Přesné umístění bodu - Precise Point Positioning - Wikipedia

Přesné umístění bodu (PPP) je a globální navigační satelitní systém (GNSS) metoda polohování který vypočítává velmi přesné polohy s chybami za dobrých podmínek pouhých pár centimetrů. PPP je kombinací několika relativně sofistikovaných technik zdokonalování polohy GNSS, které lze použít s hardwarem blízkým spotřebitelům k získání výsledků blízkých průzkumu. PPP používá na rozdíl od standardu jediný GNSS přijímač RTK metody, které využívají dočasně fixovaný základní přijímač v terénu i relativně blízký mobilní přijímač. Metody PPP se trochu překrývají DGNSS metody určování polohy, které používají trvalé referenční stanice ke kvantifikaci systémových chyb.

Metody

PPP se opírá o dva obecné zdroje informací: přímé pozorovatelné a efemeridy.[1]

Přímé pozorovatelné údaje jsou data, která může přijímač GPS měřit sám. Jeden přímý pozorovatelný pro PPP je nosná fáze, tj. nejen časovací zpráva zakódovaná v signálu GNSS, ale také to, zda vlna daného signálu v daném okamžiku jde „nahoru“ nebo „dolů“. Volně řečeno, fáze lze považovat za číslice za desetinnou čárkou v počtu vln mezi daným satelitem GNSS a přijímačem. Fázové měření samo o sobě nemůže přinést ani přibližnou polohu, ale jakmile jiné metody zúžily odhad polohy na průměr odpovídající jedné vlnové délce (zhruba 20 cm), mohou fázové informace odhad zpřesnit. Dalším důležitým přímým pozorovatelem je diferenciální zpoždění mezi signály GNSS různých frekvencí. To je užitečné, protože hlavním zdrojem chyby polohy je variabilita ve zpomalování signálů GNSS v systému ionosféra, což je relativně nepředvídatelně ovlivněno vesmírné počasí. Ionosféra je disperzní, což znamená, že signály různé frekvence jsou zpomalovány různými množstvími. Měřením rozdílu ve zpožděních mezi signály různých frekvencí může software přijímače (nebo pozdější následné zpracování) modelovat a odstraňovat zpoždění na jakékoli frekvenci. Tento proces je pouze přibližný a zůstávají nedisperzní zdroje zpoždění (zejména z vodní pára pohybující se v troposféra ), ale výrazně zvyšuje přesnost.

Ephemerides jsou přesná měření oběžných drah satelitů GNSS, prováděná geodetickou komunitou (dále jen Mezinárodní služba GNSS a další veřejné a soukromé organizace) s globálními sítěmi pozemních stanic. Satelitní navigace funguje na principu, že polohy satelitů v daném okamžiku jsou známy, ale v praxi mikrometeoroid dopady, variace v tlak slunečního záření, a tak dále znamená, že oběžné dráhy nejsou dokonale předvídatelné. Efemeridy, které vysílají satelity, jsou dřívější předpovědi staré až několik hodin a jsou méně přesné (až o několik metrů) než pečlivě zpracovaná pozorování toho, kde se satelity ve skutečnosti nacházely. Pokud tedy systém přijímače GNSS ukládá nezpracovaná pozorování, mohou být později zpracována s přesnějšími efemeridami, než jaké byly ve zprávách GNSS, což vede k přesnějším odhadům polohy, než jaké by bylo možné při standardních výpočtech v reálném čase. Tato technika následného zpracování je již dlouho standardem pro aplikace GNSS, které vyžadují vysokou přesnost. Více nedávno, projekty jako APLIKACE, služba automatického přesného určování polohy z NASA JPL, začali publikovat vylepšené efemeridy přes internet s velmi nízkou latencí. PPP používá tyto proudy k tomu, aby v téměř reálném čase používaly stejný druh korekce, jaký byl použit při následném zpracování.

Aplikace

Přesné určování polohy se stále více používá v oblastech včetně robotika, autonomní navigace, zemědělství, stavebnictví a hornictví.[2]

Hlavní slabinou PPP ve srovnání s konvenčními spotřebitelskými metodami GNSS je to, že to vyžaduje větší výpočetní výkon, vyžaduje vnější proud korekce efemeridy a konvergovat na plnou přesnost nějakou dobu (až desítky minut). Díky tomu je relativně neatraktivní pro aplikace, jako je sledování flotily, kde přesnost v centimetrovém měřítku obecně nestojí za mimořádnou složitost a je užitečnější v oblastech, jako je robotika, kde již může existovat předpoklad palubního procesního výkonu a časté přenos dat.

Reference

  1. ^ Hofmann-Wellenhof, B. (2007-11-20). GNSS - globální navigační satelitní systémy: GPS, GLONASS, Galileo a další. Lichtenegger, Herbert, Wasle, Elmar. Vídeň. ISBN  9783211730171. OCLC  768420719.
  2. ^ Madry, Scott (2015-04-22). Globální družicové navigační systémy a jejich aplikace. New York. ISBN  9781493926084. OCLC  908030625.