
 
171
 
181
 
191
 
201
 
211
 
221
 
231
 
241
 
251
 
261
 
dE, м 
номер точки 
номер точки 

85 
 
 
 
3.4.1 Обработка данных в режиме статики без наложения интервалов 
Полученный  в  ходе  экспериментальных  наблюдений  ряд  данных  разделён 
на интервалы по 2, 6, 10, 15 и 20 мин. и обработан в режиме статики (интервалы 
идут  один  за  другим,  без  наложения).  Такие  величины  интервалов  выбраны  с 
целью  равномерного  охвата  временной  шкалы  и  обработки  данных  как 
короткими, так и длинными интервалами. Результаты обработки представлены на 
рисунках 3.13, 3.14, 3.15, 3.16 и 3.17, соответственно.  
 
а)
 
б)
 
-4,7 
-4,6 
-4,5 
-4,4 
-4,3 
-4,2 
-4,1 
-4,0 
-3,9 
-3,8 
-3,7 
-3,6 
-3,5 
1
 
6
 
11
 
16
 
21
 
26
 
31
 
36
 
41
 
46
 
51
 
56
 
61
 
66
 
71
 
76
 
81
 
86
 
91
 
96
 
101
 
106
 
111
 
116
 
121
 
126
 
131
 
dN, м 
-30,4 
-30,3 
-30,2 
-30,1 
-30,0 
-29,9 
-29,8 
1
 
6
 
11
 
16
 
21
 
26
 
31
 
36
 
41
 
46
 
51
 
56
 
61
 
66
 
71
 
76
 
81
 
86
 
91
 
96
 
101
 
106
 
111
 
116
 
121
 
126
 
131
 
dE, м 
номер точки 
номер точки 

86 
 
 
в)    
 
 
Рис. 3.13 Обработка ряда данных интервалом по 2 мин.: а) результаты в 
направлении dN; б) результаты в направлении dE; в) плановая невязка f 
(синяя линия) и значение RMS (красная линия). 
а)
 
б)
 
0,0 
0,1 
0,2 
0,3 
0,4 
0,5 
0,6 
1
 
6
 
11
 
16
 
21
 
26
 
31
 
36
 
41
 
46
 
51
 
56
 
61
 
66
 
71
 
76
 
81
 
86
 
91
 
96
 
101
 
106
 
111
 
116
 
121
 
126
 
131
 
-4,35 
-4,30 
-4,25 
-4,20 
-4,15 
-4,10 
-4,05 
-4,00 
1 
3 
5 
7 
9  11  13  15  17  19  21  23  25  27  29  31  33  35  37  39  41  43 
dN, м   
-30,22 
-30,20 
-30,18 
-30,16 
-30,14 
-30,12 
-30,10 
-30,08 
1 
3 
5 
7 
9  11  13  15  17  19  21  23  25  27  29  31  33  35  37  39  41  43 
dE, м  
номер точки 
f, м 
номер точки 
номер точки 

87 
 
 
в)
 
 
Рис. 3.14 Обработка ряда данных интервалом по 6 мин.: а) результаты в 
направлении dN; б) результаты в направлении dE; в) плановая невязка f 
(синяя линия) и значение RMS (красная линия). 
 
а)
 
0,00 
0,05 
0,10 
0,15 
0,20 
0,25 
1  3  5  7  9  11  13  15  17  19  21  23  25  27  29  31  33  35  37  39  41  43  45 
-4,35 
-4,30 
-4,25 
-4,20 
-4,15 
-4,10 
-4,05 
-4,00 
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26 
dN, м 
номер точки 
f, м 
номер точки 

88 
 
 
б)
 
в)
 
 
Рис. 3.15 Обработка ряда данных интервалом по 10 мин.: а) результаты в 
направлении dN; б) результаты в направлении dE; в) плановая невязка f 
(синяя линия) и значение RMS (красная линия). 
 
Как видно на графиках 3.13 - 3.15, результаты обработки интервалами по 2, 
6  и  10  минут  содержат  выбросы,  т.  е.  грубые  ошибки  в  определении  координат 
величиной  по  несколько  дм.  Наличие  таких  грубых  ошибок  говорит  о  том,  что 
используемый  метод  обработки  данных  (интервалами  малой  длины  без 
наложения)  непригоден  для  выявления  смещений  в  подобных  условиях.  Для 
получения  решения  без  грубых  ошибок  необходимо  увеличивать  размер 
интервала, что показано на рис. 3.16 и 3.17. 
-30,22 
-30,20 
-30,18 
-30,16 
-30,14 
-30,12 
-30,10 
-30,08 
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26 
dE, м 
0,00 
0,05 
0,10 
0,15 
0,20 
0,25 
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26 
номер точки 
f, м 
номер точки 

89 
 
 
а)
 
б)
 
в)
 
Рис. 3.16 Истинное (зелёная линия) и выявленное движение антенны 
(красная линия) при обработке интервалом по 15 мин.: а) в направлении 
dN; б) в направлении dE; в) плановая невязка f (синяя линия) и значение 
RMS (красная линия).  
-4,14 
-4,13 
-4,12 
-4,11 
-4,10 
-4,09 
-4,08 
-4,07 
-4,06 
-4,05 
-4,04 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
dN, м 
-30,22 
-30,21 
-30,20 
-30,19 
-30,18 
-30,17 
-30,16 
-30,15 
-30,14 
-30,13 
-30,12 
-30,11 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
dE, м 
0,000 
0,005 
0,010 
0,015 
0,020 
0,025 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10  11  12  13  14  15  16  17  18 
номер точки 
номер точки 
f, м 
номер точки 

90 
 
 
а)
 
б)
 
в)
 
 
Рис. 3.17 Истинное (зелёная линия) и выявленное движение антенны 
(красная линия) при обработке интервалом по 20 мин.: а) в направлении 
dN; б) в направлении dE; в) плановая невязка f (синяя линия) и значение 
RMS (красная линия).  
 
-4,14 
-4,13 
-4,12 
-4,11 
-4,10 
-4,09 
-4,08 
-4,07 
-4,06 
-4,05 
-4,04 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
dN, м 
-30,22 
-30,21 
-30,20 
-30,19 
-30,18 
-30,17 
-30,16 
-30,15 
-30,14 
-30,13 
-30,12 
-30,11 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
dE, м 
0,00 
0,01 
0,02 
0,03 
0,04 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
номер точки 
номер точки 
номер точки 
f, м 

91 
 
 
Наличие  таких  выбросов  на  рис.  3.13  -  3.15  говорит  о  том,  что  малая 
величина  интервалов  (2,  6  и  10  мин.)  недостаточна  для  обработки  имеющейся 
измерительной информации с использованием традиционных методов обработки.  
На графиках 3.14 и 3.15 таких выбросов нет, т. е. в данных условиях интервалов 
по  15  и  20  мин.  достаточно  для  получения  удовлетворительного  решения.  Для 
выбора  наилучшего  варианта  обработки  были  проанализированы  графики 
плановых  невязок,  т.  е.  отличие  вычисленных  координат  от  реальных  для 
интервалов в 15 мин. (3.16 в) и в 20 мин. (3.17 в). 
Для  результатов  обработки  интервалами  по  15  и  20  мин.  вычислены 
значения  плановых  невязок,  которые  позволяют  судить,  насколько  выявленная 
траектория  движения  отличается  от  реальной  на  всём  своём  протяжении.  При 
обработке  данных  интервалами  по  15  мин.  среднее  значение  плановой  невязки 
составляет 4.4 мм, максимальное значение - 22 мм. Для обработки интервалами по 
20  минут  эти  значения  составляют  15.8  мм  и  40  мм,  соответственно.  Таким 
образом,  по  результатам  вычислений  можно  сделать  вывод,  что  наиболее 
подходящим интервалом для обработки данных является интервал 15 мин.  
С  точки  зрения  теории  спутниковых  наблюдений  обработка  данных 
интервалом в 20 мин. должна дать лучшую точность, чем обработка интервалом в 
15  мин,  однако  в  описанном  выше  случае  при  увеличении  интервала  точность 
падает в несколько раз. Это объясняется тем, что при рассматриваемых величинах 
и  скоростях  смещений  увеличение  интервала  обработки  ведёт  к  сильному 
сглаживанию  траектории,  и,  следовательно,  к  понижению  детальности 
выявляемых смещений. 
В  таблице  3.5  представлены  значения  коэффициента  корреляции  r  между 
величиной  плановой  невязки  f    и  значениями  RMS  для  результатов  обработки 
данных интервалами разной длины (т. е. коэффициенты корреляции для графиков 
3.13 в, 3.14 в, 3.15 в, 3.16 в  и 3.17 в ). 
 
 
 

92 
 
 
Таблица 3.5 
Длительность интервала, мин. 
r 
2 
0.66 
6 
0.98 
10 
0.99 
15 
0.86 
20 
0.78 
 
Высокий коэффициент корреляции показывает прямую зависимость между 
величиной  плановой  невязки  и  значением  RMS.    Это  подтверждает 
справедливость  выбора  значения  RMS в  качестве  критерия  точности  в методике 
обработки данных, представленной в пункте 2.3 второй главы. 
Приведённые  в  данном  пункте  результаты  обработки  данных  в  режиме 
статика  без  наложения  интервалов  показывают,  что  для  подобных  условий 
наблюдения  и  характера  смещений  антенны  оптимальной  длиной  интервала 
является  величина  15  мин.  Обработка  интервалами  меньшей  длины  (2,  6  и  10 
мин.)  даёт  большое  количество  грубых  ошибок.  При  увеличении  интервала 
обработки до 20 мин. начинается заметное сглаживание сигнала, то есть несмотря 
на более точное определение координат каждой конкретной точки, из-за редкого 
расположения  этих  точек  нельзя  достаточно  детально  описать  траекторию 
движения антенны. 
 

жүктеу/скачать 5,7 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: