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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 Geotronics: 측지학의 전자공학. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 초보자 라디오 아마추어
지구 표면의 측지 측정은 많은 문제를 해결합니다. 우선, 이것은 다양한 축척의 지도를 만드는 것입니다. 뿐만 아니라 측지학은 천문학, 중력 가속도 측정 과학, 지구 물리학 및 기타 지구 과학과 함께 행성의 기하학적 및 지구 물리학 적 매개 변수를 결정하고 회전 속도의 변화를 연구하고 극의 움직임을 설명하고, 지각의 변형을 연구하고, 엔지니어링 구조의 정밀 제어를 수행합니다. 해양 측지학, 응용 측지학, 우주(위성) 측지학 등은 별개의 영역으로 등장했지만, 모든 경우에 측지 측정 자체는 거리, 각도, 표고(점 높이의 차이)의 세 가지 기하학적 양만을 결정하는 것으로 축소됩니다. 이러한 수량은 특히 적용된 측지학(건설 현장에서 지형을 표시할 때)에서 그 자체로 유용할 수 있지만 가장 중요한 것은 결정되는 점의 좌표를 계산할 수 있다는 것입니다. 좌표는 측량사에게만 중요한 것이 아니라 선원, 비행사, 군대, 다양한 원정대원 등에게 필요합니다. 반세기 전으로 돌아가면 다음과 같은 그림을 볼 수 있습니다. 거리는 강철 20m 테이프로 측정하고 측정 라인을 따라 지면에 연속적으로 놓고 정확한 측정을 위해 24m invar 와이어를 매달아 사용합니다. (매우 시간이 많이 걸리는 작업이었습니다!) 빠른 측정을 위해 순전히 기하학적 원리를 사용하여 광학 거리계를 사용합니다. 밑면이 작은 매우 길쭉한("시차") 삼각형의 솔루션이지만 이러한 거리계의 정확도는 측정된 라인 길이의 XNUMX분의 XNUMX을 초과하지 않으며 범위는 수백 미터입니다. 각도 측정을 위해 망원경, 수평 및 수직 측각 원 및 각도 측정을위한 판독 장치가 포함 된 광학 기계 측각계 인 경위가 사용됩니다. 마지막으로 과잉을 결정하기 위해 정확한 기포 수준과 망원경의 조합 인 수준이 사용되어 파이프의 조준축을 엄격하게 수평 위치로 가져올 수 있습니다. 가져온 후 관찰자는 높이 차이를 결정해야하는 지점에 수직으로 설치된 분할이있는 두 개의 레일에서 판독 값을 읽습니다. 판독 값의 차이와 원하는 초과분을 제공합니다. 따라서 당시의 모든 측지 기기는 전적으로 광학 기계 기기였습니다. 이러한 상황은 50년대 중반까지 지속되었다. 그리고 나서 안전하게 측지 기기의 혁명이라고 부를 수 있는 시기가 왔습니다. 전자가 측지학에 왔습니다. 그것은 선형 측정으로 승리의 행진을 시작한 다음 각도 측정에 침투했으며 최근에는 가장 보수적 인 영역 인 레벨링에 침투했습니다. 1960년 레이저의 출현, 마이크로 전자 공학의 발전, 이후 컴퓨터 기술과 위성 기술이 큰 역할을 했습니다. 측지학과 전자공학의 융합은 새로운 개념인 지오트로닉스의 형성으로 이어졌습니다. 오늘날 지오트로닉스는 무엇입니까? 우선, 거리 측정에 테이프와 전선을 측정하는 대신 전자기파를 사용하여 실제 측정 시간(즉, 장치 설치 시간을 계산하지 않음)을 말 그대로 몇 초로 줄였습니다. , 그리고 측정된 라인의 길이에 관계없이. 여기에는 두 가지 주요 접근 방식이 있습니다. 첫 번째는 전자파가 A에서 B로 전파되는 시간을 측정하고 전파 속도 v를 곱하여 점 A와 B 사이의 거리를 구한다는 것입니다. (후자는 c/n으로 찾을 수 있습니다. 여기서 c는 매우 정확하게 알려진 진공에서의 빛의 속도이고 an은 온도, 압력 및 습도 측정에서 계산된 공기의 굴절률입니다). 이 방법은 짧은 펄스 형태의 전자기 복사(특히 빛)를 사용할 때 특히 편리합니다. 전파 시간 τ는 다음과 같이 측정됩니다. 지점 A에서 방출된 펄스가 전자 시간 카운터를 트리거합니다. B지점까지 거리를 이동한 후(B지점에 반사경이 있음) 임펄스가 카운터를 멈춥니다. 따라서 이중 전파 시간이 측정됩니다. 이 방법을 시간 또는 임펄스라고 하며 일반적으로 광학 범위에서 사용되지만 실제로 임펄스 레이더와 거의 다르지 않습니다. 거리 측정에 대한 두 번째 접근 방식은 테이프를 측정하는 상황과 매우 유사합니다. 일종의 측정 테이프로서 전자기 진동의 파장(연속 방사 포함)이 작용하여 두 배 측정 거리에 "놓여" 있습니다. 배치가 결정됩니다. 거리는 파장과 위치 수의 곱의 절반으로 구합니다. 일반적인 경우(및 테이프로 측정할 때) 이 숫자는 정수가 아닙니다. N + ΔN과 같습니다. 여기서 N은 정수이고 ΔN은 XNUMX보다 작은 분수입니다. 파장은 미리 알고 있거나 발진 주파수를 측정하여 결정할 수 있습니다. ΔN의 분수 부분은 쉽게 구할 수 있습니다. 이를 위해서는 방출된 진동과 수신된(두 배 거리를 통과한) 진동의 위상차를 측정해야 합니다. 그러나 정수 N의 정의가 주요 문제입니다. 여러 다른 파장에서 위상차를 측정하여 해결할 수 있습니다. 위상차를 측정하기 때문에 이 방법을 위상이라고 합니다. 지상파 조명 및 무선 거리 측정기에서는 방사 파장이 측정에 사용되지 않고 훨씬 더 긴 변조 파장이 사용됩니다. 사실은 방사선 자체의 주파수가 위상을 결정하기에는 너무 높다는 것입니다. 위상 거리 측정기를 구성하기 위한 일반화된 계획이 그림 1에 나와 있습니다. XNUMX.
광원 또는 전파는 Asin(ωt + φo) 형식의 반송파 고조파 진동을 방출합니다. 그러나 방사 전에 이러한 매개변수 중 하나(조명 범위 측정기에서는 일반적으로 광도를 결정하는 진폭 A, 무선 거리 측정기에서는 주파수 f = ω / 2π)가 특정 주파수를 갖는 정현파 법칙에 따라 변조됩니다. F, 반송파 주파수 f보다 훨씬 낮습니다. 이 주파수는 측정된 거리에 배치된 측정 테이프 역할을 하는 더 긴 "변조파"에 해당합니다. 이 경우 규정 ΔN = Δφ/2π의 소수 부분은 0에서 2π 범위에 있는 위상차 Δph가 위상 측정기로 측정됩니다. 지상 기반 위상 거리 측정기는 수 센티미터에서 수 밀리미터의 오차로 최대 수십 킬로미터의 거리를 측정합니다. 펄스 방법은 일반적으로 스펙트럼의 가시광선 또는 더 자주 근적외선 영역에서 광학 펄스를 생성하는 강력한 레이저 방사원을 사용하여 광학 파장 범위에서 측지학에 사용됩니다. 그러나 가파른 전선을 가진 짧은 펄스를 형성하는 것이 어렵기 때문에 이 방법의 정확도는 위상 방법의 정확도(기껏해야 데시미터)보다 낮습니다. 따라서 펄스 레이저 거리 측정 시스템은 우주 경로(지구의 인공위성과 심지어 달까지)에서 매우 먼 거리를 측정하는 데 사용되며, 경로의 길이가 크기 때문에 상대 오류가 매우 작습니다. 짧은 거리(수십 미터에서 수백 미터)의 경우 가장 정확한 것은 광학 간섭 방법으로, 다른 방법으로는 얻을 수 없는 정확도(최대 0,63/XNUMX밀리미터(마이크로미터))로 이러한 거리를 측정할 수 있습니다. 이것은 λ = XNUMX μm의 파장에서 스펙트럼의 적색 영역에서 방출하는 저전력 헬륨-네온(He-Ne) 레이저가 있는 레이저 간섭계를 사용하여 구현됩니다. 간섭계는 광학 분야에서 잘 알려진 Michelson 방식에 따라 제작됩니다. 레이저 방사선은 두 개의 빔으로 나뉘며, 그 중 하나는 "기준" 반사기의 도움을 받아 즉시 광검출기로 향하고 다른 하나는 "원격"반사경까지의 거리를 통과한 후 동일한 광검출기. 광검출기에는 어둡고 밝은 밴드의 시스템 형태로 간섭 패턴이 형성되며, 그 중 하나의 밴드만 다이어프램을 사용하여 구별할 수 있습니다. 이 방법은 전체 측정 라인을 따라 거리 반사기를 이동해야 합니다. 반사경을 빛의 파장의 반만큼 이동시키면 간섭무늬가 하나의 무늬만큼 이동하고 측정거리의 시작점에서 끝점까지 반사경을 움직일 때의 줄무늬를 세어 이 거리를 구하면 다음과 같다. 카운트된 무늬의 수(숫자 N)에 λ/2를 곱하여 위상 거리 측정기. 이동식 반사경의 경우 세심하게 조정된 레일 가이드를 제작하고 강력한 콘크리트 지지대에 단단히 고정해야 합니다. 따라서 레이저 간섭 측정의 범위는 전자 측지 거리계를 교정하기 위한 도량형 목적으로 고정된 다중 섹션 기반을 만드는 것입니다. 전파 천문학의 발전으로 매우 긴 베이스라인 전파 간섭계(VLBI)를 만들 수 있게 되었습니다. 그것은 매우 먼 거리 (최대 수천 킬로미터)로 분리 된 두 개의 전파 망원경 1과 2로 구성되어 있으며 (그림 2), 동일한 퀘이사 (외부 은하 전파 소스)에서 노이즈 방사선을 수신합니다.
전파 망원경은 이 노이즈 신호를 (비디오 레코더에) 독립적으로 기록합니다. 두 기록은 동일하지만 퀘이사에서 전파 망원경까지의 거리 차이로 인해 값만큼 시간이 이동했습니다. 레코드는 상관기에서 결합되어 노이즈 신호의 상관 함수를 얻을 수 있습니다. 그 중 하나를 s1(t)로, 다른 하나를 s2(t + τ)로 쓰면 상관 함수 K12 = 여기서 각괄호는 신호 s1 및 s2의 가장 낮은 주파수 성분의 기간보다 훨씬 더 긴 시간에 대한 평균을 의미합니다. 상관 함수는 τ = 1에서 최대값을 갖는다. 따라서 상관기의 출력에서 최대 출력 신호를 얻을 때까지 레코드 중 하나를 이동하여 시간 지연을 측정할 수 있다. 지구 자전으로 인해 퀘이사까지의 거리 차이 ΔS, 따라서 지연 m = ΔS/v가 주기적으로 변하기 때문에 측정 가능한 "간섭 주파수" F가 발생합니다. τ와 F의 측정값은 기지의 길이(전파 망원경 사이의 거리)와 매우 높은 정확도(각각 2...0cm 및 2")로 퀘이사 방향을 결정하는 데 사용됩니다. 전자 제품은 각도 측정도 자동화할 수 있게 했습니다. 전자 세오돌라이트는 유리 디스크에 불투명한 스트로크 또는 코드 트랙의 시스템으로 기록된 각량을 전기 신호로 변환하는 장치입니다. 디스크는 광선에 의해 조명되고 경위가 광검출기에서 회전할 때 이진 코드로 신호가 생성되며 디코딩 후 디스플레이에 디지털 형식의 각도 값 표시를 제공합니다. 전자 경위, 소형 위상 광 거리 측정기 및 마이크로컴퓨터를 단일 일체형 또는 모듈식 설계로 결합하여 전자 토탈 스테이션을 만들 수 있었습니다. 현장에서 처리합니다. 이러한 기기의 정확도 범위는 각도 측정에서 몇 arcseconds에서 0,5"까지, 선형 측정에서 (5mm + 5mm / km)에서 (2mm + 2mm / km)까지 범위이며 범위는 최대 2 ... 5km입니다. . 마지막으로 평준화 작업의 진행 상황에 대해 간단히 언급하겠습니다. 측지학에 레이저 기술을 도입하면서 특히 "레이저 평면" 레벨링 방법(레이저 평면 시스템)이 개발되었습니다. 수직으로 위치한 He-Ne 레이저의 밝은 빨간색 빔이 회전하는 프리즘에 떨어지며 수평면에서 빔 스윕을 생성합니다. 이를 통해 레이저에서 어떤 방향으로든 배치된 레일의 광점에서 판독할 수 있습니다. 광전 표시는 1mm 정도의 판독 정확도를 제공합니다. 이 방법은 빠르고 레일 수를 제한하지 않아 많은 고고도 측량에 편리합니다. 정확한 레벨링을 위해 현재 코딩된 레일에서 작동하는 디지털 레벨이 설계되었습니다. 이 코드는 "XNUMX"을 기준으로 레일의 모든 위치 높이에 대한 정보를 전달합니다. 이미지는 전기 신호로 변환되며 두 개의 레일에서 작업할 때 설치 지점 사이의 초과분이 자동으로 결정됩니다. 응용 측지학에서 He-Ne 레이저의 광범위한 적용에 대해서도 언급하겠습니다. 레이저 빔은 물리적으로 실현되고 공간에서 거의 완벽하게 직선인 기준선이라는 사실 때문에 장비를 정밀하게 설치하는 동안 측정이 이루어집니다. 건설 등 지난 20년 동안 측지 측정의 제XNUMX의 혁명이라 불리는 지구전자공학 분야에서 새로운 질적 도약이 이루어졌습니다. 이것은 글로벌 위성 항법 및 측지 시스템의 생성입니다. 그들은 근본적으로 새로운 측정 방법을 구현하며, 이에 대해서는 기사의 두 번째 부분에서 논의할 것입니다. 글로벌 위성 시스템의 출현으로 언제든지 지구상의 어느 지점에서나 좌표를 결정할 수 있게 되었습니다. 동시에 참조 시간 척도에 대한 참조가 이루어지고 움직이는 물체의 경우 속도 벡터(속도 및 동작 방향)가 결정됩니다. 이 모든 것을 종합하면 종종 "위성 포지셔닝"이라고 합니다. 현재 세계에는 미국의 GPS(Global Positioning System)와 국내 GLONASS(Global Navigation Satellite System)의 두 가지 글로벌 시스템이 있습니다. 이동하는 위성까지의 거리 측정에서 지상 수신기의 좌표를 계산하는 레인징 방식의 시스템으로, 그 순간 좌표는 지상 기반 단지의 운영 결과로 알려져 있습니다. 수신기 위치는 측정된 모든 거리의 교차점(선형 교차점)에서 얻습니다. 신호가 측정된 거리를 앞뒤로 두 번 이동하는 지상파 범위와 달리 위성 시스템은 경로를 따라 신호가 한 번만 통과하는 원치 않는 방법을 사용합니다. 신호는 위성에서 방출되고 전파 시간 τ를 결정하는 지상 수신기에서 수신됩니다. 위성과 수신기 사이의 거리 p = vτ, 여기서 v는 신호 전파의 평균 속도입니다. 위성이 시간 t0에 신호를 방출하고 이 신호가 시간 t0 + τ에 수신기에 도착하면 m을 결정해야 합니다. 이를 위해서는 위성과 수신기에 서로 엄격하게 동기화된 시계가 있어야 합니다. 위성 신호에는 몇 초마다 전송되는 타임스탬프가 포함되어 있습니다. 레이블은 위성 시계에 의해 결정되는 위성에서 출발하는 순간을 "기록"합니다. 수신기는 타임스탬프를 "읽고" 시계에 따라 도착 순간을 고정합니다. 태그가 위성을 떠나 수신기 안테나에 도달하는 순간의 차이는 원하는 시간 간격 τ입니다. 사실, 클럭 동기화는 존중되지 않습니다. 위성은 10-12...10-13의 상대적 불안정성으로 주파수 표준(따라서 시간)을 설정합니다. 각 수신기에 이러한 표준을 갖는 것은 불가능하며 10-8 정도의 불안정성을 가진 일반 석영 시계를 거기에 넣습니다. 알 수없는 값 Δh가 나타납니다. 위성과 수신기의 시계 판독 값의 차이로 범위 결정 결과가 왜곡됩니다. 이러한 이유로 측정에서 얻은 범위를 의사 거리라고 합니다. 좌표를 결정하는 방법은 아래에서 설명합니다. GPS 및 GLONASS 시스템은 3개의 섹터로 구성됩니다(그림 XNUMX).
우주 섹터는 종종 "별자리" 또는 "궤도 별자리"라고 하는 위성 시스템의 모음입니다. 완전한 별자리는 24개의 위성으로 구성됩니다. GPS에서는 60° 회전한 120개의 궤도 평면에, GLONASS에서는 20° 회전한 000개의 평면에 위치합니다. 거의 모든 원형 궤도는 약 12km의 고도를 가지고 있으며, 공전 주기는 XNUMX시간에 가깝습니다. 명령 및 제어 부문에는 추적 스테이션, 정확한 시간 서비스, 컴퓨터 센터가 있는 메인 스테이션, 위성으로 정보를 다운로드하는 스테이션이 포함됩니다. 추적 스테이션은 위성의 천문력(궤도 요소)을 결정하고 좌표를 계산합니다. 정보는 로딩 스테이션에서 위성으로 전송된 다음 수신기로 방송됩니다. 사용자 부문은 개수에 제한이 없는 위성 수신기와 측정 처리를 위한 카메라 컴플렉스(현장 관찰 후 수행되는 "후처리")입니다. 위성 신호. 신호는 두 개의 캐리어 주파수 L1 및 L2에서 위성에서 방출됩니다. PM(Phase Shift Keying) - 범위 지정 이진 코드로 지정된 시간에 반송파 위상을 180° 전송합니다. 위상 반전은 코드 0에서 1로 또는 1에서 0으로의 변경에 해당합니다. Rangefinding 코드는 문자 (XNUMX과 XNUMX)의 교대이므로 어떤 패턴도 알 수 없지만 일정 시간 간격이 지나면 각 문자의 정확도로 주기적으로 반복됩니다. 이러한 프로세스를 의사 난수 시퀀스(PRS)라고 하며 의사 난수 코드를 형성합니다. 두 개의 코드가 사용됩니다. 하나는 "거친" 측정용이고 다른 하나는 "미세한" 측정용입니다. 그들은 상당히 다른 반복 기간(코드 기간)을 가지고 있습니다. 따라서 GPS에서는 C/A 코드(Coarse Aquisition - 쉽게 감지할 수 있고 공개적으로 사용 가능)라는 대략적인 코드가 밀리초마다 반복되고 정확한 코드의 지속 시간은 P 코드(정밀 - 정확), 266,4일입니다. P-코드의 전체 기간은 시스템의 모든 위성에 분산된 주간 세그먼트로 나뉩니다. 즉, 각 위성의 P-코드는 매주 변경됩니다. C/A 코드는 모든 사용자가 사용할 수 있지만 P 코드는 원래 액세스 권한이 있는 사람(주로 미군)만을 대상으로 했습니다. 그러나 이제 거의 모든 사용자의 수신자가 R 코드에 액세스할 수 있습니다. GLONASS 시스템에서도 상황은 비슷하지만 차이점은 이름에만 있습니다. 대략적인 코드를 ST 코드(표준 정확도)라고 하고 정확한 코드를 BT 코드(높은 정확도)라고 합니다. 그러나 코드 사용과 관련하여 GPS와 GLONASS에는 근본적인 차이가 있습니다. GPS는 반송 주파수 L1, L2가 같은 위성마다 C/A 코드와 P 코드가 모두 다른 반면, GLONASS는 반대로 모든 위성의 ST와 BT 코드가 같지만 반송파 주파수는 같다. 주파수가 다릅니다. 즉, GPS는 코드 분리를 사용하고 GLONASS는 위성 신호의 주파수 분리를 사용합니다. 러프 코드는 L1 캐리어에 의해 조작되고 미세 코드는 L1 및 L2 캐리어 모두에 의해 조작됩니다. 위성 신호는 또한 위성에서 전송된 모든 정보를 "내장"하여 타임스탬프, 위성 천체력 데이터, 다양한 보정 값, 연감(시스템의 각 위성 위치에 대한 데이터 모음 및 "건강" 상태 등) 또한 이진 코드로 변환되며 두 통신 사업자가 모두 조작합니다. 내비게이션 메시지 기호의 주파수는 50Hz입니다. GPS에서 위성 신호를 형성하는 일반적인 방식은 Fig. 4.
최신 위성 수신기는 코드 및 위상 측정이라는 두 가지 주요 모드에서 작동할 수 있습니다. 코드 측정은 지구 중심(즉, 지구의 질량 중심에 있는 원점) 직교 좌표계에서 X, Y, Z 점의 좌표를 직접 결정할 수 있기 때문에 절대값이라고도 합니다. 측정을 내비게이션이라고 합니다. 코드 측정에서 위성에서 수신기까지의 PM 신호 전파 시간은 대기 지연 및 상대 클록 보정 Δtch를 포함하여 결정됩니다. 측정은 상관 방법으로 수행됩니다. 수신기에서 위성과 정확히 동일한 PSS가 형성됩니다. 이 로컬 코드와 위성에서 수신된 신호는 로컬 코드 기호가 변경될 때 신호의 위상을 180° 반전시키는 상관기에 공급됩니다. 위성에 대한 로컬 코드의 지연은 코드가 완전히 일치할 때까지 강제로 변경됩니다. 이때 상관기 출력에서 조작이 제거되고 신호 전력이 급격히 증가합니다(상관 함수의 최대값에 해당). 필요한 지연은 신호의 전파 시간에 해당합니다. 이러한 방식으로 지연은 코드의 지속 시간(반복 주기) 내에서만 측정할 수 있으며 대략적인 코드의 경우 1ms입니다. 관심 있는 전파 시간 tr은 훨씬 더 깁니다. 1ms에 전파는 300km를 이동하고 전파 시간의 전체 밀리초 수는 대략적인 거리 값으로 결정되며 150km 이내에서 알아야 합니다. 정확한 코드를 사용할 때 지속 시간이 전파 시간 τр보다 길기 때문에 이 문제가 발생하지 않습니다. τр를 결정하고 이를 진공에서 빛의 속도로 곱하면 관계식 Р = р + cΔtaтм + cΔtch에 의해 기하학적 범위 р와 관련된 의사거리 Р를 얻습니다. 다양한 정확도로 결정됨); c는 진공에서 빛의 속도입니다. 이 비율에서 미지수는 p와 Δtch입니다. 그러나 위성과 수신기 사이의 기하학적 거리 p는 좌표로 표현할 수 있습니다. 위성 좌표는 내비게이션 메시지에서 알려지기 때문에 p에는 세 개의 알 수 없는 수신자 좌표 X, Y, Z가 포함되며 P에 대한 방정식에는 실제로 네 개의 알 수 없는 값인 X, Y, Z 및 At가 포함됩니다. 최대 XNUMX개의 위성을 동시에 측정함으로써 원하는 수신기 좌표를 찾은 솔루션에서 XNUMX개의 미지수를 가진 XNUMX개의 방정식 시스템을 얻습니다. Δtch 값의 일정성을 유지하려면 동시성이 필요합니다. 좌표를 알고 있는 지점에 하나(베이스)를 설치하여 P코드에서 연속적으로 동작하는 XNUMX개의 수신기를 이용한 차동방식을 사용하여 코드 측정의 정확도를 크게 높였습니다. 그가 측정한 의사 범위는 좌표에서 계산된 "참조" 범위와 비교됩니다. 측정 결과를 수정하기 위해 결과 차이 또는 차동 보정이 로버로 전송됩니다. 미분 방법은 최대 몇 데시미터의 정확도를 제공합니다. 위상 측정은 두 개의 수신기로 수행되며 수신기 자체의 좌표가 아니라 동일한 이름의 좌표 차이가 결정되는 상대 측정입니다. 위상 측정 모드는 코드 측정 탐색 모드보다 훨씬 더 나은 정확도를 제공하기 때문에 측지학이라고 합니다. 이 경우 측정되는 것은 위성에서 수신기까지의 신호 전파 시간이 아니라 이 시간 동안 반송파 주파수 진동의 위상 편이입니다. 그러나 측정에서 위성 S에서 수신기 R까지의 거리에서 "진행"하는 총 위상 편이 φSR = 2 N + Δφ가 아니라 2π 미만의 소수 부분 Δφ만 얻을 수 있습니다. 알 수 없는 완전한 위상 주기의 수 N은 위성에서 수신기까지의 거리에 맞는 정수 파장의 수입니다. 거리가 길고(20km) 파장이 작기 때문에(000cm) N은 대략 20억이며 정확하게 결정되어야 합니다: 단위당 오류는 100cm의 범위 오류를 제공합니다. 소프트웨어에 의해 수행되는 측정 결과의 수학적 처리가 주된 역할을 하는 이 문제를 해결하기 위해 개발되었습니다. 위상 측정에서 Δtch의 값이 약간 다르게 해석되는 위상 의사 거리가 얻어집니다. 코드 측정 중에 위성 및 수신기 클럭의 비동기를 반영하는 경우 위상 측정 중에 위성 및 수신기의 기준 발진기의 비동기 발진의 결과이며 bf로 표시합니다. 물론 Δtch와 δφ는 서로 밀접하게 관련되어 있습니다: δφ = 2πf·Δtch. δφ를 제외하려면 두 개의 위성에서 측정을 수행하는 것으로 충분합니다. δφ의 값은 δφS - δφR(즉, 위성과 수신기에 있는 발전기 발진의 초기 위상 간 차이)로 나타낼 수 있습니다. 하나의 위성이 XNUMX개의 이격된 수신기와 동시에 관측되는 경우, 결과의 차이는 관측된 위성에 대한 δφS 값을 제외합니다. 동일한 수신기가 두 번째 위성을 관찰하는 경우 차이는 이 두 번째 위성에 대한 δφS 값을 제외합니다. 이제 차이의 차이, 즉 두 번째 차이를 구성하면 두 수신기에 대한 δφR 값이 제외됩니다. 두 번째 차이 방법은 고정밀 측지 측정을 위한 주요 방법입니다. 두 번째 위상 의사 범위 차이에는 두 개의 위성 1과 2와 두 개의 수신기 A와 B의 좌표가 포함됩니다. 이를 P12로 표시하겠습니다. 지점 A와 B에서 12개의 위성에 대한 위상 의사 거리 측정을 수행하면 P13, P14 및 PXNUMX에 대해 세 개의 독립적인 방정식을 작성할 수 있습니다. 여기서 지점 A와 B의 동일한 좌표의 세 가지 차이는 미지수로 작용합니다. - ХB), (YА - YB), (ZA - ZB). 이러한 방정식 시스템의 솔루션을 통해 기본 AB의 길이를 찾을 수 있으며 수신기 중 하나가 좌표가 알려진 지점에 배치되면 두 번째 지점의 좌표를 쉽게 찾을 수 있습니다. 얻은 차이에서 찾을 수 있습니다. 반송파 주파수에서 위상 측정을 수행하려면 코드 변조를 방지해야 합니다. 이것은 위성에서 오는 신호를 제곱(자체적으로 곱함)하여 달성되며, 그 결과 180° 위상 변화가 360° 변화로 바뀝니다. 위상 키잉이 제거되고 캐리어가 복원됩니다(주파수의 두 배에서). . 위상 측정은 센티미터, 경우에 따라 밀리미터 수준의 정확도를 제공합니다. 이 기사의 범위는 많은 흥미로운 세부 사항을 강조하는 것을 허용하지 않지만 독자가 새로운 현대 과학인 지오트로닉스의 성과에 대한 일반적인 아이디어를 얻었기를 바랍니다. 저자: A.N. Golubev, Doc. 기술. 과학, 교수. 모스크바 주립 측지 및 지도 제작 대학교
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