Precise Point Positioning

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

PPP (англ. Precise Point Positioning — дословно «позиционирование высокой точности») — метод получения высокоточных координат (в плане и по высоте) местности сантиметровой точности с помощью глобальный навигационных спутниковых систем (ГНСС) посредством получения поправок к эфемеридам орбит и бортовым часам всех видимых НКА от сетевого источника поправок.

PPP является одним из методов DGPS, основанного на применении одного спутникового приемника и постобработки[1].

Метод разработан в компанией NovAtel(Канада) в 2005г как альтернативный метод корректировки координат в системе WGS-84. Метод не требует от непосредственного исполнителя наличия базовой станции (опорного приемника) и/или сигнала со спутников систем дифференциальной коррекции.[2].

Принцип работы[править | править код]

Принцип работы основан на разности фаз несущих частот L1 и L2 и близок к методу FKP применяемому при RTK-определениях.

Информацию в виде отдельных файлов формируют в международных сервисных центрах обработки данных ГНСС наблюдений и предоставляют пользователям из различных стран через специализированные Интернет-ресурсы (SOPAC — Scripps Orbit and Permanent Array Centre и IGS — InternationalGNSS Service). Файл несет в себе точные значения эфемерид и поправок часов спутников, информация о задержке спутникового сигнала в ионосфере и тропосфере и пр.[3]. Продолжительность спутниковых наблюдений на точке, должна составлять не менее получаса в противном случае пост обработка сырых данных и файла поправки не возможна.

Файлы эфемерид и поправок к часам навигационных спутников собранные более чем с 400 станций и предоставленные через сетевой сервис могут иметь вид:

— Ожидаемые (Predicted), по которым возможна обработка результатов измерений методом PPP в режиме реального времени;

— Быстрыми (Rapid), доступными через промежуток от нескольких часов до двух суток (пост обработка результатов измерений);

— Окончательными (Final), доступными через 2–3 недели (пост обработка результатов измерений). [4].

Сравнение с другими методами DGPS[править | править код]

Метод PPP часто путают с относительными (квазидифференциальными) методами космической геодезии (статика, кинематика, stop & go и особенно RTK) в виду того, что состав исходной информации тот же, что и в относительных методах: эфемериды и бортовая шкала времени. В отличии от PPP, RTK не предполагает постобработку (не требует знание точных поправок спутниковых орбит и бортовых часов в режиме реального времени). В РРР-методе вся информация о поправках является апостериорной, то есть она получается в результате наблюдения спутниковой группировки одним или сетью опорных GNSS приемников с известными координатами и реализуются службой точного позиционирования.

Так же метод PPP существенно отличается, от ДГНСС, как охватом, покрываемой территорией, так и методом передачи поправок. В методе ДГНСС ошибки дифференцируют с помощью одной или нескольких наземных базовых станций с точно известными позициями (географическими координатами в глобальной системе WGS84, ПЗ-90 и т. д.) и передают (ретранслируют) через спутники связи по всему земному шару. В отличии от PPP в котором информация о поправках локализуется на сервере и передается через наземный канал связи (линии ВОЛС или GSM). Метод PPP так же как и ДГНСС не предусматривает региональный охват плоских систем координат (МСК-СРФ).

Основным отличием PPP от кинематики реального времени (RTK) заключается в том, что PPP не требует доступа к данным наблюдений из одного или нескольких близко размещаемых базовых станций, и тем, что в PPP реализуется абсолютное позиционирование вместо относительного определения от опорной станции в RТК. Что отличает метод PPP от, эксклюзивных (локальных) решений RTK, в котором источником поправок служить другой (опорный) приемник, каналом связи — радиомодем, а системы координат как правило плоская региональная и/или условная, ограниченная мощностью радиомодема в радиусе 2-3 км.

Причиной путаницы как правило являться схожесть методов передачи поправок в новых методах позиционирования основанных на методе кинематики реального времени (RTK) в которых источником поправок служит доступный локально сетевой сервис, каналом связи (передачи поправок) служат те же сети формата GSM (мобильный интернет через сим-карту), а так же наличие базовых референцстанций размещенных достаточно плотно (через каждые 50 км). Что обусловлено охватом общей плеяды спутников радиусом 20-30 км. Для PPP метода плотность базовых станций гораздо меньше и составляет 12 станций на всю территорию России. Методическая дальность приема поправок ppp-метода практически не ограниченна. Эффективность метода при использовании одно-частотного приемника значительно (на порядок) ниже, но в интересах снижения стоимости конечного оборудования рассматривается для практического применения. Устранение тропосферной погрешности осуществляется по модели, ионосферных погрешностей за счет двух-частотного приема.


способ PPP ДГНС RTK Сетевое (Референсное) RTK
Охват Глобальный Глобальный Локальный (2 км от базовой станции) Региональный (20-30 км от базовой станции)
Способ передачи поправок Сформированный файл поправок Радиосигнал Радиосигнал GSM
Источник поправок Глобальный Сервер Спутник Связи опорный приемник с Радио модемом Локальный Сервер
система координат только WGS84 (географическая гр. мин. сек) ПЗ90, WGS84, и т. д. (географическая гр. мин. сек) условная (прямоугольная метрическая) МСК-РФ (прямоугольная метрическая)
сбор информации сеть базовых станций наземный сегмент GNSS опорный приемник (1 базовая станция) сеть базовых референцных станций
Оператор Частная компания Государство (в лице Министерства обороны) Частное лицо Частная компания

Референцный метод[править | править код]

Дальнейшим развитием метода PPP является Референцные метод. Его можно считать симбиозом классического PPP и квазидифференциальных (относительных) методов использующие не стационарные варианты базовых станций, располагаемых в опорных сетях с известными координатами, а постоянно действующие референцные станции (CORS (Continuously Operating Reference Stations)) Такая станция включает в себя ГНСС приемник, спутниковую антенну, источник бесперебойного питания, средства связи, сервер со специализированным ПО, системы грозозащиты и молниеотводы которые устанавливаются стационарно на специально подготовленное место. Спутниковая антенна базовой станции жестко крепится на верху специального пилона, установленного на неподвижном основании аналогично пунктам геодезической основы. Координаты антенны определяются совместно и с одинаковой точностью с координатами пунктов ГГС (условной системы). Таким образом, спутниковая базовая станция является носителем условной и глобальной (WGS84, ПЗ90 и т.д.) системы координат, с параметрами перехода между ними. Станция работает круглосуточно, все наблюдения обрабатываются и хранятся на сервере (Как правило в формате RINEX). При необходимости предоставляются пользователям по каналам связи через FTP. Полученные данные с координатами антенны в условной системе могут быть использованы для пост обработки квазидифференциальных (относительных) методов. Отличительной особенностью референцного метода с нормативно-правовой точки зрения является то, что напрямую референцные станции не могут быть использованы, как пункты государственной опорной сети. Они собственно не являются частью государственной системы координат. Требуются определенные процессуальные действия связанные с метрологическими и административными службами. Что является определенной проблемой в привязке референцных станций к условной системе (ГГС, специальные местные сети).[5][6] Инфраструктура созданная для референцного метод, широко применяется в методе Real Time Kinematic.

Применение[править | править код]

Мониторинг и определение (переопределение) координат базовых станций наземного и космического сегментов [7].

Фиксация геологических и геофизических выработок в труднодоступных районах[8].

Преимущества[править | править код]

  • PPP доступен при работе одним ГНСС-приемником, без базовых станций в непосредственной близости от пользователя.
  • PPP обеспечивает гораздо большую согласованность позиционирования, чем относительные методы коррекции с использованием базовой станции.
  • PPP уменьшает стоимость и упрощает оперативную логистику полевых работ.
  • Пока не требуется инициализация для получения поправок PPP (в перспективе возможна будет только при наличии договора с организацией эксплуатирующей сеть базовых станций).

Недостатки[править | править код]

  • Требуется целочисленное разрешение фазовой неоднозначности.
  • Стоимость двухчастотного оборудования пока высокая.
  • Ограничивается глобальными системами координат или условными в случаи Референцного метода
  • Большой объем обрабатываемой информации приводит к задержка получения файлов
  • Достоверность информации

См. также[править | править код]

  1. http://www.geoprofi.ru/technology/issledovaniya-tochnosti-metoda-ppp-dlya-navigacionno-geodezicheskogo-obespecheniya-geofizicheskikh-rabot
  2. http://www.gpscom.ru/files/publication/ppp_geoprofi_2_20102.pdf
  3. http://www.gpscom.ru/files/publication/ppp_geoprofi_2_20102.pdf
  4. http://www.geoprofi.ru/technology/issledovaniya-tochnosti-metoda-ppp-dlya-navigacionno-geodezicheskogo-obespecheniya-geofizicheskikh-rabot
  5. https://geostart.ru/post/319#
  6. https://icentre-gfk.ru/naprd/nard_stp_spdrs.htm
  7. https://docviewer.yandex.ru/view/602074024/?*=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%3D&page=1&lang=ru
  8. http://www.geoprofi.ru/technology/issledovaniya-tochnosti-metoda-ppp-dlya-navigacionno-geodezicheskogo-obespecheniya-geofizicheskikh-rabot