Разработка и исследование технологических решений повышения качества геодезического мониторинга динамических объектов с использованием гнсс
Теория метода наложения интервалов
жүктеу/скачать 5,7 Mb. Pdf көрінісі
|
c64a20c743627cd80f054e67e7f44291
| 2.2 Теория метода наложения интервалов
Применение рассмотренных в пункте 2.1 методов к результатам спутниковых наблюдений нельзя признать корректными в силу того, что в них применяется смещение интервала вдоль временного ряда и в пределах каждого интервала выполняется осреднение тем или иным способом. Применительно же к спутниковым наблюдениям предлагается использовать метод наложения интервалов, в котором интервал обработки так же перемещается вдоль полученного из наблюдений временного ряда, но внутри интервала выполняется принципиально другая обработка данных, а именно данные обрабатываются с использованием алгоритма вычислений в режиме статика. Как уже указывалось, обработка измерительной информации при относительных спутниковых определениях, применяемых при мониторинге сооружений, ведётся двумя способами: в режиме кинематики и в режиме статики. Обработка в режиме статики даёт более надёжные и точные результаты, поэтому 50 именно этот режим выбран нами для обработки данных. Такая обработка позволяет получать координаты антенны приёмника с миллиметровой точностью, применение специальных алгоритмов обработки может ещё повысить точность определения координат. При обработке данных мониторинга в режиме статика ряд данных делится на интервалы определённой длины, затем каждый интервал обрабатывается в выбранном программном обеспечении, пользовательском (Trimble Business Center, Leica Geo Office , Topcon Tools и т. п. - в зависимости от используемого оборудования) или научном (GAMIT/GLOBK, Bernese, GYPSY). Обработка выполняется по последовательно расположенным друг за другом интервалам определённой длины (рис. 2.1). По результатам обработки всех интервалов получают ряд координат, по времени разнесённых на длину выбранного интервала. Изменение значений координат со временем характеризует смещения исследуемого объекта. Этот метод имеет существенный недостаток - сильное сглаживание и низкая детализация выявляемых смещений. Уменьшение длины интервала повышает детализацию, но может привести к падению точности определения координат. Рис. 2.1 Пример обработки с использованием интервалов по 1 ч., интервалы располагаются один за другим. Предлагается использовать иной метод вычислений: приёмник непрерывно производит наблюдения, а вычисление координат происходит по обработке временных интервалов, которые идут не один за другим, а частично накладываются друг на друга [56, 57]. Схема метода показана на рис. 2.2. Такой 51 способ позволяет получать координаты приёмника так часто, как это необходимо. Ясно, что при этом увеличивается объём вычислений, но при современном уровне развития вычислительной техники это несущественно. Рис. 2.2 Пример обработки данных с использованием интервалов по 1 ч. с наложением 45 мин. (сдвиг начала одного интервала относительно начала другого 15 мин.). Величина сглаживания зависит от длины интервала, который применяется для вычислений. От размера интервала также зависит точность определения координат: чем больше интервал - тем, в общем случае, выше точность. Но, с другой стороны, обработка ряда данных интервалом меньшей длины позволит получить большее число точек, описывающих траекторию движения, а значит описать выявляемое смещение более детально. То есть, для повышения детализации следует уменьшать величину интервала, но значительное уменьшение может привести к потере точности. Автором были выполнены многочисленные исследования, которые позволили разработать методику подбора 52 оптимальной длины интервала в зависимости от условий наблюдений и величины смещений сооружения, на котором закреплена антенна приёмника. Для наглядного представления результатов, получаемых при обработке рассматриваемыми методами, на рис. 2.3 и 2.4 приведены графики выявленных смещений. На рис. 2.3 приведён пример обработки 3-часового временного ряда в режиме статика без использования метода наложений интервалов. Длительность каждого интервала 1 ч. Результатами обработки являются координаты трёх точек, которые описывают перемещение объекта со временем (траектория показана синей линией на рис. 2.3 и 2.4). На рис. 2.4 зелёной линией показаны результаты обработки того же самого временного ряда, но с применением метода наложений интервалов. Рис. 2.3 Обработка временного ряда интервалами по 1 ч. и выявленное в результате изменение положения объекта. 53 Рис. 2.4 Обработка временного ряда интервалами по 1 ч. с применением метода наложений и выявленное изменение положения объекта. Как видно из рисунка 2.4, применение метода наложения интервалов позволяет получать координаты промежуточных точек, что повышает детализацию выявляемых смещений антенны приёмника и позволяет точнее описать изменение её положения. Повышение детальности выявления смещений является, по сути, увеличением точности определения координат антенны, закреплённой на динамическом объекте, т. к. более детальная траектория на любой момент времени показывает более близкое к реальному положение антенны. |