Радиодальномер высокой точности, потенциальные возможности Опции

[AndVoron]

Доброго времени суток!

Возникла необходимость увеличить точность GNSS позиционирования за счет установки на дополнительных жестких пунктах радиомаяков. На движущейся цели предполагается установить радиодальномер.
Координаты жестких пунктов известны заранее.
Первичное решение получается путем спутникового позиционирования. Далее, производится уточнение путем обратной засечкой от измеренных расстояний радиодальномером до двух опорных пунктов.
Точности и надежности спутникового позиционирования недостаточно. Надо дожать до 5 мм (2сигмы).
Требуемая точность - в пределах 1-10 мм. Цель движется со скоростью 4 км/ч.

Расстояние между жесткими пунктами с радиомаяками - до 3х км.

Предполагается схема установки: два радиомаяка, цель - между ними. (см рисунок).

Подскажите потенциальную возможность такой системы и реальность ее создания.

п.с. Я по образованию строитель.

п.с. расстояние между целью и радиометкой до 3х км.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[_pv]

1мм от 3км это 0.3ppm, можно сказать как у gps, c его десятком метров с расстояния 20тыс км.
то что оно в размерах в 10 000 уменьшено, задачу, я бы сказал, совсем не упрощает, а наоборот. С излучаемыми мощностями конечно немного попроще, а вот с соотношением точностей и длинн волн как-то не очень.
и еще 4км/ч это 1м/с, или только 1мс на измерение для 1мм ошибки.

[AndVoron]

я так думаю, по фазе несущей можно определять достаточно точно расстояния.
Неопределенность числа фаз решается после определения расстояния по результату спутникового позиционирования с точностью 1-3 см.

[Ruslan1]

Посмотрите системы на базе IXSEA LANDINS. Мне ребята говорили, что с Total Station точность пару миллиметров имеют абсолютного позиционирования, очень прикольная штука эта смесь, инерциалка + TS. Чистая инерциалка по ее документации дает 3.5 мм точность. С чистым GPS в несколько раз грубее, наверное, от сантиметра можно рассчитывать.

[AndVoron]

Total Station это тахеометр?
Выбор за радиодальномером только по причине отсутствия прямой видимости - мешают деревья, мелкие строения.

п.с. ГНСС позиционирование будет осуществляться в режиме дифференциальной коррекции, т.е. точность будет в районе 1-3 см. А надо гарантированно 5-10 мм, вот и мысль возникла добавить еще какой-то метод для коррекции.

Сообщение отредактировал AndVoron - May 11 2015, 17:36

[Aner]

Краткосрочную точность в пределах 1-10 мм получить возможно, но это не дешевая и не простая задача. Долгосрочную врядли.
С радио врядли повысите точность, тем более что у вас нет прямой видимости. Проблема не абсолютной прямолинейности распространения радиоволны еще та задача.

[AndVoron]

как понять долгосрочную точность и краткосрочную?
в пределах какого времени?

[Aner]

Абсолютно все плывет меняется и течет во времени температуре и тд. Вопрос то к вам ... в пределах какого времени нужна такая точность?
И что с калибровкой точности делать? У вас же не рубидиевые или водородные синхрогенераторы в радиомаяках.

[AndVoron]

по времени - 8 часов рабочий день.

Принцип работы вижу такой -
через GPS/глонасс систему определяю координаты точки с точностью 10-30 мм.
Определяю расстояния (L1, L2) до радиометок с соответственно такой же точностью (погрешностью) - 10-30 мм.
Далее запускаю радиодальномер с длиной волны, которая позволяет определять точность в пределах 5 мм.
Если определять по фазе несущей, то у нас будет неизвестно число фаз, но имея длины рассчитанные по спутнику, определим число фаз, и далее уже уточним расстояние.

Это сам принцип.
Что использовать в качестве радиометок я не знаю.
Т.е. задача радиодальномера работать в дополнение к спутниковой навигации.

Сообщение отредактировал AndVoron - May 11 2015, 17:54

[Aner]

Думаю с этим принципом не получится. Также с длиной волны, которая в пределах 5 мм не пробёт деревья, мелкие строения точно, ей нужна прямая видимость. Большая длина волны не даст точности. Да и с трассой радиоволны, не будет она такой уж прямой для запрошеной вами точности.

[AndVoron]

http://www.navgeocom.ru/use/gornaya-promys...-zolotodobychi/

Locata Corporation разработала технологию радиолокации, позволившую воспроизвоить GNSS-подобный сигнал с поверхности земли. Изучив историю инновационных решений Leica Geosystems, разработчики совместили новаторскую радиолокационную технологию Locata с GNSS для разработки системы позиционирования Leica Jigsaw Positioning System Jps.

Думаю с этим принципом не получится. Также с длиной волны, которая в пределах 5 мм не пробёт деревья, мелкие строения точно, ей нужна прямая видимость. Большая длина волны не даст точности. Да и с трассой радиоволны, не будет она такой уж прямой для запрошеной вами точности.

скорее всего так и есть.
Иначе давно такая система была бы внедрена.

[Ruslan1]

Выбор за радиодальномером только по причине отсутствия прямой видимости - мешают деревья, мелкие строения.
п.с. ГНСС позиционирование будет осуществляться в режиме дифференциальной коррекции, т.е. точность будет в районе 1-3 см. А надо гарантированно 5-10 мм, вот и мысль возникла добавить еще какой-то метод для коррекции.

Попробуйте на эту инерциалку IXSEA посмотреть, они вроде 3.5 мм обещают.
А на радио - это ж тоже надо думать, от чего отразилось-преломилось или где не прошло. Ничем сильно от оптики и не отличается.

[mcheb]

Расстояние между жесткими пунктами с радиомаяками - до 3х км.

НеСтабильность атмосферы на радиочастотах около 10^-5 , итого точность не более 30 мм. В лазерной дальнометрии есть приёмы и коэффициенты + особые условия для получения точности 3 мм. Естественно это для неподвижных отражателей на специальных полигонах.

[AndVoron]

Не спора ради,
а как же спутниковая навигация достигает точности?
Там правда несколько частот L1 L2 L5

[apic]

Не спора ради,
а как же спутниковая навигация достигает точности?
Там правда несколько частот L1 L2 L5

Точность 5 - 10 мм можно получить, но только в статическом режиме 2-х частотным приемником с базовой станцией, т.е. если есть возможность для цели делать хотя-бы короткие остановки.

[Aner]

Точность 5 - 10 мм можно получить, но только в статическом режиме 2-х частотным приемником с базовой станцией, т.е. если есть возможность для цели делать хотя-бы короткие остановки.

Думаю нельзя, не коррелирует с теми же длинами волн, тех же диапазонов частот L1 L2 L5. Если знаете как поясните.

[apic]

Думаю нельзя, не коррелирует с теми же длинами волн, тех же диапазонов частот L1 L2 L5. Если знаете как поясните.

Если принять разрешающую способность при измерении фазе несущей в 1% то получается 2мм

[Aner]

Если принять разрешающую способность при измерении фазе несущей в 1% то получается 2мм

Если вы студент то двойка за такой ответ. Как в GPS идет получение данных и какая обработка результатов надеюсь знаете?
Тогда о какой фазе несущей в 1% вы говорите?

[apic]

Если вы студент то двойка за такой ответ. Как в GPS идет получение данных и какая обработка результатов надеюсь знаете?
Тогда о какой фазе несущей в 1% вы говорите?

Aner, рекомендую скачать книгу Fundamentals Of Global Positioning System Receivers там все доходчиво изложено начиная со страницы 133 -"The basic idea of acquisition is to despread the input signal and find the carrier frequency" и далее.

[Aner]

apic рекомендую GLOBAL POSITIONING SYSTEMS, INERTIAL NAVIGATION, AND INTEGRATION MOHINDER S. GREWAL начинайте со страницы 188 и далее. ... Так о какой фазе несущей в 1% вы говорите? ... И получается, что не даст это никаких 2 мм.

[Ruslan1]

Про точность GPS.
Подскажите, пожалуйста, а какую точность обещают для аппарата(это Тримбл R8), в характеристиках которого написано:

positioning performance1

Code differential GNSS positioning
Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.25 m + 1 ppm RMS
Vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.50 m + 1 ppm RMS
SBAS differential positioning accuracy2. . . . . . . . . . . . . . . . . . .typically <5 m 3DRMS

Static GNSS Surveying
High-precision static
Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 mm + 0.1 ppm RMS
Vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5 mm + 0.4 ppm RMS

Static and FastStatic
Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 mm + 0.5 ppm RMS
Vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 mm + 0.5 ppm RMS

PostProcessed Kinematic (PPK) GNSS surveying
Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 mm + 1 ppm RMS
Vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 mm + 1 ppm RMS

Real-Time Kinematic Surveying
Single Baseline <30 km
Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 mm + 1 ppm RMS
Vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 mm + 1 ppm RMS

Network RTK3
Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 mm + 0.5 ppm RMS
Vertical. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 mm + 0.5 ppm RMS
Initialization time4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . typically <8 seconds
Initialization reliability4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .typically >99.9%


1 Precision and reliability may be subject to anomalies due to multipath, obstructions, satellite geometry, and
atmospheric conditions. The specifications stated recommend the use of stable mounts in an open sky view, EMI and
multipath clean environment, optimal GNSS constellation configurations, along with the use of survey practices that
are generally accepted for performing the highest-order surveys for the applicable application including occupation
time appropriate for baseline length. Baselines longer than 30 km require precise ephemeris and occupations up to
24 hours may be required to achieve the high precision static specification.
2 Depends on SBAS system performance.
3 Network RTK PPM values are referenced to the closest physical reference station.
4 May be affected by atmospheric conditions, signal multipath, obstructions and satellite geometry. Initialization
reliability is continuously monitored to ensure highest quality

вот, например, для режима "Static GNSS Surveying" говорят про "3 mm + 0.1 ppm RMS" горизонтальной точности. Это сколько в миллиметрах? от какой величины это "ppm" брать ?

[apic]

Про точность GPS.
Подскажите, пожалуйста, а какую точность обещают для аппарата(это Тримбл R8), в характеристиках которого написано:



вот, например, для режима "Static GNSS Surveying" говорят про "3 mm + 0.1 ppm RMS" горизонтальной точности. Это сколько в миллиметрах? от какой величины это "ppm" брать ?

0.1 ppm имеется в виду от длины базовой линии - расстояние от базовой станции до ровера, соответственно если расстояние 10км - 0.1ppm -> 1мм +3мм = 4мм с вероятностью 65%

[Ruslan1]

0.1 ppm имеется в виду от длины базовой линии - расстояние от базовой станции до ровера, соответственно если расстояние 10км - 0.1ppm -> 1мм +3мм = 4мм с вероятностью 65%

Значит, можно говорить о точности 4 мм, если в пределах 10 км от точки измерения есть такая БС или есть силы(средства) поднять свою.
Похоже на то, что Топикстартеру нужно. Вполне просчитываемый вариант, и по времени и по деньгам- в отличии от изобретения новых радиометодов.