Ωστόσο, αναμένεται ότι κατά τη διάρκεια εθνικών καταστάσεων έκτακτης ανάγκης το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ μπορεί να εκμεταλλευτεί τον έλεγχό του στο GPS, δηλ. εμποδίζει τους πολιτικούς χρήστες να έχουν πρόσβαση στο σήμα ή μειώνουν το σήμα έτσι ώστε το σύστημα πλοήγησης να μην μπορεί να υποστηρίξει την πολιτική αεροπορία.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του SNA

Τα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα σε σχέση με τα υπάρχοντα συστήματα ραδιοπλοήγησης (RTS). Τα κύρια πλεονεκτήματα της δορυφορικής πλοήγησης περιλαμβάνουν την εξασφάλιση ακριβούς και αξιόπιστης 4-διάστατης πλοήγησης σε όλες τις περιοχές και σε όλα τα ύψη πτήσης αεροσκαφών και, ως αποτέλεσμα:

μείωση του κινδύνου καταστροφών που σχετίζονται με ανακριβείς πληροφορίες σχετικά με τη θέση του αεροσκάφους, ειδικά σε εκείνες τις περιοχές (υψόμετρα) πτήσης αεροσκάφους όπου η χρήση των υπαρχόντων μέσων είναι αδύνατη ή οικονομικά ανέφικτη·

χρήση ενός ενιαίου βοηθήματος πλοήγησης για την υποστήριξη όλων των σταδίων πτήσης αεροσκάφους, συμπεριλαμβανομένων των προσεγγίσεων ακριβείας για την προσγείωση σε μη εξοπλισμένα αεροδρόμια·

η δυνατότητα εφαρμογής αυτόματης εξαρτημένης επιτήρησης θα παράσχει αύξηση της χωρητικότητας με ταυτόχρονη μείωση των διαστημάτων διαμήκους και πλευρικού διαχωρισμού των αεροσκαφών σε εκείνες τις περιοχές όπου η οργάνωση της επιτήρησης με χρήση σταθμών ραντάρ είναι αδύνατη ή οικονομικά ανέφικτη.

αύξηση της ευελιξίας και της αποτελεσματικότητας των πτήσεων αεροσκαφών με πλοήγηση αεροσκαφών υψηλής ακρίβειας και χρήση πλοήγησης περιοχής με μείωση του χρόνου πτήσης και εξοικονόμηση καυσίμων·

μείωση του κόστους για τις υπηρεσίες εναέριας κυκλοφορίας κατά τον παροπλισμό του στόλου των υφιστάμενων βοηθημάτων πλοήγησης και προσγείωσης και για τη λειτουργία αεροσκαφών με την αντικατάσταση διαφορετικών τύπων εποχούμενου εξοπλισμού με ομοιόμορφα μέσα.

Ωστόσο, η μακροχρόνια χρήση του GPS και του GLONASS έχει δείξει ότι τα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης έχουν τα ακόλουθα μειονεκτήματα:

ευαισθησία σε ακούσιες παρεμβολές που προκαλούνται από ατμοσφαιρικές επιδράσεις.

μπλοκάρισμα σήματος όταν η κεραία κρύβεται από δομικά στοιχεία του αεροσκάφους κατά τη διάρκεια των εξελίξεων.

ευαισθησία σε σκόπιμες παρεμβολές που μπορεί να περιορίσουν την περιοχή εξυπηρέτησης·

έλλειψη ακρίβειας όταν χρησιμοποιείται για σκοπούς προσέγγισης ακριβείας.

Τα παραπάνω μειονεκτήματα μπορούν να εξαλειφθούν χρησιμοποιώντας διάφορα είδη λειτουργικών προσθηκών. Υπάρχουν τρεις κατηγορίες λειτουργικών αυξήσεων: αερομεταφερόμενες, επίγειες και δορυφορικές.

στρατηγική της ICAO στον τομέα ανάπτυξηαεροναυτιλίας με χρήση SNS

Τα τελευταία χρόνια, υπάρχει ενεργή εφαρμογή συστημάτων δορυφορικής πλοήγησης για την επίλυση προβλημάτων περιοχικής πλοήγησης σε διάφορα στάδια πτήσης. Στο μέλλον, το SNS θα αντικαταστήσει σταδιακά όλα τα επίγεια συστήματα πλοήγησης και θα γίνει το μόνο μέσο παροχής πλοήγησης σε ολόκληρη τη διαδρομή.

Επί του παρόντος, η ICAO έχει αναπτύξει την απαιτούμενη απόδοση πλοήγησης (RNP), η οποία καθορίζει τις απαιτήσεις για την ακρίβεια της διατήρησης των παραμέτρων πλοήγησης εντός ενός συγκεκριμένου εναέριου χώρου. Αυτός ο δείκτης δεν σχετίζεται με συγκεκριμένο τύπο εξοπλισμού πλοήγησης, γεγονός που του προσδίδει γενικό χαρακτήρα και τον καθιστά εφαρμόσιμο σε συστήματα δορυφορικής πλοήγησης. Η τιμή RNP καθορίζεται από την τιμή κράτησης, η οποία χαρακτηρίζει το μέγεθος της περιοχής που επικεντρώνεται στη δεδομένη θέση του αεροσκάφους, εντός της οποίας θα παραμείνει για το 95% του χρόνου πτήσης (Εικ. 2.1).

Ρύζι. 2.1. Περιοχή RNP

Το ποσό της κατακράτησης εκφράζεται σε ναυτικά μίλια. Για να απλοποιηθεί η χρήση του RNP στον σχεδιασμό του εναέριου χώρου, το ελλειπτικό σχήμα αυτής της περιοχής αντικαθίσταται από ένα κυκλικό. Επομένως, για παράδειγμα, RNP τύπου 1 σημαίνει ότι ανά πάσα στιγμή, με πιθανότητα 0,95, το αεροσκάφος πρέπει να βρίσκεται σε ακτίνα ενός ναυτικού μιλίου από το σημείο που καθορίζεται από τη μονάδα ελέγχου εναέριας κυκλοφορίας.

Οι τύποι RNP καθορίζουν την ελάχιστη ακρίβεια διατήρησης της απόδοσης πλοήγησης σε μια δεδομένη περιοχή του εναέριου χώρου. Εγκαθίστανται λαμβάνοντας υπόψη την ακρίβεια του ενσωματωμένου εξοπλισμού πλοήγησης, καθώς και τα σφάλματα χειρισμού.

Προκειμένου να διασφαλιστεί το απαιτούμενο επίπεδο ακρίβειας σε διάφορα στάδια της πτήσης, έχουν αναπτυχθεί οι ακόλουθοι τύποι RNP: διαδρομή και αεροδρόμιο.

Για παράδειγμα, σε συνθήκες πτήσης κατά μήκος μιας διαδρομής όπου η πυκνότητα κυκλοφορίας δεν είναι τόσο υψηλή, η τιμή RNP θα είναι στην περιοχή από 20 έως 1 και όταν κάνετε ελιγμούς κοντά σε αεροδρόμιο κατά τις συνθήκες προσέγγισης από 0,5 έως 0,3.

Οι τύποι διαδρομής RNP παρουσιάζονται στον πίνακα. 2.2. .

Πίνακας 2.2

Τύποι διαδρομής RNP

Το RNP 1 έχει σχεδιαστεί για να παρέχει τις πιο αποτελεσματικές πτήσεις σε διαδρομές ATS ως αποτέλεσμα της χρήσης των πιο ακριβών πληροφοριών εναέριας κυκλοφορίας, καθώς και της χρήσης μιας μεθόδου πλοήγησης περιοχής που επιτρέπει τη μεγαλύτερη ευελιξία στην οργάνωση διαδρομών, την αλλαγή διαδρομών και πραγματοποιώντας τις απαραίτητες προσαρμογές σε πραγματικό χρόνο σύμφωνα με τις δομές του εναέριου χώρου. Αυτός ο τύπος RNP παρέχει την πιο αποτελεσματική υποστήριξη των πτήσεων, τη χρήση κανόνων πτήσης και οργάνωσης εναέριου χώρου κατά τη μετάβαση από την περιοχή του αεροδρομίου σε πτήση κατά μήκος μιας διαδρομής ATS και με την αντίστροφη σειρά, δηλ. κατά την εκτέλεση SID και STAR.

Το RNP τύπου 4 προορίζεται για διαδρομές ATS που βασίζονται σε περιορισμένη απόσταση μεταξύ των βοηθημάτων πλοήγησης. Αυτός ο τύπος RNP χρησιμοποιείται συνήθως στον εναέριο χώρο πάνω από μια ήπειρο. Αυτός ο τύπος RNP προορίζεται για τη μείωση των ελάχιστων πλευρικών και διαμήκων διαχωρισμών και τη βελτίωση της επιχειρησιακής απόδοσης στον ωκεάνιο εναέριο χώρο και σε περιοχές όπου η χρήση επίγειων βοηθημάτων πλοήγησης είναι περιορισμένη.

Το RNP 10 παρέχει μειωμένα ελάχιστα πλευρικού και διαμήκους διαχωρισμού και βελτιώνει την επιχειρησιακή απόδοση στον ωκεάνιο εναέριο χώρο και σε επιλεγμένες περιοχές όπου οι δυνατότητες αεροναυτιλίας είναι περιορισμένες.

Το RNP 12.6 παρέχει περιορισμένη βελτιστοποίηση διαδρομής σε περιοχές με μειωμένη διαθεσιμότητα βοηθημάτων πλοήγησης.

Ο τύπος RNP 20 χαρακτηρίζει τις ελάχιστες δυνατότητες για την ακρίβεια του προσδιορισμού των συνθηκών εναέριας κυκλοφορίας, οι οποίες θεωρούνται αποδεκτές για την υποστήριξη πτήσεων σε διαδρομές ATS από οποιοδήποτε αεροσκάφος σε οποιονδήποτε ελεγχόμενο εναέριο χώρο ανά πάσα στιγμή.

Μια ανάλυση των τύπων RNP που προτείνει η ICAO δείχνει ότι για να εξασφαλιστεί η συνεχής χρήση του υπάρχοντος εξοπλισμού πλοήγησης χωρίς αλλαγή της υπάρχουσας δομής των διαδρομών ATS σε ορισμένες περιοχές ή περιοχές, μπορεί να οριστεί τιμή RNP 5 (9,3 km). Απόδειξη αυτού είναι η εισαγωγή του Area Navigation Type RNP5 (B-RNAV) στην Ευρωπαϊκή Περιφέρεια το 1998.

Οι τύποι RNP αεροδρομίου παρουσιάζονται στον πίνακα. 2.3.

Πίνακας 2.3

Τύποι RNP κατά τους ελιγμούς στην περιοχή του αεροδρομίου

Τυπικές λειτουργίες		Οριζόντια ακρίβεια 95%	Ακρίβεια κατακόρυφο 95%
Αρχική προσέγγιση, Ενδιάμεση είσοδος Προσέγγιση μη ακριβείας, αναχώρηση		220 μέτρα (720 πόδια)	Δεν έχει ανατεθεί	Από 0,5 έως 0,3
		220 μέτρα (720 πόδια)	20 μέτρα (66 πόδια)
Κάθετη ελεγχόμενη προσέγγιση		16,0 m (52 ​​ft)	8,0 m (26 πόδια)
Ακριβής προσέγγιση σε			Από 6,0 m έως 4,0 m (20 -13 πόδια)

*) Σύμφωνα με .

Σημειώσεις:

1) Για να εκτελέσετε την προγραμματισμένη λειτουργία στο χαμηλότερο υψόμετρο πάνω από το κατώφλι του διαδρόμου, 95% της τιμής του σφάλματος θέσης χρησιμοποιώντας τοGNSS.

2) Οι απαιτήσεις ακρίβειας συναγερμού και καθυστέρησης περιλαμβάνουν τα ονομαστικά χαρακτηριστικά απόδοσης του δέκτη ασφαλούς έναντι αστοχίας.

Η χρήση του SNS στο στάδιο της προσγείωσης θα επιτρέψει, σε συνδυασμό με ένα σύστημα αύξησης ευρείας περιοχής (WAAS), να αυξήσει την ακρίβειά του στο υπομέτρο και, ως εκ τούτου, να εξασφαλίσει την εκτέλεση μιας προσέγγισης μη ακριβείας (χωρίς καθοδήγηση διαδρομής ολίσθησης ).

Η χρήση του SNS κατά τη φάση της προσγείωσης σε συνδυασμό με ένα σύστημα αύξησης περιορισμένης περιοχής (LAAS) θα βελτιώσει την ακρίβειά του σε εκατοστό και θα εξασφαλίσει την εκτέλεση μιας προσέγγισης ακριβείας (με καθοδήγηση διαδρομής ολίσθησης).

Το τρέχον σύστημα διαχείρισης εναέριας κυκλοφορίας βασίζεται στην έννοια της προκαθορισμένης δρομολόγησης. Αυτό το σύστημα εγγυάται την ασφάλεια των πτήσεων μειώνοντας τη χωρητικότητα. Η χρήση του SNA θα καταστήσει δυνατή την αλλαγή της υφιστάμενης δομής των διαδρομών με τη μείωση των προτύπων διαχωρισμού (ελάχιστα). Αυτό θα οδηγήσει σε αύξηση της χωρητικότητας του παγκόσμιου συστήματος μεταφορών, αυξάνοντας την αποτελεσματικότητα και την κερδοφορία του λόγω της βελτιστοποίησης των διαδρομών. Τα πρώτα βήματα προς αυτή την κατεύθυνση έχουν ήδη γίνει. Για παράδειγμα, πρώτον, το πλάτος των διαδρομών (τροχιών) στον Ειρηνικό Ωκεανό για αεροσκάφη εξοπλισμένα με εξοπλισμό SNS έχει αλλάξει από 60 NM (111 km) σε 30 NM (55,5 km). Δεύτερον, από το 1997, εισήχθη μειωμένος κατακόρυφος διαχωρισμός στην περιοχή του Βόρειου Ατλαντικού από 600 m (2000 πόδια) σε 300 m (1000 πόδια) μεταξύ των επιπέδων πτήσης 290 (8840 m) και 410 (12500 m). Στην ευρωπαϊκή περιφέρεια, η σταδιακή εισαγωγή μειωμένων προτύπων κάθετου διαχωρισμού μεταξύ των παραπάνω κλιμακίων ξεκίνησε το 2001.

Το SNS και οι νέες τεχνολογικές δυνατότητες στον τομέα των συστημάτων επικοινωνίας, πλοήγησης και επιτήρησης θα καταστήσουν δυνατή στο μέλλον την υλοποίηση της ιδέας της ελεύθερης πτήσης. Η ιδέα της ελεύθερης πτήσης σημαίνει βελτιστοποίηση της διαδρομής στη δυναμική πτήσης ανά πάσα στιγμή με βάση τη γνώση της ακριβούς τοποθεσίας του αεροσκάφους και του διανύσματος ταχύτητας σε μια δεδομένη περιοχή. Σε αυτή την περίπτωση, το σχέδιο πτήσης γίνεται μια απλή προκαταρκτική δήλωση προθέσεων.

Αυτή η ιδέα είναι ο απώτερος στόχος ενός μελλοντικού συστήματος αεροναυτιλίας.

Στην ελεύθερη πτήση, τα συστήματα επί του αεροσκάφους υπολογίζουν και μεταδίδουν πληροφορίες σχετικά με την τοποθεσία και τις βραχυπρόθεσμες προθέσεις στις υπηρεσίες ελέγχου εναέριας κυκλοφορίας. Οι υπηρεσίες ελέγχου εναέριας κυκλοφορίας παρακολουθούν τον ικανοποιητικό διαχωρισμό των αεροσκαφών και επεμβαίνουν για σύντομο χρονικό διάστημα στη διαδικασία πτήσης εάν υπάρχει κίνδυνος επικίνδυνης προσέγγισης ή σύγκρουσης.

Έτσι, τα συστήματα δορυφορικής πλοήγησης θεωρούνται απαραίτητο εργαλείο για πτήσεις κατά τη διαδρομή, προσεγγίσεις χωρίς ακρίβεια, διαχωρισμό εναέριου χώρου, βελτιστοποίηση διαδρομής και την έννοια της ελεύθερης πτήσης.

Ερωτήσεις ασφαλείας

Τι SNS περιλαμβάνονται στο GNSS;

Ποια είναι η διαμόρφωση των δορυφόρων στα συστήματα GPS και GLONASS;

Ποια είναι τα κύρια τμήματα ενός συστήματος δορυφορικής πλοήγησης;

Ποιες τιμές αντιστοιχούν στα χαρακτηριστικά ακρίβειας του GPS και του GLONASS;

Πότε μπορεί το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ να χρησιμοποιήσει τον έλεγχό του στο GPS;

Τι σημαίνει η συντομογραφία RNP;

Ποιες τιμές αντιστοιχούν στους τύπους RNP διαδρομής και αεροδρομίου;

Ποιο σύστημα αύξησης, μαζί με το σύστημα δορυφορικής πλοήγησης, θα επιτρέψει μια ακριβή προσέγγιση;

Πώς θα καταστήσει δυνατή η χρήση του SNA την αλλαγή της υπάρχουσας δομής διαδρομής;

Τι σημαίνει η ιδέα της δωρεάν πτήσης;

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΤΟΝΙΣΤΩΝ

Συστήματα συντεταγμένων που χρησιμοποιούνται στη γεωδαισία

Στη γεωδαισία χρησιμοποιούνται τρία συστήματα συντεταγμένων:

• γεωκεντρική (δεμένη με τη Γη).

  ελλειψοειδής.

Σε ορισμένες χώρες, κατά την επεξεργασία γεωδαιτικών μετρήσεων, χρησιμοποιούνται ελλειψοειδή, που προέρχονται από τα αποτελέσματα γεωδαιτικών εργασιών που καλύπτουν την επικράτεια μιας δεδομένης χώρας ή πολλών χωρών. Αυτά τα «εργαζόμενα» ελλειψοειδή ονομάζονται ελλειψοειδή αναφοράς. Το σύστημα συντεταγμένων που ορίζεται σε ένα τέτοιο ελλειψοειδές ονομάζεται τοπικό.

Το ελλειψοειδές αναφοράς διαφέρει από το γενικό ελλειψοειδές της γης σε μέγεθος και το κέντρο του δεν συμπίπτει με το κέντρο της Γης. Λόγω της αναντιστοιχίας μεταξύ των κέντρων των ελλειψοειδών αναφοράς και της πραγματικής Γης, ο δευτερεύων άξονας του ελλειψοειδούς αναφοράς δεν συμπίπτει με τον άξονα περιστροφής της Γης (Εικ. 3.1).

ελλειψοειδές

Καθολικός

ελλειψοειδές

Εικ.3.1. Διαφορές μεταξύ του κοινού επίγειου ελλειψοειδούς

και ελλειψοειδές αναφοράς

Το γεωκεντρικό, γειτονικό, χωρικό ορθογώνιο σύστημα (X, Y, Z), η αρχή του οποίου είναι το κέντρο μάζας της Γης S (γεωκέντρο, δηλαδή το κέντρο μάζας, συμπεριλαμβανομένης της μάζας της ατμόσφαιρας) (Εικ. 3.2) υιοθετείται ως το κύριο γήινο σύστημα συντεταγμένων. Ο άξονας Ζ θα συμπίπτει με τον άξονα περιστροφής της Γης.

Ρύζι. 3.2. Γεωκεντρικό ορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων (X, Y, Z)

Το σύστημα γεωκεντρικών συντεταγμένων χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θέσης του αεροσκάφους κατά την επίλυση του αντίστοιχου συστήματος εξισώσεων. Η επιφάνεια της Γης μπορεί να προσεγγιστεί με αρκετή ακρίβεια από ένα ελλειψοειδές περιστροφής με πεπλατυσμένους πόλους. Στην περίπτωση αυτή, η απόκλιση της ελλειψοειδούς επιφάνειας καθ' ύψος από το γεωειδές δεν υπερβαίνει τα 100 m.

Ένα ελλειψοειδές περιστροφής προκύπτει περιστρέφοντας μια μεσημβρινή έλλειψη γύρω από τον δευτερεύοντα άξονά της. Επομένως, το σχήμα του ελλειψοειδούς περιγράφεται από δύο γεωμετρικές παραμέτρους: τον ημικύριο άξονα ένα και δευτερεύον άξονα σι . Συνήθως σι αντικαθίσταται από την παράμετρο συμπίεσης (επιπεδότητα) του ελλειψοειδούς:

Για τον χωρικό προσδιορισμό της θέσης ενός σημείου στη φυσική επιφάνεια της Γης (ή στο διάστημα) σε σχέση με το ελλειψοειδές της περιστροφής, χρησιμοποιούνται γεωδαιτικές συντεταγμένες: φ - γεωγραφικό πλάτος και λ - γεωγραφικό μήκος, η- ύψος από την επιφάνεια του ελλειψοειδούς. Το ύψος h πάνω από το ελλειψοειδές μετράται κατά μήκος της κανονικής (κάθετης) προς την επιφάνειά του (Εικ. 3.3).

Ρύζι. 3.3. Γεωδαιτικό σύστημα συντεταγμένων και υψόμετρο

Μπορεί να σημειωθεί ότι στη ναυσιπλοΐα χρησιμοποιείται συνήθως η έννοια των γεωγραφικών συντεταγμένων αντί των γεωδαιτικών συντεταγμένων. Ο λόγος για αυτό είναι ότι πριν από την εμφάνιση του SNA, η ακρίβεια του προσδιορισμού του MBC ήταν τέτοια που δεν υπήρχε ανάγκη να γίνουν διακρίσεις μεταξύ των ονομαζόμενων συστημάτων συντεταγμένων.

Συστήματα συντεταγμένωνW.G.S.-84 και PZ-90

Η πλοήγηση είναι αδύνατη χωρίς τη χρήση συστημάτων συντεταγμένων. Όταν χρησιμοποιείται SNS για σκοπούς αεροναυτιλίας, χρησιμοποιείται ένα γεωκεντρικό σύστημα συντεταγμένων.

Το 1994, ο ICAO συνέστησε ως πρότυπο σε όλα τα κράτη μέλη του ICAO να χρησιμοποιούν το παγκόσμιο σύστημα γεωδαιτικών συντεταγμένων WGS-84 από την 1η Ιανουαρίου 1998, επειδή Αυτό το σύστημα συντεταγμένων χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της θέσης του αεροσκάφους όταν χρησιμοποιείται το σύστημα GPS. Ο λόγος για αυτό είναι ότι η χρήση τοπικών γεωδαιτικών συντεταγμένων στην επικράτεια διαφόρων κρατών, και υπάρχουν περισσότερα από 200 τέτοια συστήματα συντεταγμένων, θα οδηγούσε σε ένα πρόσθετο σφάλμα στον προσδιορισμό του MBC λόγω του γεγονότος ότι τα σημεία διαδρομής που εισέρχονται στο Ο δέκτης-δείκτης SNS ανήκει σε ένα σύστημα συντεταγμένων που διαφέρει από το WGS-84.

Το κέντρο του παγκόσμιου συστήματος συντεταγμένων WGS-84 συμπίπτει με το κέντρο μάζας της Γης. Ο άξονας Ζ αντιστοιχεί στην κατεύθυνση του κανονικού πόλου της Γης, ο οποίος κινείται λόγω της ταλαντωτικής περιστροφής της Γης. Ο άξονας Χ βρίσκεται στο ισημερινό επίπεδο στη τομή με το επίπεδο του πρώτου μεσημβρινού (Γκρίνουιτς). Ο άξονας Υ βρίσκεται στο ισημερινό επίπεδο και απέχει 90° από τον άξονα Χ (Εικ. 3.4).

Ρύζι. 3.4. Ορισμός συστήματος συντεταγμένων WGS-84

Στη Ρωσική Ομοσπονδία, για τη γεωδαιτική υποστήριξη τροχιακών πτήσεων και την επίλυση προβλημάτων πλοήγησης κατά τη χρήση του GLONASS, χρησιμοποιείται το γεωκεντρικό σύστημα συντεταγμένων "Earth Parameters 1990". (PZ-90) . Για την εκτέλεση γεωδαιτικών και χαρτογραφικών εργασιών, από την 1η Μαΐου 2002, χρησιμοποιείται το σύστημα γεωδαιτικών συντεταγμένων του 1995 (SK-95). Η μετάβαση από το σύστημα γεωδαιτικών συντεταγμένων του 1942 (SK-42) στο SK-95 θα πάρει μια ορισμένη χρονική περίοδο προτού όλα τα σημεία πλοήγησης στη ρωσική επικράτεια μεταφερθούν στο νέο σύστημα συντεταγμένων.

Οι κύριες παράμετροι των συστημάτων συντεταγμένων που συζητήθηκαν παραπάνω παρουσιάζονται στον πίνακα. 3.1.

Πίνακας 3.1

Συστήματα συντεταγμένων που χρησιμοποιούνται στην πλοήγηση

Παράμετρος
Ημικύριος άξονας, m
Ημιμικρός άξονας, m
Μετατόπιση από κέντρο μάζας Γήινος άξονας, m
Προσανατολισμός σχετικά άξονες, γωνίες. δευτ.		ω Χ
		ω στο

Σημείωμα. Αξίες ∆х, ∆у, ∆zΚαιω Χ , ω στο , ω z για το PZ-90 δίνονται σε σχέση με το WGS-84, και για το SK-95 και το SK-42 σε σχέση με το PZ-90.

Από το τραπέζι 3.1 φαίνεται ότι τα συστήματα συντεταγμένων WGS-84 και PZ-90 είναι σχεδόν τα ίδια. Από αυτό προκύπτει ότι όταν πετάτε κατά μήκος μιας διαδρομής και στην περιοχή ενός αεροδρομίου, με την υπάρχουσα ακρίβεια προσδιορισμού του MVS, δεν έχει σημασία σε ποιο σύστημα συντεταγμένων θα καθοριστούν τα σημεία πλοήγησης.

Στο σύστημα συντεταγμένων PZ-90, το κέντρο (S’) σε σχέση με το κέντρο (S) WGS-84 έχει μια μετατόπιση κατά μήκος των αξόνων X, Y, Z:

ΔX = 2 m, ΔY = 6 m, ΔZ = - 4,5 m,

και, επιπλέον, οι άξονες Y' και Z' μετατοπίζονται σε σχέση με τους άξονες WGS-84 (Y, Z) κατά γωνιακά ποσά:

ω Y = - 0,35’’, ω Z = - 0,11’’.

Ο άξονας Χ στο WGS-84 και ο άξονας Χ στο PZ-90 είναι ο ίδιος.

Μια γωνιακή μετατόπιση του άξονα PZ-90 Y' σε σχέση με τον άξονα WGS-84 Y 0,35'' οδηγεί σε μια γραμμική μετατόπιση στην επιφάνεια του ελλειψοειδούς στον ισημερινό του 10,8 μ, και η μετατόπιση του άξονα Z σε σχέση με τον άξονα Z είναι 0,11'' - 3,4 μ. Αυτές οι μετατοπίσεις μπορούν να οδηγήσουν σε μια γενική (ακτινική) μετατόπιση ενός σημείου που βρίσκεται στην επιφάνεια του PZ-90 σε σχέση με το WGS-84 από 11,3 m.

Ερωτήσεις ασφαλείας

Ορίστε ένα ελλειψοειδές αναφοράς;

Για ποιους σκοπούς χρησιμοποιείται το γεωκεντρικό σύστημα συντεταγμένων όταν χρησιμοποιείται το SNA;

Ποιες γεωμετρικές παράμετροι περιγράφουν ένα ελλειψοειδές περιστροφής;

Ποιο σύστημα συντεταγμένων υιοθετείται ως πρότυπο από τον ICAO;

Ποιο σύστημα συντεταγμένων χρησιμοποιείται στο GLONASS;

Ποιες είναι οι κύριες παράμετροι που χαρακτηρίζουν τα WGS-84 και PZ-90;

Είναι σημαντικό σε ποιο σύστημα συντεταγμένων, WGS-84 ή PZ-90, θα μετρώνται τα σημεία πλοήγησης όταν πετούν κατά μήκος της διαδρομής;

Ποια είναι η ακτινική μετατόπιση ενός σημείου στην επιφάνεια του ελλειψοειδούς στο σύστημα συντεταγμένων PZ-90 σε σχέση με το WGS-84;

ΑΡΧΕΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΠΛΟΗΓΗΣΗΣ ΑΕΡΟΣΚΑΦΩΝ ΣΤΟ SNA

Γενικές αρχές λειτουργίας του ΣΝΑ

Οι αρχές λειτουργίας του GNSS είναι σχετικά απλές, αλλά για την εφαρμογή τους χρησιμοποιούνται προηγμένα επιτεύγματα της επιστήμης και της τεχνολογίας.

Όλοι οι δορυφόροι GPS ή GLONASS είναι ίσοι στο σύστημά τους. Κάθε δορυφόρος, μέσω μιας κεραίας εκπομπής, εκπέμπει ένα κωδικοποιημένο σήμα σε δύο φέρουσες συχνότητες (L1; L2), το οποίο μπορεί να ληφθεί από τον αντίστοιχο δέκτη του χρήστη που βρίσκεται στην περιοχή κάλυψης του δορυφόρου. Το μεταδιδόμενο σήμα περιέχει τις ακόλουθες πληροφορίες:

δορυφορική εφημερίς?

συντελεστές μοντελοποίησης ιονόσφαιρας.

πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του δορυφόρου·

μετατόπιση ώρας συστήματος και δορυφορικού ρολογιού.

πληροφορίες μετατόπισης δορυφόρων.

Ένας κωδικός πανομοιότυπος με αυτόν που λαμβάνεται από τον δορυφόρο δημιουργείται στον δέκτη του εποχούμενου εξοπλισμού του αεροσκάφους. Κατά τη σύγκριση δύο κωδικών, προσδιορίζεται μια χρονική μετατόπιση, η οποία είναι ανάλογη της απόστασης από τον δορυφόρο. Με την ταυτόχρονη λήψη σημάτων από πολλούς δορυφόρους, είναι δυνατός ο προσδιορισμός της θέσης του δέκτη με υψηλή ακρίβεια. Προφανώς, για να λειτουργήσει το σύστημα, είναι απαραίτητος ο ακριβής συγχρονισμός των κωδικών που παράγονται στους δορυφόρους και στους δέκτες.

Ένας βασικός παράγοντας που καθορίζει την ακρίβεια του συστήματος είναι ότι όλα τα στοιχεία του δορυφορικού σήματος ελέγχονται με ακρίβεια από ένα ατομικό ρολόι. Κάθε δορυφόρος έχει τέσσερις κβαντικές γεννήτριες, οι οποίες είναι πρότυπα συχνότητας υψηλής ακρίβειας με σταθερότητα 10 -13 . Το ρολόι του δέκτη είναι λιγότερο ακριβές, αλλά ο κώδικάς του συγκρίνεται συνεχώς με το ρολόι του δορυφόρου και αναπτύσσεται μια διόρθωση για να αντισταθμίσει τη μετατόπιση.

Το επίγειο τμήμα παρακολουθεί τους δορυφόρους, εκτελεί λειτουργίες ελέγχου και καθορίζει τις παραμέτρους πλοήγησης των δορυφόρων. Τα δεδομένα μετρήσεων από κάθε σταθμό παρακολούθησης υποβάλλονται σε επεξεργασία στον κύριο σταθμό ελέγχου και χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη δορυφορικών εφημερίδων. Εκεί, στον κεντρικό σταθμό ελέγχου, παράγονται σήματα για τη διόρθωση του δορυφορικού ρολογιού.

Η θέση ενός αεροσκάφους που χρησιμοποιεί GPS και GLONASS προσδιορίζεται σε συστήματα γεωδαιτικών συντεταγμένων, τα οποία μπορεί να διαφέρουν από τις γεωδαιτικές συντεταγμένες που χρησιμοποιούνται στα συστήματα πλοήγησης επί του σκάφους.

Φυσικές και τεχνικές αρχές λειτουργίας του SNS.

Το παγκόσμιο ελλειψοειδές WGS84 είναι ένα γεωδαιτικό ελλειψοειδές με σταθερό γεωκεντρικό παγκόσμιο σύστημα συντεταγμένων. Το ελλειψοειδές WGS84 καθορίζεται από ένα σύνολο σταθερών και παραμέτρων ελλειψοειδούς μοντέλου που περιγράφουν το μέγεθος και το σχήμα της Γης, τα βαρυτικά και μαγνητικά πεδία. Το WGS84 είναι το τυπικό παγκόσμιο ελλειψοειδές που υιοθετήθηκε ως παγκόσμιο σύστημα συντεταγμένων από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ, καθώς και ως σύστημα συντεταγμένων για το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης (GPS). Είναι συμβατό με το Διεθνές Επίγειο Σύστημα Συντεταγμένων (ITRS). Επί του παρόντος, το WGS84 (G1674) συμμορφώνεται με τα κριτήρια που περιγράφονται στην τεχνική σημείωση 21 της Διεθνούς Υπηρεσίας Περιστροφής Γης (IERS) (TN 21). Ο υπεύθυνος οργανισμός είναι η Εθνική Υπηρεσία Γεωχωρικών Πληροφοριών των ΗΠΑ (NGA). Η NGA σχεδιάζει να προσαρμόσει το σύστημα συντεταγμένων WGS84 το 2013 για να το ευθυγραμμίσει με τους κανόνες της Τεχνικής Σημείωσης 36 του IERS του 2010 (TN 36).

• Προέλευση:Το κέντρο μάζας της Γης, συμπεριλαμβανομένων των ωκεανών και της ατμόσφαιρας, λαμβάνεται ως η αρχή του συστήματος συντεταγμένων.
• Ζ-Άξονας (άξονας Z): Δείχνεται στον πόλο αναφοράς που ορίζεται από τη Διεθνή Υπηρεσία Περιστροφής Γης (IERS Reference Pole). Αυτή η κατεύθυνση αντιστοιχεί στην κατεύθυνση προς τον συμβατικό πόλο της Γης (BIH Conventional Terrestrial Pole) (για την περίοδο 1984.0) με σφάλμα 0,005".
• Άξονας Χ: Ο άξονας X βρίσκεται στο επίπεδο του μεσημβρινού αναφοράς (IERS Reference Meridian) και διέρχεται από την αρχή των συντεταγμένων κάθετων προς τον άξονα Z. Ο μεσημβρινός αναφοράς (IRM) συμπίπτει με τον πρώτο μεσημβρινό (BIH Zero Meridian) (για την περίοδο). 1984.0) με σφάλμα 0,005".
• Υ-Άξονας (άξονας Υ): Συμπληρώνει το ορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων με επίκεντρο τη Γη (ECEF) προς τα δεξιά.
• Κλίμακα:Η κλίμακα του - η κλίμακα της δομής της Γης - είναι συνεπής με την εναλλακτική θεωρία της βαρύτητας (σχετικιστική θεωρία βαρύτητας). Σε συνδυασμό με το ITRS.
• Προσανατολισμός:Παρουσιάστηκε από το International Time Bureau (Bureau International de l'Heure) για την περίοδο 1984.0.
• Εξέλιξη του χρόνου:Η αλλαγή στο χρόνο δεν θα δημιουργήσει υπολείμματα στην παγκόσμια περιστροφή σε σχέση με τον φλοιό της γης.

Επιλογές

Το WGS84 μπορεί να αναγνωριστεί από τέσσερις παραμέτρους: τον ημι-κύριο άξονα του ελλειψοειδούς WGS84, τον παράγοντα ισοπέδωσης της Γης, την ονομαστική μέση γωνιακή ταχύτητα της Γης και τη γεωκεντρική βαρυτική σταθερά. Οι τιμές των παραμέτρων παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα.

Παράμετρος	Ονομασία	Εννοια
Ημιμείζον Άξονας	ένα
Ισοπεδωτικός Παράγοντας της Γης	1/στ
Ονομαστική μέση γωνιακή ταχύτητα	ω	7292115 10 -11 ακτίνια/δευτ
Γεωκεντρική Βαρυτική Σταθερά	GM	3986004.418 10 8 m 3 /sec 2

Η τιμή GM περιλαμβάνει τη μάζα της ατμόσφαιρας της Γης. Οι χρήστες του Παγκόσμιου Συστήματος Εντοπισμού Θέσης (GPS) θα πρέπει να θυμούνται την αρχική τιμή WGS84 GM των 3986005.0 10 8 m3/s2, η οποία ορίζεται στο έγγραφο ελέγχου GPS (ICD-GPS-200) και στην Τεχνική Έκθεση NIMA 8350.2 (Τεχνική Έκθεση).

Υλοποιήσεις του WGS84

Η βάση δεδομένων της Διεθνούς Ένωσης Πετρελαίου και Αερίου (EPSG) και ο ιστότοπος της NGS χρησιμοποιούν ένα κενό μεταξύ "WGS" και "84" στο όνομα "WGS 84". Η βάση δεδομένων EPSG δεν περιέχει ειδικές υλοποιήσεις του ελλειψοειδούς WGS84.

Geog 2D Code	Ελλειψοειδής κώδικας	Σύντομο όνομα	Ελλειψοειδής εποχή	Κωδικός περιοχής	Όνομα περιφέρειας	Σημείωμα	Προκατάληψη
4326	6326	WGS84	1984	1262	Κόσμος	Η πρώτη εφαρμογή που καθιερώθηκε από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ το 1987 χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις Doppler. Γνωστό και ως WGS84 (1987), WGS84 (πρωτότυπο), WGS84 (TRANSIT). Για επιστημονικούς σκοπούς, το αρχικό WGS84 είναι πανομοιότυπο με το NAD83 (1986). Το WGS84 συνδέεται με το ITRF90 χρησιμοποιώντας 7 παραμέτρους μετάβασης Helmert.	Οχι
		WGS84 (G730)	1994.0			Η εφαρμογή που παρουσιάστηκε από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ στις 29 Ιουνίου 1994 βασίζεται σε παρατηρήσεις GPS. Το γράμμα G σημαίνει "GPS" και το 730 είναι ο αριθμός της εβδομάδας GPS. Βασισμένο στο ITRF91.	0,70 μ
		WGS84 (G873)	1997.0			Η εφαρμογή που παρουσιάστηκε από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ στις 29 Ιανουαρίου 1997 βασίζεται σε παρατηρήσεις GPS. Το γράμμα G σημαίνει "GPS" και το 873 είναι ο αριθμός της εβδομάδας GPS. Βασισμένο στο ITRF94.	0,20 μ
		WGS84 (G1150)	2001.0			Η εφαρμογή που παρουσιάστηκε από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ στις 20 Ιανουαρίου 2002 βασίζεται σε παρατηρήσεις GPS. Το γράμμα G σημαίνει "GPS" και το 1150 είναι ο αριθμός της εβδομάδας GPS. Βασισμένο στο ITRF2000.	0,06 μ
		WGS84 (G1674)	2005.0			Η εφαρμογή που παρουσιάστηκε από το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ στις 8 Φεβρουαρίου 2012 βασίζεται σε παρατηρήσεις GPS. Το γράμμα G σημαίνει "GPS" και το 1674 είναι ο αριθμός της εβδομάδας GPS. Βασισμένο στο ITRF2008.	0,01 μ

Επιλογές μετασχηματισμού

Παρακάτω είναι οι επιλογές μετάβασης μεταξύ WGS84 (G1674) και προηγούμενων υλοποιήσεων WGS84, καθώς και ορισμένες υλοποιήσεις ITRF.

Μπορείτε να βρείτε επιλογές για μετάβαση μεταξύ διαφορετικών υλοποιήσεων ITRF στο .

Μετάβαση από	Πηγαίνετε στο	εποχή	Τ1 m	Τ2 m	Τ3 m	ρε ppb	R1 μάς	R2 μάς	R3 μάς	Ακρίβεια m
		2001.0	-0.0047	+0.0119	+0.0156	+4.72	+0.52	+0.01	+0.19	0.0059
ITRF2008	WGS84 (G1674)	2005.0	0	0	0	0	0	0	0	0.10
ITRF2000	WGS84 (G1150)	2001.0	0	0	0	0	0	0	0	0.10
ITRF94	WGS84 (G873)	1997.0	0	0	0	0	0	0	0	0.10
ITRF91	WGS84 (G730)	1994.0	0	0	0	0	0	0	0	0.10
ITRF90	WGS84 (πρωτότυπο)	1984.0	+0.060	-0.517	-0.223	-11.0	+18.3	-0.3	+7.0	0.01

Η φορά περιστροφής του συστήματος συντεταγμένων είναι δεξιόστροφα. Μονάδες: m (μέτρα), mas (χιλιοστά του δευτερολέπτου τόξου) και ppb (μέρη ανά δισεκατομμύριο).
1 mas = 0,001 " = 2,77778 e -7 μοίρες = 4,84814 e -9 ακτίνια. 0,001 " είναι περίπου ίσο με 0,030 m στην επιφάνεια της Γης.

WGS84 και ITRF

Γενικά, το ITRS (και οι ITRFyy υλοποιήσεις του) είναι πανομοιότυπα με το WGS84 εντός ενός μέτρου. Υπάρχουν δύο τύποι υλοποιήσεων WGS84.

• Μια παλαιότερη εφαρμογή που βασίζεται στο δορυφορικό σύστημα πλοήγησης του Ναυτικού των ΗΠΑ, επίσης γνωστό ως Doppler Transit, που παρέχει συντεταγμένες σταθμών με ακρίβεια περίπου ενός μέτρου.
  Σχετικά με αυτήν την υλοποίηση, η Διεθνής Υπηρεσία Περιστροφής Γης δημοσίευσε τις παραμέτρους μετασχηματισμού μεταξύ του ITRF90 και αυτού του συστήματος Doppler στο αρχείο: WGS84.TXT.
• Ενημερώθηκαν οι υλοποιήσεις WGS84 που βασίζονται σε δεδομένα GPS όπως τα G730, G873 και G1150. Αυτές οι ενημερωμένες υλοποιήσεις του WGS84 ταιριάζουν με το ITRF σε επίπεδο ακρίβειας 10 cm.
  Δεν υπάρχουν επίσημα δημοσιευμένες παράμετροι μετασχηματισμού για αυτές τις υλοποιήσεις. Αυτό σημαίνει ότι οι συντεταγμένες ITRF μπορούν επίσης να εκφραστούν σε WGS84 με επίπεδο ακρίβειας 10 cm.

Η Επιτροπή Τοποθέτησης & Τοποθέτησης OGP συνιστά στη σημείωση 4 της καθοδήγησης: «Το Διεθνές Επίγειο Πλαίσιο Αναφοράς (ITRF) θα πρέπει να χρησιμοποιείται ως γεωδαιτικό σύστημα αναφοράς για σκοπούς τοπογραφίας και εντοπισμού θέσης σε πραγματικό χρόνο, στην περίπτωση που οι δημοσιευμένες τιμές του οι παράμετροι μετάβασης επιτρέπουν τον μετασχηματισμό συντεταγμένων με ακρίβεια χειρότερη από ένα μέτρο - επιμείνετε στην παλιά διατύπωση "από το τοπικό σύστημα συντεταγμένων στο WGS84" και χρησιμοποιήστε τη νέα διατύπωση "από το τοπικό σύστημα συντεταγμένων στο ITRFyy για την εποχή yyyy.y" όταν Οι δημοσιευμένες μεταβάσεις τιμών παραμέτρων παρέχουν ακρίβεια του υπομέτρου.

WGS84, ITRF και NAD83

Η αρχική υλοποίηση του WGS84 είναι σε μεγάλο βαθμό συνεπής με το NAD83 (1986). Οι επόμενες υλοποιήσεις του WGS84, ωστόσο, είναι περίπου οι ίδιες με τις υλοποιήσεις ITRS.

Το North American Datum του 1983 (NAD83) χρησιμοποιείται σε όλη τη Βόρεια Αμερική εκτός από το Μεξικό. Αυτό το σύστημα συντεταγμένων εφαρμόζεται στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Αλάσκα (North American Plate) μέσω του National CORS, το οποίο παρέχει τη βάση για αυστηρές παραμέτρους μετάβασης μεταξύ των υλοποιήσεων ITRF και NAD83, καθώς και για αμέτρητες επιστημονικές εργασίες.

Από τον Νοέμβριο του 2011, το δίκτυο CORS έχει αυξηθεί σε πάνω από 1.800 σταθμούς, απασχολώντας πάνω από 200 διαφορετικούς οργανισμούς και συνεχίζει να επεκτείνεται. Η πιο πρόσφατη υλοποίηση του συστήματος NAD83 έχει την τεχνική ονομασία NAD83 (2011/PA11/MA11) era 2010.00, και αποτελεί το πλαίσιο για τον καθορισμό του Εθνικού Συστήματος Χωρικής Αναφοράς (NSRS). Στον Καναδά, το σύστημα NAD83 ελέγχεται επίσης μέσω του Καναδικού Συστήματος Ενεργού Ελέγχου. Έτσι, δύο οργανισμοί είναι υπεύθυνοι για την παρακολούθηση και τη συντήρηση του συστήματος NAD83: η Εθνική Γεωδαιτική Έρευνα των ΗΠΑ (NGS), http://www.ngs.noaa.gov και Natural Resources Canada (NRCan), http://www.nrcan .gc .ca.

Mexican Datum του 1993

Το Εθνικό Ινστιτούτο Στατιστικής και Γεωγραφίας του Μεξικού (INEGI), http://www.inegi.org.mx, η Ομοσπονδιακή Υπηρεσία που είναι αρμόδια για τη γεωδαισία και τη χαρτογραφία στη χώρα, υιοθέτησε το γεωκεντρικό σύστημα συντεταγμένων ITRF92, για την εποχή 1988.0, ως τη γεωδαιτική του βάση. Η εφαρμογή του συστήματος αυτού επιτυγχάνεται μέσω ενός δικτύου 14 σταθμών σταθερών δεκτών GPS του Εθνικού Γεωδαιτικού Δικτύου (ΕΓΔΔ). Πρόσφατα, το σύστημα ITRF2008 υιοθετήθηκε ως η νέα βάση για το μεξικανικό σύστημα συντεταγμένων, για την εποχή 2010.0.

WGS84, ITRF και SIRGAS

Το Geocentric Reference System of the Americas 1995 (SIRGAS 1995) έχει εγκριθεί για χρήση σε όλη την ήπειρο της Νότιας Αμερικής στον τομέα της γεωδαισίας και της χαρτογραφίας. Οι περισσότερες χώρες της Νότιας Αμερικής και της Καραϊβικής συμμετείχαν σε αυτό το εγχείρημα, με 58 σταθμούς αναφοράς που χρησιμοποιήθηκαν και αργότερα επεκτάθηκαν στην Κεντρική και Βόρεια Αμερική. Το ITRF94 λήφθηκε ως το αρχικό σύστημα συντεταγμένων, για την εποχή 1995.42. Το Geocentric Reference System of America 2000 (SIRGAS 2000) εφαρμόστηκε μέσω παρατηρήσεων σε ένα δίκτυο 184 σταθμών το 2000 και το σύστημα ITRF2000 ιδρύθηκε την εποχή 2000.40. Το σύστημα συντεταγμένων SIRGAS 2000 περιλαμβάνει αναφορά σε θέσεις επιπέδου και αντικαθιστά το προηγούμενο σύστημα SIRGAS 1995, το οποίο χρησιμοποιήθηκε μόνο στη Νότια Αμερική, με ένα σύστημα συντεταγμένων SIRGAS που καλύπτει επίσης την Κεντρική Αμερική. Το όνομα άλλαξε το 2001 για χρήση σε όλη τη Λατινική Αμερική. Υπάρχουν πολλές σελίδες στο Διαδίκτυο με πληροφορίες σχετικά με το σύστημα συντεταγμένων SIRGAS, για παράδειγμα: http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/sirgas.

WGS84, ITRF και ETRS89

Το Ευρωπαϊκό Σύστημα Αναφοράς Γης ETRS89 βασίζεται στο Διεθνές Πλαίσιο Αναφοράς ITRF89, για την εποχή 1989.0, και παρακολουθείται μέσω ενός δικτύου περίπου 250 μόνιμα λειτουργούντων σταθμών Παγκόσμιου Δορυφορικού Συστήματος Πλοήγησης (GNSS) που είναι γνωστό ως Ευρωπαϊκό Δίκτυο Μόνιμου Αναφοράς (EPN). Η συντήρηση του Ευρωπαϊκού Συστήματος Επίγειας Αναφοράς (ETRS89) είναι ευθύνη της Υποεπιτροπής Ευρωπαϊκού Συστήματος Αναφοράς της Διεθνούς Γεωδαιτικής Ένωσης (IAG Subcommission EUREF). Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτό το σύστημα μπορείτε να βρείτε στο Διαδίκτυο στη διεύθυνση: http://www.euref.eu. Το Κεντρικό Γραφείο του Δικτύου Αναφοράς (EPN) βρίσκεται στο Βασιλικό Παρατηρητήριο του Βελγίου, http://www.epncb.oma.be.

WGS84, ITRF και GDA94

Το Γεωκεντρικό Σημείο Αυστραλίας 1994 (GDA94) είχε αρχικά εκχωρηθεί στο Διεθνές Πλαίσιο Γεωδαιτικών Συντεταγμένων ITRF92, για την εποχή 1994.0. Το σύστημα GDA94 παρακολουθείται μέσω του Αυστραλιανού Περιφερειακού Δικτύου GNSS (ARGN), το οποίο περιλαμβάνει 15 μόνιμους σταθμούς GPS σε όλη την Αυστραλία, καθώς και 8 σταθμούς στην Αυστραλία, γνωστούς ως Αυστραλιανό Βασικό Δίκτυο (AFN). Ο υπεύθυνος οργανισμός για την παρακολούθηση του συστήματος GDA94 είναι η Geoscience Australia, http://www.auslig.gov.au.

Εδαφος διά παιγνίδι γκολφ

• WGS84 (G730), (G873) και (G1150) - http://www.ngs.noaa.gov/CORS/Articles
• ITRF94, ITRF96, ITRF97, ITRF2000, ITRF2005 και ITRF2008 -

Σχόλια 2

Όπως έχει αναφερθεί επανειλημμένα σε άλλα άρθρα, το ίδιο σημείο στην επιφάνεια της γης έχει διαφορετικές συντεταγμένες σε διαφορετικά συστήματα συντεταγμένων. Δεδομένου ότι τα πιο σχετικά συστήματα συντεταγμένων για το έδαφος της Ρωσίας αυτή τη στιγμή είναι τα WGS 1984 και SK42, θα επικεντρωθούμε στη σύγκριση των συντεταγμένων σε αυτά τα δύο συστήματα. Σε προηγούμενα άρθρα αποδείχθηκε ότι αυτή η διαφορά μπορεί να είναι περίπου 140 μέτρα στην περιοχή του Καλίνινγκραντ ή 100 μέτρα στα Ουράλια. Είναι λογικό να περιμένουμε ότι η διαφορά εξαρτάται από την περιοχή όπου γίνεται η σύγκριση.

Ο σκοπός αυτού του άρθρου είναι να πραγματοποιήσει μια μεγάλης κλίμακας αξιολόγηση της διαφοράς μεταξύ των μετρήσεων σε δύο συστήματα συντεταγμένων και να καθορίσει τη φύση της κατανομής αυτής της παραμέτρου. Ως παράμετρος σύγκρισης επιλέχθηκε η απόσταση μεταξύ ενός σημείου στο σύστημα συντεταγμένων WGS84 και του ίδιου σημείου στο σύστημα συντεταγμένων SK42. Προκειμένου να αποφευχθούν οι παραμορφώσεις προβολής, η απόσταση υπολογίζεται ως το μήκος του τόξου ενός μεγάλου κύκλου.

Αυτό το άρθρο ΔΕΝστοχεύει να ανακαλύψει ποιο σύστημα συντεταγμένων είναι πιο ακριβές ή ποιο σύνολο παραμέτρων μετάβασης θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί για τον επανυπολογισμό. Απαντήσεις σε αυτές τις ερωτήσεις θα πρέπει να βρεθούν σε άλλα άρθρα.

Αποτελέσματα

Όλοι οι μετασχηματισμοί είναι 3-παραμετρικοί. Όλα τα αποτελέσματα υπολογισμών μπορούν να ληφθούν ως αρχείο σχήματος.

Δοκιμή 1

Παράμετροι μετασχηματισμού: dx = 28, dy = -130, dz = -95 Παγκόσμιο Γεωδαιτικό Σύστημα 1984. NIMA, 2000 >>>

Ελάχιστη απόσταση: 1,05506, Μέγιστη απόσταση: 165,88456

Το αποτέλεσμα αποθηκεύεται στο πεδίο pulnima3 στο αρχείο shapefile που προκύπτει.

Σύγκριση δύο υπολογισμών

Επίσης ενδιαφέρουσα είναι η χωρική κατανομή της διαφοράς μεταξύ αυτών των δύο υπολογισμών. Συχνά τίθεται το ερώτημα πόσο θα διαφέρουν οι υπολογισμοί μου αν τους κάνω με δύο διαφορετικά σετ παραμέτρων (για παράδειγμα, το σετ NIMA και το σύνολο GOST).

Τα αποτελέσματα του υπολογισμού της διαφοράς περιέχονται στο πεδίο Diff του αρχείου σχήματος που προκύπτει, που επισυνάπτεται από το καθολικό αναγνωριστικό από τον υπολογισμό της απόστασης μεταξύ σημείων στο Pulkovo-NIMA και στο Pulkovo-GOST. Ακολουθεί μια απεικόνιση της απόστασης μεταξύ τους:

Έτσι, αν υπολογίσουμε εκ νέου το σύνολο δεδομένων μας με το ένα και το άλλο σύνολο παραμέτρων, τότε η διαφορά του από το άλλο μπορεί να είναι έως και 18,5 μέτρα, όπως θα περίμενε κανείς, εξαρτάται από την περιοχή, αλλά σχεδόν για ολόκληρη την επικράτεια της Ρωσίας ξεπερνά τα 15 μέτρα.

Πρόσθετες πηγές σφαλμάτων

Τα αποτελέσματα αυτού του πειράματος μπορούν να βελτιωθούν λαμβάνοντας υπόψη τους ακόλουθους παράγοντες:

1. Υπολογίστε την απόσταση μεταξύ των σημείων ως το μήκος του τόξου ενός ελλειψοειδούς και όχι μιας σφαίρας.
2. Χρήση άλλων συνόλων παραμέτρων μετασχηματισμού (για παράδειγμα, 7 παραμέτρων).

Παρά τους παράγοντες που αναφέρονται παραπάνω, δύσκολα μπορεί κανείς να αναμένει σημαντική αλλαγή στα αποτελέσματα υπολογισμού όταν ληφθούν υπόψη. Σκοπεύουμε να συμπεριλάβουμε αυτές τις παραμέτρους στους υπολογισμούς μας και να τις δημοσιεύσουμε σε μελλοντικές εκδόσεις αυτού του εγγράφου.

συμπεράσματα

Όπως θα περίμενε κανείς, η διαφορά μεταξύ των συντεταγμένων στα δύο συστήματα δεν είναι η ίδια και κυμαίνεται από 0 έως 170 μέτρα (ανάλογα με τον τρόπο υπολογισμού αυτής της διαφοράς). Οι περιοχές μέγιστης συμφωνίας μεταξύ των δύο συστημάτων συντεταγμένων βρίσκονται στην Κεντρική Κίνα και τη Χιλή σε αυτές τις περιοχές, η διαφορά μεταξύ σημείων σε διαφορετικά συστήματα συντεταγμένων είναι ελάχιστη.

Συζήτηση στο φόρουμ

Μετατροπέας συστήματος συντεταγμένων

Μετατροπέας συντεταγμένων MSK, SK-42/63, PZ-90, WGS-84

		-- Επιλέξτε σύστημα συντεταγμένων --
0.00 X ↔ Υ		0.00 X ↔ Υ

Θέλετε να μετατρέψετε συντεταγμένες από ένα σύστημα συντεταγμένων σε άλλο;

Εδώ μπορείτε να μετατρέψετε τις συντεταγμένες σημείων από τοπικά συστήματα συντεταγμένων (SC) που χρησιμοποιούνται στη Ρωσία σε παγκόσμια ή αντίστροφα, καθώς και από ένα τοπικό CS σε άλλο τοπικό. Μπορείτε να υπολογίσετε εκ νέου ένα σημείο ή ολόκληρα περιγράμματα τη φορά.

Η ανάγκη για επανυπολογισμό προκύπτει, για παράδειγμα, κατά τον προσδιορισμό της θέσης ενός σημείου σε έναν δημόσιο κτηματολογικό χάρτη, το οποίο λειτουργεί στο παγκόσμιο σύστημα συντεταγμένων WGS-84 (προβολή Mercator) χρησιμοποιούν επίσης το WGS-84 (γεωγραφικό μήκος και πλάτος). : Google.Maps, Yandex.Maps, OpenStreet, κ.λπ.

Οδηγίες:

Επιλέξτε το σύστημα συντεταγμένων πηγής από την αναπτυσσόμενη λίστα στα αριστερά και το σύστημα συντεταγμένων προορισμού στα δεξιά. Εισαγάγετε τις συντεταγμένες στο αριστερό πεδίο κειμένου. Εισαγάγετε ένα σημείο (στοιχείο) σε μια γραμμή, διαχωρίστε τις συντεταγμένες μεταξύ τους στη γραμμή: Tab, ερωτηματικό, κενό ή κόμμα. Το ακέραιο μέρος του κλασματικού μέρους είναι τελεία ή κόμμα (αν δεν χρησιμοποιείται ως διαχωριστικό). Κατά την εισαγωγή γεωγραφικού μήκους και γεωγραφικού πλάτους, εισαγάγετε τιμές σε μοίρες και δεκαδικά ψηφία, διαχωρίζοντας ολόκληρο το τμήμα από την κλασματική περίοδο. Κάντε κλικ στο κουμπί Μετατρέπω. Μπορείτε να αλλάξετε την κατεύθυνση μετατροπής χρησιμοποιώντας το κουμπί. Για να διαγράψετε τα πεδία κειμένου, κάντε κλικ στο κουμπί Σαφής.

Συμβουλή:Μπορείτε να ανοίξετε το πρόγραμμα σειράς και να επιλέξετε ολόκληρο τον πίνακα με συντεταγμένες, κάντε κλικ στο κουμπί Αντίγραφοστο πρόγραμμα και, στη συνέχεια, επικολλήστε αυτές τις πληροφορίες στο αριστερό πεδίο του μετατροπέα, πατήστε το κουμπί Μετατρέπω.

Προσοχή:Ο "εσωτερικός" μετατροπέας λειτουργεί σε ένα μαθηματικό σύστημα συντεταγμένων, επομένως εάν κάνετε μετατροπή από ένα σύστημα γεωδαιτικών συντεταγμένων (τοπικό σύστημα συντεταγμένων), επιλέξτε το πλαίσιο X ↔ Y στην αριστερή πλευρά. Εάν κάνετε μετατροπή από ένα παγκόσμιο σύστημα, για παράδειγμα, το WGS 84, τότε δεν χρειάζεται να επιλέξετε αυτό το πλαίσιο, καθώς αυτό το σύστημα είναι μαθηματικό. Για να λάβετε συντεταγμένες εξόδου με την επιθυμητή ακολουθία, χρησιμοποιήστε το πλαίσιο ελέγχου X ↔ Y στη δεξιά πλευρά. Μπορείτε να στρογγυλοποιήσετε τις συντεταγμένες στο πλησιέστερο εκατοστό: και πριν από τη μετατροπή - το αριστερό τικ είναι 0,00 και μετά - το δεξί τικ είναι 0,00.

Προσοχή:Εάν υπάρχει μεγάλος αριθμός πόντων, ο επανυπολογισμός μπορεί να πάρει κάποιο χρόνο. Εάν η λειτουργία διαρκεί πολύ, ανανεώστε τη σελίδα χρησιμοποιώντας το πλήκτρο F5. Μετατρέψτε λιγότερες πληροφορίες ταυτόχρονα.

Η υπηρεσία είναι δωρεάν. Ο αριθμός των πόντων που έχουν μετατραπεί δεν είναι περιορισμένος.

Η υπηρεσία είναι δωρεάν, αλλά μπορείτε να μας ευχαριστήσετε:

• Μοιραστείτε τον σύνδεσμο στα κοινωνικά δίκτυα
• Γράψτε στα φόρουμ για αυτήν την υπηρεσία
• Πείτε στους συναδέλφους σας για την ύπαρξη αυτής της υπηρεσίας
• Γράψτε μια κριτική στο

Για συζήτηση.

Ένα από τα στοιχεία των σφαλμάτων στα δορυφορικά δίκτυα είναι το σφάλμα μετατροπής των δεδομένων πεδίου από ένα γεωκεντρικό CS (WGS-84), στο οποίο πραγματοποιούνται μετρήσεις, σε ένα CS αναφοράς (SK-95, SK-42, SK-63, MSK ...), όπου οι τελικές συντεταγμένες των σημείων υπολογίζονται δίκτυα.
Οι επίσημες παράμετροι επικοινωνίας WGS-84 και SK-42, που καθορίζονται στο GOST R 51794-2008, ισχύουν για την περιοχή Pulkovo (αρχή του SK-42). Καθώς απομακρύνεται, τα σφάλματα μετατόπισης συσσωρεύονται στο SK-42, το οποίο στις περιοχές της Σιβηρίας και της Άπω Ανατολής μπορεί να φτάσει αρκετά μέτρα. Δηλαδή, οι τοπικές παράμετροι σε διαφορετικές περιοχές μπορεί να διαφέρουν σημαντικά από τις επίσημα γνωστές.
Για τον προσδιορισμό (υπολογισμό) των παραμέτρων τοπικής επικοινωνίας χρειάζονται συντεταγμένες 4-5 σημείων, γνωστές σε δύο συστήματα. Και αν μερικές συντεταγμένες (SK-42, SK-63, MSK...) μπορούν να ληφθούν επίσημα, τότε οι ακριβείς συντεταγμένες των σημείων που βασίζονται στο WGS-84, κατά κανόνα, δεν είναι γνωστές. Λαμβάνονται συνήθως από δορυφορικές μετρήσεις, όπου το δίκτυο υπολογίζεται από ένα σημείο, οι συντεταγμένες του οποίου στο WGS-84 λαμβάνονται ως πλοήγηση (αυτόνομα, χρησιμοποιώντας δορυφορικές εφημερίδες επί του σκάφους). Το σφάλμα στον προσδιορισμό τέτοιων συντεταγμένων (μετατόπιση κατά μήκος X, Y) μπορεί να είναι 2-3 μέτρα ή περισσότερο. Εάν παρατηρηθούν τα ίδια σημεία σε άλλη στιγμή ή ληφθεί άλλη ομάδα σημείων στην ίδια περιοχή, τότε θα ληφθούν διαφορετικές τιμές συντεταγμένων στο WGS-84.
Κατά συνέπεια, δεν θα είναι δυνατό να αποκτηθούν ακριβείς συντεταγμένες στο WGS-84 και, κατά συνέπεια, ακριβείς παράμετροι επικοινωνίας με αυτόν τον τρόπο. Και όσο μικρότερη είναι η απόσταση μεταξύ των σημείων «βαθμονόμησης» εντοπισμού, τόσο πιο χονδρικά καθορίζονται οι παράμετροι επικοινωνίας μεταξύ των συστημάτων.
Ωστόσο, τελικά, αυτό που είναι σημαντικό για εμάς δεν είναι η ακρίβεια του προσδιορισμού των συντεταγμένων των σημείων στο WGS-84, αλλά το πόσο τα σφάλματα στον προσδιορισμό των παραμέτρων θα επηρεάσουν την ακρίβεια της μετατροπής διανυσμάτων από WGS-84 σε SK-42 (και άλλα SC με βάση το ελλειψοειδές Krasovsky);
Είναι τόσο σημαντικό να προσδιορίζονται οι παράμετροι τοπικής επικοινωνίας κάθε φορά; Για παράδειγμα, η εργασία στο ευρωπαϊκό τμήμα της Ρωσίας, όπου η απόσταση από το Pulkovo δεν είναι τόσο μεγάλη, όπου το SK-42 δεν έχει υποστεί ακόμη μεγάλες παραμορφώσεις και αυτές οι παραμορφώσεις είναι συγκρίσιμες με τα σφάλματα στον αυτόνομο προσδιορισμό των συντεταγμένων στο WGS-84 ? Εξάλλου, δεν θα είναι δυνατό να ληφθούν ακριβέστερες παράμετροι από αυτόνομες συντεταγμένες (με σφάλμα αρκετών μέτρων).
Δεν είναι καλύτερο να υπολογίσουμε ξανά τις συντεταγμένες των αρχικών σημείων στο WGS-84 χρησιμοποιώντας παραμέτρους GOST και να τις χρησιμοποιήσουμε για την πρωτογενή επεξεργασία των δορυφορικών μετρήσεων;
Ή αμέσως, χρησιμοποιώντας τις παραμέτρους GOST, διαμορφώστε το πρόγραμμα ώστε να λειτουργεί στο SK-42 (SK-63, MSK...); Εξαρτάται για ποιον είναι πιο βολικό και ποιος εργάζεται σε ποιο λογισμικό.

Μια φορά κι έναν καιρό, όταν ξεκινούσα τις δορυφορικές μετρήσεις μου, έκανα κάθε φορά εντοπισμό. Με την πάροδο του χρόνου, συσσωρεύτηκαν αρκετές δεκάδες σημεία, τα οποία συνδυάστηκαν σε ένα ενιαίο δίκτυο και αποκτήθηκαν εκλεπτυσμένες παράμετροι επικοινωνίας για μεγάλο αριθμό σημείων και σε μεγάλη περιοχή. Συγκρίνοντας τις διανυσματικές αυξήσεις που μετατράπηκαν από WGS σε MSC σύμφωνα με εκλεπτυσμένες και τοπικές παραμέτρους, ήμουν πεπεισμένος ότι δεν υπήρχε σημαντική διαφορά. Λόγω της αντιστροφής, το μέγεθος των αυξήσεων μπορεί να διαφέρει ελαφρώς, αλλά το μήκος της διανυσματικής προβολής στο επίπεδο MCS παραμένει πρακτικά αμετάβλητο. Το ίδιο συνέβη κατά τη σύγκριση των προσαυξήσεων των διανυσμάτων που λαμβάνονται με τη χρήση των βελτιωμένων παραμέτρων και των παραμέτρων GOST.
Και αυτό σε σημεία όπου τα τοπικά σφάλματα του SK-42 έφτασαν τα 10 μέτρα.
Το σφάλμα στον υπολογισμό των διανυσματικών αυξήσεων είναι αρκετές φορές μικρότερο από το σφάλμα στις σχετικές θέσεις των σημείων GGS.
Μετά την προσαρμογή στα σημεία GGS, τα υπολείμματα των αυξήσεων διασκορπίζονται και οι τελικές συντεταγμένες των καθορισμένων σημείων και στις δύο εκδόσεις διαφέρουν στα πρώτα χιλιοστά.

Δεν θέλω καθόλου να πω ότι είναι πάντα και παντού απαραίτητο να εφαρμόζονται οι παράμετροι GOST επικοινωνίας μεταξύ ασφαλιστικών εταιρειών. Αυτό πιθανώς δεν είναι αποδεκτό για μεγάλα διανύσματα ή για το χειρισμό δροσερών δικτύων. Αλλά στις τοπογραφικές εργασίες, όταν τα σημεία εκκίνησης δεν επαρκούν για τον προσδιορισμό των τοπικών παραμέτρων, είναι πολύ πιθανό να χρησιμοποιηθούν GOST. Ένα δίκτυο με επαρκή έλεγχο μπορεί να βασίζεται σε μόλις 2-3 σημεία εκκίνησης.

Οποιοσδήποτε μπορεί να εκτελέσει το πείραμα χωρίς να πάει στο χωράφι. Στο ολοκληρωμένο έργο σας, όπου οι παράμετροι επικοινωνίας μεταξύ WGS-84 και SK-42 καθορίστηκαν προηγουμένως με εντοπισμό, αντικαταστήστε τις τοπικές παραμέτρους με αυτές GOST και επεξεργαστείτε ξανά τις μετρήσεις (πριν την επεξεργασία, μην ξεχάσετε να επεξεργαστείτε τις συντεταγμένες της εκκίνησης σημεία - ενδέχεται να αλλάξουν μετά την αντικατάσταση των παραμέτρων επικοινωνίας).
Συγκρίνετε τις συντεταγμένες των σημείων που εντοπίστηκαν από τις δύο επιλογές και ανακοινώστε τις αποκλίσεις που προκύπτουν «στο στούντιο». Θα ήταν ενδιαφέρον.