УДК 550.8.024+550.8.028+550.8.08
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ
МЕТОДИКИ
ВЫСОКОТОЧНОГО
НАВИГАЦИОННОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ,
ОСНОВАННОГО
НА ТЕХНОЛОГИИ
PRECISE POINT POSITIONING,
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
АВТОМОБИЛЯ-ЛАБОРАТОРИИ
© 2020 г. А.А. Спесивцев1,2,3, П.С. Михайлов1,2, В.В. Погорелов1,2, И.М. Алешин1, С.Д. Иванов1, Ф.В. Передерин1, К.И. Холодков1
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
2 Научно-технологический университет “Сириус”, г. Сочи, Россия
3 ФГБУ “Центр геодезии, картографии и ИПД”, г. Москва, Россия
Автор для переписки: В.В. Погорелов, e-mail: vvp@ifz.ru
Главное
– повышение точности позиционирования по данным глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС)
– мобильная исследовательская лаборатория на базе автомобиля
– применение технологии Precise Point Positioning (PPP)
– результаты экспериментальных навигационных измерений на субмеридиональных профилях протяженностью около 2500 км
Аннотация. Обосновано перспективное применение технологии высокоточного спутникового позиционирования Precise Point Positioning (PPP) для навигационного обеспечения геофизических съемок, особенно при их выполнении в труднодоступных регионах и над акваториями. Предложены экспериментальная методика исследования технологии PPP с помощью мобильной измерительной лаборатории (МИЛ) на базе автомобиля и оценки ее применимости для решения геофизических задач. Представлены результаты экспериментальных навигационных измерений на субмеридиональных профилях “Москва–Архангельск” и “Москва–Севастополь”.
Ключевые слова: спутниковая навигация, навигационное обеспечение, высокоточное позиционирование, Precise Point Positioning, PPP, мобильная исследовательская лаборатория, глобальные навигационные спутниковые системы, ГНСС, GPS, цифровая модель рельефа, ЦМР, рельеф, модель гравитационного поля Земли, протяженные профили
Цитируйте эту статью как: Спесивцев А.А., Михайлов П.С., Погорелов В.В., Алешин И.М., Иванов С.Д., Передерин Ф.В., Холодков К.И. Экспериментальное исследование методики высокоточного навигационного обеспечения, основанного на технологии Precise Point Positioning, с использованием автомобиля-лаборатории // Наука и технологические разработки. 2020. Т. 99, № 4. С. 53–68. https://doi.org/10.21455/std2020.4-3
Финансирование
Исследование выполнено по госзаданию Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН), а также при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) в рамках научного проекта № 19-35-51014.
Литература
Алешин И.М., Бургучев С.С., Передерин Ф.В., Холодков К.И. Универсальная портативная система сбора геофизических данных // Наука и технологические разработки. 2016. Т. 95, № 4. С.31–34.
Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. Т. 1. М.: ФГУП “Картгеоцентр”, 2005. 334 с.
Дробышев Н.В., Конешов В.Н., Погорелов В.В., Рожков Ю.Е., Соловьев В.Н. Особенности методики аэрогравиметрической съемки, проводимой в высоких широтах // Физика Земли. 2009. № 8. С.36–41.
Дробышев Н.В., Конешов В.Н., Погорелов В.В., Михайлов П.С. Самолет-лаборатория для исследований гравитационного поля Земли // Наука и технологические разработки. 2018. Т. 97, № 4. С.5–27. [Тематический выпуск “Технологии исследования гравитационного поля Земли и повышения точности координатного обеспечения геофизических исследований”]. https://doi.org/10.21455/std2018.4-1
Конешов В.Н., Соловьев В.Н., Погорелов В.В., Непоклонов В.Б., Афанасьева Л.В., Дробышев М.Н. Об использовании аэрогравиметрических измерений для оценки региональных погрешностей аномалий силы тяжести, определенных по современным моделям гравитационного поля Земли // Геофизические исследования. 2016. Т. 17, № 3. С.5–16.
Могилевский В.Е., Павлов С.А. Высокоточная аэрогравиметрическая съемка на шельфе // Официальный сайт ЗАО “ГНПП Аэрогеофизика”. 2009. Электронная публикация: http://aerogeo.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=76%3A2009-10-15-13-37-44 &catid=18%3A2009-06-23-04-49-37&Itemid=21&lang=ru
Передерин Ф.В., Алёшин И.М., Иванов С.Д., Михайлов П.С., Погорелов В.В., Холодков К.И. Портативный комплекс регистрации сигналов ГНСС с высокой частотой опроса: полевые испытания и перспективы применения // Наука и технологические разработки. 2018. Т. 97, № 4. С.28–40. [Тематический выпуск “Технологии исследования гравитационного поля Земли и повышения точности координатного обеспечения геофизических исследований”]. https://doi.org/10.21455/std2018.4-2
Погорелов В.В., Соловьев В.Н., Конешов В.Н., Михайлов П.С. Экспериментальное исследование допустимого удаления самолета-лаборатории от базовой станции при аэрогравиметрической съемке // Наука и технологические разработки. 2018. Т. 97, № 4. С.41–75. [Тематический выпуск “Технологии исследования гравитационного поля Земли и повышения точности координатного обеспечения геофизических исследований”]. https://doi.org/10.21455/ std2018.4-3
Aleshin I.M., Alpatov V.V., Vasiliev A.E., Kholodkov K.I., Burguchev S.S. Data Handling in GNSS Receiver Network and Ionosphere Monitoring Service Solution // Engineering and Telecommunication (EnT), International Conference. 2014. P.122–125. http://ieeexplore.ieee.org/document/ 7121446/
Вurton A.M. Improving the Accuracy and Resolution of SINS/DGPS Airborne Gravimetry. PhD thesis. University of Calgary, Alberta, Canada, 2000. 235 p.
International GPS Service. The IGS 2001/2002 Annual Report / IGS Central Bureau Information System (CBIS). 56 p. ftp://igs.org/pub/resource/pubs/2001-02annrpt.pdf
Jarvis A., Reuter H.I., Nelson A., Guevara E. Hole-filled SRTM for the globe Version 4, available from the CGIAR-CSI SRTM 90m Database. 2008. http://srtm.csi.cgiar.org
Kouba J., Héroux P. Precise point positioning using IGS orbit and clock products // GPS Solutions. 2001. V. 5, N 2. P.12–28. https://doi.org/10.1007/pl00012883
Laurichesse D., Privat A. An Open-source PPP Client Implementation for the CNES PPP-WIZARD Demonstrator // Proceedings of the 28th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2015), Tampa, Florida, USA. Tampa Convention Center, 2015. P.2780–2789.
Laurichesse D., Mercier F., Berthias J.P. Real-time PPP with Undifferenced Integer Ambiguity Resolution, Experimental Results // Proceedings of the 23rd International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2010), Portland, Oregon, USA. Oregon Convention Center, 2010. P.2534–2544.
Rexer M., Hirt C. Comparison of free high resolution digital elevation data sets (ASTER GDEM2, SRTM v2.1/v4.1) and validation against accurate heights from the Australian National Gravity Database // Australian J. Earth Sci. 2014. V. 61, N 2. P.213–226. https://doi.org/10.1080/ 08120099.2014.884983
Rodriguez E., Morris C.S., Belz J.E., Chapin E.C., Martin J.M., Daffer W., Hensle S. An assessment of the SRTM topographic products. Technical Report JPL D-31639, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, 2005. 143 p.
Studinger M., Bell R., Frearson N. Comparison of AIRGrav and GT-1A airborne gravimeters for research applications // Geophysics. 2008. V. 73, N 6. P.151–161. https://doi.org/10.1191/ 1.2969664
Xincun Y., Yongzhong O., Yi S., Kailiang D. Application of Precise Point Positioning technology in airborne gravity // Geodesy and Geodynamics. 2014. V. 5, N 4. P.68–72. https://doi.org/10.3724/ SP.J.1243.2014.04068
Zumberge J.F., Heflin M.B., Jefferson D.C., Watkins M.M., Webb F.H. Precise point positioning for the efficient and robust analysis of GPS data from large networks // J. Geophys. Res. Solid Earth. 1997. V. 102 (B3). P.5005–5017. https://doi.org/10.1029/96JB03860
Сведения об авторах
СПЕСИВЦЕВ Александр Александрович – Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1; Научно-технологический университет “Сириус”. Россия, 354340, г. Сочи, Олимпийский проспект, д. 1; ФГБУ “Центр геодезии, картографии и ИПД”. Россия, 125413, г. Москва, ул. Онежская, д. 26, стр. 1, 2. Е-mail: spesivtsev.a.a@gmail.com
МИХАЙЛОВ Павел Сергеевич – Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1; Научно-технологический университет “Сириус”. Россия, 354340, г. Сочи, Олимпийский проспект, д. 1. E-mail: paulmikh@mail.ru
ПОГОРЕЛОВ Виталий Викторович – Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1; Научно-технологический университет “Сириус”. Россия, 354340, г. Сочи, Олимпийский проспект, д. 1. E-mail: vvp@ifz.ru
АЛЕШИН Игорь Михайлович – Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: ima@ifz.ru
ИВАНОВ Станислав Дмитриевич – Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: f0ma@ifz.ru
ПЕРЕДЕРИН Фёдор Викторович – Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: crash@ifz.ru
ХОЛОДКОВ Кирилл Игоревич – Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. Россия, 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: keir@ifz.ru