Cu toate acestea, este de așteptat ca, în timpul situațiilor de urgență naționale, Departamentul de Apărare al SUA să poată profita de controlul său asupra GPS, de ex. împiedică utilizatorii civili să acceseze semnalul sau reduc semnalul astfel încât sistemul de navigație să nu poată sprijini aviația civilă.

Avantajele și dezavantajele SNA

Sistemele de navigație prin satelit au o serie de avantaje față de sistemele de radionavigație (RTS) existente. Principalele avantaje ale navigației prin satelit includ asigurarea unei navigații 4-dimensionale precise și fiabile în toate zonele și la toate altitudinile de zbor ale aeronavelor și, ca rezultat:

reducerea riscului de dezastre asociate cu informații inexacte despre locația aeronavei, în special în acele zone (altitudini) de zbor a aeronavei în care utilizarea mijloacelor existente este imposibilă sau infezabilă din punct de vedere economic;

utilizarea unui singur ajutor de navigație pentru a sprijini toate etapele zborului aeronavei, inclusiv abordările de precizie ale aterizărilor pe aerodromuri neechipate;

posibilitatea implementării supravegherii dependente automate va asigura o creștere a capacității, reducând în același timp intervalele de separare longitudinală și laterală a aeronavelor în acele zone în care organizarea supravegherii cu ajutorul stațiilor radar este imposibilă sau infezabilă din punct de vedere economic;

creșterea flexibilității și eficienței zborurilor cu aeronave cu navigație aeronavelor de înaltă precizie și utilizarea navigației pe zonă prin reducerea timpului de zbor și economisirea de combustibil;

reducerea costurilor pentru serviciile de trafic aerian la scoaterea din funcțiune a flotei de ajutoare de navigație și aterizare existente și pentru operarea aeronavelor prin înlocuirea diferitelor tipuri de echipamente de bord cu mijloace uniforme.

Cu toate acestea, utilizarea pe termen lung a GPS și GLONASS a arătat că sistemele de navigație prin satelit au următoarele dezavantaje:

sensibilitate la interferențe neintenționate cauzate de efectele atmosferice;

blocarea semnalului atunci când antena este ascunsă de elementele structurale ale aeronavei în timpul evoluțiilor;

sensibilitatea la interferența intenționată care poate limita zona de serviciu;

lipsa de precizie atunci când este utilizat în scopuri de abordare de precizie.

Dezavantajele de mai sus pot fi eliminate prin utilizarea diferitelor tipuri de adaosuri funcționale. Există trei categorii de creșteri funcționale: aeropurtate, terestre și prin satelit.

strategia ICAO în domeniu dezvoltarenavigație aeriană folosind SNS

În ultimii ani, a existat o implementare activă a sistemelor de navigație prin satelit pentru a rezolva problemele de navigație în zonă în diferite etape ale zborului. În viitor, SNS va înlocui treptat toate sistemele de navigație de la sol și va deveni singurul mijloc de asigurare a navigației pe întreaga rută.

În prezent, ICAO a dezvoltat performanța de navigație necesară (RNP), care definește cerințele pentru precizia menținerii parametrilor de navigație într-un anumit spațiu aerian. Acest indicator nu este asociat cu un anumit tip de echipament de navigație, ceea ce îi conferă un caracter general și îl face aplicabil sistemelor de navigație prin satelit. Valoarea RNP este determinată de valoarea holdover, care caracterizează dimensiunea zonei centrate la locația dată a aeronavei, în interiorul căreia aceasta va rămâne timp de 95% din timpul de zbor (Fig. 2.1).

Orez. 2.1. zona RNP

Valoarea de reținere este exprimată în mile marine. Pentru a simplifica utilizarea RNP în planificarea spațiului aerian, forma eliptică a acestei zone este înlocuită cu una circulară. Prin urmare, de exemplu, RNP tip 1 înseamnă că la un moment dat, cu o probabilitate de 0,95, aeronava trebuie să se afle pe o rază de o milă marine de punctul specificat de unitatea de control al traficului aerian.

Tipurile RNP definesc precizia minimă a menținerii performanței navigației într-o anumită zonă a spațiului aerian. Acestea sunt instalate ținând cont de precizia echipamentelor de navigație de la bord, precum și de erorile de pilotare.

Pentru a asigura nivelul necesar de precizie în diferitele etape ale zborului, au fost dezvoltate următoarele tipuri de RNP: rută și aerodrom.

De exemplu, în condițiile de zbor de-a lungul unei rute în care densitatea traficului nu este atât de mare, valoarea RNP va fi în intervalul de la 20 la 1, iar la manevrarea în apropierea unui aerodrom în condițiile de apropiere de la 0,5 la 0,3.

Tipurile de rute RNP sunt prezentate în tabel. 2.2. .

Tabelul 2.2

Tipuri de traseu RNP

RNP 1 este conceput pentru a oferi cele mai eficiente zboruri pe rutele ATS, ca urmare a utilizării celor mai precise informații de trafic aerian, precum și a utilizării unei metode de navigație pe zonă care permite cea mai mare flexibilitate în organizarea rutelor, schimbarea rutelor și efectuând ajustările necesare în timp real în funcție de necesități. Acest tip de RNP asigură suportul cel mai eficient al zborurilor, utilizarea regulilor de zbor și organizarea spațiului aerian în timpul tranziției de la zona aerodromului la zborul de-a lungul unei rute ATS și în ordine inversă, adică. la efectuarea SID și STAR.

RNP tip 4 este destinat rutelor ATS bazate pe o distanță limitată între ajutoarele de navigație. Acest tip de RNP este utilizat de obicei în spațiul aerian de pe un continent. Acest tip de RNP este destinat să reducă minimele de separare laterală și longitudinală și să îmbunătățească eficiența operațională în spațiul aerian oceanic și în zonele în care utilizarea ajutoarelor de navigație la sol este limitată.

RNP 10 oferă minime reduse de separare laterală și longitudinală și îmbunătățește eficiența operațională în spațiul aerian oceanic și zonele selectate în care capacitățile de navigație aeriană sunt limitate.

RNP 12.6 oferă o optimizare limitată a rutei în zonele cu disponibilitate redusă a ajutorului de navigare.

Tipul RNP 20 caracterizează capabilitățile minime pentru precizia determinării condițiilor de trafic aerian, care sunt considerate acceptabile pentru a sprijini zboruri pe rutele ATS de către orice aeronavă din orice spațiu aerian controlat în orice moment.

O analiză a tipurilor RNP propuse de ICAO arată că pentru a asigura utilizarea continuă a echipamentelor de navigație existente fără a modifica structura existentă a rutelor ATS în unele zone sau regiuni, se poate seta o valoare RNP de 5 (9,3 km). Dovadă în acest sens este introducerea tipului de navigație arie RNP5 (B-RNAV) în Regiunea Europeană în 1998.

Tipurile RNP de aerodrom sunt prezentate în tabel. 2.3.

Tabelul 2.3

Tipuri de RNP la manevre în zona aerodromului

Operații tipice		Precizie orizontală 95%	Precizie vertical 95%
Abordare inițială, Intrare intermediară Abordare non-precizie, plecare		220 m (720 ft)	Nealocat	De la 0,5 la 0,3
		220 m (720 ft)	20 m (66 ft)
Abordare controlată pe verticală		16,0 m (52 ​​​​ft)	8,0 m (26 ft)
Abordare precisă a			De la 6,0 m la 4,0 m (20 -13 ft)

*) Conform .

Note:

1) Pentru a efectua operațiunea planificată la cea mai joasă altitudine peste pragul pistei, 95% din valoarea erorii de poziție folosindGNSS.

2) Cerințele privind acuratețea și latența alarmei includ caracteristicile de performanță nominale ale receptorului de siguranță.

Utilizarea SNS la stadiul de aterizare va permite, în combinație cu un sistem de creștere cu suprafață largă (WAAS), să crească acuratețea acestuia la submetru și, ca urmare, să asigure executarea unei apropieri de non-precizie (fără ghidare de planare). ).

Utilizarea SNS în timpul fazei de aterizare în combinație cu un sistem de creștere a zonei limitate (LAAS) va îmbunătăți acuratețea acestuia la centimetru și va asigura executarea unei abordări de precizie (cu ghidare de planare).

Actualul sistem de management al traficului aerian se bazează pe conceptul de rută predeterminată. Acest sistem garanteaza siguranta zborului prin reducerea capacitatii. Utilizarea SNA va face posibilă modificarea structurii existente a rutelor prin reducerea standardelor de separare (minime). Acest lucru va duce la creșterea capacității sistemului global de transport, sporind eficiența și rentabilitatea acestuia datorită optimizării rutelor. Primii pași în această direcție au fost deja făcuți. De exemplu, în primul rând, lățimea rutelor (căilor) în Oceanul Pacific pentru aeronavele echipate cu echipamente SNS a fost modificată de la 60 NM (111 km) la 30 NM (55,5 km). În al doilea rând, din 1997, în regiunea Atlanticului de Nord a fost introdusă o separare verticală redusă de la 600 m (2000 ft) la 300 m (1000 ft) între nivelurile de zbor 290 (8840 m) și 410 (12500 m). În regiunea europeană, introducerea treptată a standardelor de separare verticală redusă între eșaloanele de mai sus a început în 2001.

SNS și noile capacități tehnologice în domeniul sistemelor de comunicație, navigație și supraveghere vor face posibilă în viitor realizarea ideii de zbor liber. Ideea de zbor liber înseamnă optimizarea rutei în dinamica zborului în orice moment dat, pe baza cunoașterii locației exacte a aeronavei și a vectorului viteză într-o anumită regiune. În acest caz, planul de zbor devine o simplă declarație preliminară de intenție.

Această idee este scopul final al unui viitor sistem de navigație aeriană.

În zborul liber, sistemele de bord ale aeronavei calculează și transmit informații despre locație și intenții pe termen scurt către serviciile de control al traficului aerian. Serviciile de control al traficului aerian monitorizează separarea satisfăcătoare a aeronavelor și intervin pentru scurt timp în procesul de zbor dacă există amenințarea unei apropieri sau coliziuni periculoase.

Astfel, sistemele de navigație prin satelit sunt văzute ca un instrument esențial pentru zborurile pe rută, apropierile de non-precizie, separarea spațiului aerian, optimizarea rutei și conceptul de zbor liber.

Întrebări de control

Ce SNS sunt incluse în GNSS?

Care este configurația sateliților în sistemele GPS și GLONASS?

Care sunt principalele segmente ale unui sistem de navigație prin satelit?

Ce valori corespund caracteristicilor de precizie ale GPS și GLONASS?

Când își poate folosi Departamentul de Apărare al SUA controlul asupra GPS-ului?

Ce înseamnă abrevierea RNP?

Ce valori corespund tipurilor RNP de rută și aerodrom?

Ce sistem de augmentare, împreună cu sistemul de navigație prin satelit, va permite o abordare de precizie?

Cum va face posibilă modificarea structurii rutelor existente utilizarea SNA?

Ce înseamnă ideea de zbor liber?

SISTEME DE COORDONATE

Sisteme de coordonate utilizate în geodezie

În geodezie, sunt utilizate trei sisteme de coordonate:

• geocentric (legat de Pământ);

  elipsoidal.

În unele țări, la prelucrarea măsurătorilor geodezice, se folosesc elipsoizi, derivate din rezultatele lucrărilor geodezice care acoperă teritoriul unei anumite țări sau mai multor țări. Se numesc astfel de elipsoizi „de lucru”. elipsoizi de referință. Sistemul de coordonate definit pe un astfel de elipsoid se numește local.

Elipsoidul de referință diferă de elipsoidul general al pământului ca mărime, iar centrul său nu coincide cu centrul Pământului. Din cauza nepotrivirii dintre centrele elipsoidului de referință și Pământul real, axa mică a elipsoidului de referință nu coincide cu axa de rotație a Pământului (Fig. 3.1).

elipsoid

Global

elipsoid

Fig.3.1. Diferențele dintre elipsoidul terestru comun

și elipsoid de referință

Sistemul spațial dreptunghiular geocentric, legat de Pământ (X, Y, Z), a cărui origine este centrul de masă S al Pământului (geocentrul, adică centrul de masă, inclusiv masa atmosferei), este adoptat ca sistemul principal de coordonate terestre (Fig. 3.2) . Axa Z va coincide cu axa de rotație a Pământului.

Orez. 3.2. Sistem de coordonate dreptunghiular geocentric (X, Y, Z)

Sistemul de coordonate geocentric este utilizat pentru a determina poziția aeronavei la rezolvarea sistemului de ecuații corespunzător. Suprafața Pământului poate fi aproximată destul de precis printr-un elipsoid de revoluție cu poli aplatizați. În acest caz, abaterea suprafeței elipsoidului în înălțime de la geoid nu depășește 100 m.

Un elipsoid de revoluție se obține prin rotirea unei elipse meridiane în jurul axei sale minore. Prin urmare, forma elipsoidului este descrisă de doi parametri geometrici: semiaxa mare A și axa minoră b . De obicei b înlocuit cu parametrul de compresie (planeitate) al elipsoidului:

Pentru a determina spațial poziția unui punct de pe suprafața fizică a Pământului (sau în spațiu) în raport cu elipsoidul de revoluție, se folosesc coordonatele geodezice: φ - latitudinea si λ - longitudine, h- înălțimea de la suprafața elipsoidului. Înălțimea h deasupra elipsoidului se măsoară de-a lungul normalei (perpendiculare) pe suprafața acestuia (Fig. 3.3).

Orez. 3.3. Sistem de coordonate geodezice și cotă

Se poate observa că în navigație, conceptul de coordonate geografice este de obicei folosit în locul coordonatelor geodezice. Motivul pentru aceasta este că înainte de apariția SNA, acuratețea determinării MBC era de așa natură încât nu era nevoie să se facă distincții între sistemele de coordonate numite.

Sisteme de coordonateW.G.S.-84 și PZ-90

Navigarea este imposibilă fără utilizarea sistemelor de coordonate. Când se utilizează SNS în scopuri de navigație aeriană, se utilizează un sistem de coordonate geocentric.

În 1994, ICAO a recomandat ca standard pentru toate statele membre OACI să utilizeze sistemul global de coordonate geodezice WGS-84 de la 1 ianuarie 1998, deoarece Acest sistem de coordonate este utilizat pentru a determina locația aeronavei atunci când se utilizează sistemul GPS. Motivul pentru aceasta este că utilizarea coordonatelor geodezice locale pe teritoriul diferitelor state și există mai mult de 200 de astfel de sisteme de coordonate ar duce la o eroare suplimentară în determinarea MBC datorită faptului că punctele de rută au intrat în Receptorul-indicator SNS aparțin unui sistem de coordonate care diferă de WGS-84.

Centrul sistemului de coordonate global WGS-84 coincide cu centrul de masă al Pământului. Axa Z corespunde direcției polului Pământului normal, care se mișcă datorită rotației oscilatorii a Pământului. Axa X se află în planul ecuatorial la intersecția cu planul meridianului prim (Greenwich). Axa Y se află în planul ecuatorial și este la 90° distanță de axa X (Fig. 3.4).

Orez. 3.4. Definirea sistemului de coordonate WGS-84

În Federația Rusă, în scopul sprijinirii geodezice a zborurilor orbitale și al soluționării problemelor de navigație la utilizarea GLONASS, este utilizat sistemul de coordonate geocentric „Parametrii Pământului 1990”. (PZ-90) . Pentru efectuarea lucrărilor geodezice și cartografice, începând cu 1 mai 2002, se utilizează sistemul de coordonate geodezice 1995 (SK-95). Tranziția de la sistemul de coordonate geodezice din 1942 (SK-42) la SK-95 va dura o anumită perioadă de timp înainte ca toate punctele de navigație de pe teritoriul Rusiei să fie transferate la noul sistem de coordonate.

Principalii parametri ai sistemelor de coordonate discutate mai sus sunt prezentați în tabel. 3.1.

Tabelul 3.1

Sisteme de coordonate utilizate în navigație

Parametru
Semi-axa mare, m
Semi-axa mică, m
Offset de la centru de masă Axa Pământului, m
Orientare relativ axe, unghiuri. sec.		ω X
		ω la

Notă. Valori ∆х, ∆у, ∆zȘiω X , ω la , ω z pentru PZ-90 sunt date în raport cu WGS-84, iar pentru SK-95 și SK-42 în raport cu PZ-90.

De la masă 3.1 se poate observa că sistemele de coordonate WGS-84 și PZ-90 sunt aproape aceleași. De aici rezultă că atunci când zburați de-a lungul unei rute și în zona unui aerodrom, cu precizia existentă de determinare a MVS, nu contează în ce sistem de coordonate vor fi determinate punctele de navigație.

În sistemul de coordonate PZ-90, centrul (S’) în raport cu centrul WGS-84 (S) are un decalaj de-a lungul axelor X, Y, Z:

ΔX = 2 m, ΔY = 6 m, ΔZ = - 4,5 m,

și, în plus, axele Y’ și Z’ sunt deplasate în raport cu axele WGS-84 (Y, Z) cu ​​cantități unghiulare:

ω Y = - 0,35’’, ω Z = - 0,11’’.

Axa X din WGS-84 și axa X’ din PZ-90 sunt aceleași.

O deplasare unghiulară a axei Y’ PZ-90 în raport cu axa Y WGS-84 de 0,35’’ duce la o deplasare liniară pe suprafața elipsoidului la ecuatorul lui 10,8 m, iar offset-ul axei Z’ în raport cu axa Z este 0,11’’ - 3,4 m. Aceste deplasări pot duce la o deplasare generală (radială) a unui punct situat pe suprafața PZ-90 față de WGS-84 prin 11,3 m.

Întrebări de control

Definiți un elipsoid de referință?

În ce scopuri este utilizat sistemul de coordonate geocentric atunci când se utilizează SNA?

Ce parametri geometrici descriu un elipsoid de revoluție?

Ce sistem de coordonate este adoptat ca standard de către ICAO?

Ce sistem de coordonate este folosit în GLONASS?

Care sunt principalii parametri care caracterizează WGS-84 și PZ-90?

Este important în ce sistem de coordonate, WGS-84 sau PZ-90, se vor măsura punctele de navigație atunci când zboară pe traseu?

Care este deplasarea radială a unui punct de pe suprafața elipsoidului în sistemul de coordonate PZ-90 în raport cu WGS-84?

PRINCIPII PENTRU DETERMINAREA PARAMETRILOR DE NAVIGARE A AERONAVELOR ÎN SNA

Principii generale de funcționare a SNA

Principiile de funcționare ale GNSS sunt relativ simple, dar realizările avansate ale științei și tehnologiei sunt folosite pentru a le implementa.

Toți sateliții GPS sau GLONASS sunt egali în sistemul lor. Fiecare satelit, printr-o antenă de transmisie, emite un semnal codat pe două frecvențe purtătoare (L1; L2), care poate fi recepționat de receptorul corespunzător al utilizatorului situat în zona de acoperire a satelitului. Semnalul transmis conține următoarele informații:

efemeride satelit;

coeficienți de modelare a ionosferei;

informații despre starea satelitului;

timpul sistemului și ceasul prin satelit;

informații despre deriva prin satelit.

Un cod identic cu cel primit de la satelit este generat în receptorul echipamentului de bord al aeronavei. La compararea a două coduri, se determină o schimbare de timp, care este proporțională cu distanța până la satelit. Prin primirea simultană a semnalelor de la mai mulți sateliți, este posibilă determinarea locației receptorului cu o precizie ridicată. Evident, pentru ca sistemul să funcționeze, este necesară sincronizarea precisă a codurilor generate pe sateliți și în receptoare.

Un factor cheie care determină acuratețea sistemului este faptul că toate componentele semnalului satelitului sunt controlate cu precizie de un ceas atomic. Fiecare satelit are patru generatoare cuantice, care sunt standarde de frecvență de înaltă precizie cu o stabilitate de 10 -13 . Ceasul receptorului este mai puțin precis, dar codul său este constant comparat cu ceasul satelitului și este dezvoltată o corecție pentru a compensa deriva.

Segmentul de sol monitorizează sateliții, efectuează funcții de control și determină parametrii de navigație ai sateliților. Datele de măsurare de la fiecare stație de monitorizare sunt procesate la stația de control principală și utilizate pentru a prezice efemeridele satelitului. Acolo, la postul principal de control, sunt generate semnale pentru corectarea ceasului satelitului.

Locația unei aeronave care utilizează GPS și GLONASS este determinată în sistemele de coordonate geodezice, care pot diferi de coordonatele geodezice utilizate în sistemele de navigație de la bord.

Principiile fizice și tehnice ale funcționării SNS.

Elipsoidul global WGS84 este un elipsoid geodez cu un sistem de coordonate global geocentric fix. Elipsoidul WGS84 este specificat de un set de constante și parametri de model de elipsoid care descriu dimensiunea și forma Pământului, câmpurile gravitaționale și magnetice. WGS84 este elipsoidul global standard adoptat ca sistem de coordonate global de Departamentul de Apărare al SUA și, de asemenea, sistemul de coordonate pentru sistemul de poziționare globală (GPS). Este compatibil cu Sistemul Internațional de Rezoluție Terestră (ITRS). În prezent, WGS84 (G1674) respectă criteriile descrise în Nota tehnică 21 (TN 21) a Serviciului Internațional de Rotație a Pământului (IERS). Organizația responsabilă este US National Geospatial-Intelligence Agency (NGA). NGA intenționează să ajusteze sistemul de coordonate WGS84 în 2013 pentru a-l alinia la regulile Notei tehnice 36 IERS 2010 (TN 36).

• Origine: Centrul de masă al Pământului, inclusiv oceanele și atmosfera, este luat ca origine a sistemului de coordonate.
• Axa Z (axa Z): Îndreptat către polul de referință definit de Serviciul Internațional de Rotație a Pământului (Polul de referință IERS). Această direcție corespunde direcției către polul convențional al Pământului (BIH Conventional Terrestrial Pole) (pentru perioada 1984.0) cu o eroare de 0.005".
• Axa X: Axa X se află în planul meridianului de referință (meridianul de referință IERS) și trece prin originea coordonatelor normale pe axa Z. Meridianul de referință (IRM) coincide cu meridianul prim (meridianul zero BIH) (pentru perioada. 1984.0) cu o eroare de 0.005".
• Axa Y (axa Y): completează sistemul de coordonate ortogonale centrat pe Pământ (ECEF) din dreapta.
• Scară: Scara sa - scara structurii Pământului - este în concordanță cu teoria alternativă a gravitației (teoria relativistă a gravitației). Combinat cu ITRS.
• Orientare: Prezentat de International Time Bureau (Bureau International de l'Heure) pentru perioada 1984.0.
• Evoluție în timp: Schimbarea în timp nu va crea niciun reziduu în rotația globală în raport cu scoarța terestră.

Opțiuni

WGS84 poate fi identificat prin patru parametri: semi-axa majoră a elipsoidului WGS84, factorul de aplatizare al Pământului, viteza unghiulară medie nominală a Pământului și constanta gravitațională geocentrică. Valorile parametrilor sunt prezentate în tabelul de mai jos.

Parametru	Desemnare	Sens
Semi-axa majoră	A
Factorul de aplatizare al Pământului	1/f
Viteza unghiulară medie nominală	ω	7292115 10 -11 radiani/sec
Constanta gravitațională geocentrică	GM	3986004.418 10 8 m 3 /sec 2

Valoarea GM include masa atmosferei Pământului. Utilizatorii sistemului de poziționare globală (GPS) ar trebui să-și amintească valoarea originală WGS84 GM de 3986005.0 10 8 m3/s2, care este definită în documentul de control GPS (ICD-GPS-200) și Raportul tehnic NIMA 8350.2 (Raport tehnic).

Implementări ale WGS84

Baza de date a Asociației Internaționale a Petrolului și Gazelor (EPSG) și site-ul web NGS utilizează un spațiu între „WGS” și „84” în numele „WGS 84”. Baza de date EPSG nu conține nicio implementare specială a elipsoidului WGS84.

Cod Geog 2D	Cod elipsoid	Nume scurt	Era elipsoidă	Prefixul zonei	Numele districtului	Notă	Părtinire
4326	6326	WGS84	1984	1262	Lume	Prima implementare stabilită de Departamentul de Apărare al SUA în 1987 folosind observații Doppler. Cunoscut și ca WGS84 (1987), WGS84 (original), WGS84 (TRANSIT). În scopuri științifice, WGS84 original este identic cu NAD83 (1986). WGS84 este conectat la ITRF90 folosind 7 parametri de tranziție Helmert.	Nu
		WGS84 (G730)	1994.0			Implementarea prezentată de Departamentul de Apărare al SUA la 29 iunie 1994 se bazează pe observațiile GPS. Litera G înseamnă „GPS” și 730 este numărul săptămânii GPS. Bazat pe ITRF91.	0,70 m
		WGS84 (G873)	1997.0			Implementarea prezentată de Departamentul de Apărare al SUA la 29 ianuarie 1997 se bazează pe observațiile GPS. Litera G înseamnă „GPS” și 873 este numărul săptămânii GPS. Bazat pe ITRF94.	0,20 m
		WGS84 (G1150)	2001.0			Implementarea prezentată de Departamentul de Apărare al SUA la 20 ianuarie 2002 se bazează pe observațiile GPS. Litera G reprezintă „GPS” și 1150 este numărul săptămânii GPS. Bazat pe ITRF2000.	0,06 m
		WGS84 (G1674)	2005.0			Implementarea prezentată de Departamentul de Apărare al SUA pe 8 februarie 2012 se bazează pe observațiile GPS. Litera G înseamnă „GPS” și 1674 este numărul săptămânii GPS. Bazat pe ITRF2008.	0,01 m

Opțiuni de transformare

Mai jos sunt opțiunile de tranziție între WGS84 (G1674) și implementările anterioare WGS84, precum și unele implementări ITRF.

Opțiuni pentru tranziția între diferite implementări ITRF pot fi găsite în .

Transfer de la	Trecerea la	eră	T1 m	T2 m	T3 m	D ppb	R1 mas	R2 mas	R3 mas	Precizie 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 (original)	1984.0	+0.060	-0.517	-0.223	-11.0	+18.3	-0.3	+7.0	0.01

Sensul de rotație al sistemului de coordonate este în sensul acelor de ceasornic. Unități: m (metri), mas (milisecunde de arc) și ppb (părți pe miliard).
1 mas = 0,001 " = 2,77778 e -7 grade = 4,84814 e -9 radiani. 0,001 " este aproximativ egal cu 0,030 m pe suprafața Pământului.

WGS84 și ITRF

În general, ITRS (și implementările sale ITRFyy) sunt identice cu WGS84 la un metru. Există două tipuri de implementări WGS84.

• O implementare mai veche bazată pe sistemul de navigație prin satelit al Marinei SUA, cunoscut și sub numele de Doppler Transit, care oferă coordonatele stației cu o precizie de aproximativ un metru.
  În ceea ce privește această implementare, Serviciul Internațional de Rotație a Pământului a publicat parametrii de transformare între ITRF90 și acest sistem Doppler în fișierul: WGS84.TXT.
• Implementări actualizate WGS84 bazate pe date GPS, cum ar fi G730, G873 și G1150. Aceste implementări actualizate ale WGS84 potrivesc ITRF la un nivel de precizie de 10 cm.
  Nu există parametri de transformare publicati oficial pentru aceste implementări. Aceasta înseamnă că coordonatele ITRF pot fi exprimate și în WGS84 cu un nivel de precizie de 10 cm.

Comitetul de topografie și poziționare OGP recomandă în nota sa de orientare 4: „Cadrul internațional de referință terestră (ITRF) ar trebui să fie utilizat ca sistem de referință geodezică în scopuri de topografie și poziționare în timp real în cazul în care valorile publicate”. parametrii de tranziție permit transformarea coordonatelor cu o precizie mai mică de un metru - rămâneți la vechea formulare „de la sistemul local de coordonate la WGS84” și utilizați noua formulare „de la sistemul local de coordonate la ITRFyy pentru epoca aaaa.y” atunci când tranzițiile de valori ale parametrilor publicate oferă precizie submetru.

WGS84, ITRF și NAD83

Implementarea inițială a WGS84 este în mare măsură în concordanță cu NAD83 (1986). Cu toate acestea, implementările ulterioare ale WGS84 sunt aproximativ aceleași cu implementările ITRS.

Datele din America de Nord din 1983 (NAD83) sunt utilizate în toată America de Nord, cu excepția Mexicului. Acest sistem de coordonate este implementat în Statele Unite și Alaska (Placa Americii de Nord) prin National CORS, care oferă baza pentru parametrii de tranziție rigurosi între implementările ITRF și NAD83, precum și pentru nenumărate lucrări științifice.

Din noiembrie 2011, rețeaua CORS a crescut la peste 1.800 de stații, angajând peste 200 de organizații diferite și continuă să se extindă. Cea mai recentă implementare a sistemului NAD83 are denumirea tehnică NAD83 (2011/PA11/MA11) era 2010.00 și formează cadrul pentru definirea Sistemului Național de Referință Spațială (NSRS). În Canada, sistemul NAD83 este controlat și prin sistemul Canadian Active Control System. Astfel, două organizații sunt responsabile pentru monitorizarea și întreținerea sistemului NAD83: US National Geodetic Survey (NGS), http://www.ngs.noaa.gov și Natural Resources Canada (NRCan), http://www.nrcan .gc .ca.

Date mexicane din 1993

Institutul Național de Statistică și Geografie din Mexic (INEGI), http://www.inegi.org.mx, Agenția Federală responsabilă de geodezie și cartografie în țară, a adoptat sistemul de coordonate geocentric ITRF92, pentru epoca 1988.0, ca baza sa geodezică. Implementarea acestui sistem se realizează printr-o rețea de 14 stații de receptoare GPS fixe ale Rețelei Naționale Geodezice (RGNA). Recent, sistemul ITRF2008 a fost adoptat ca noua bază pentru sistemul de coordonate mexican, pentru epoca 2010.0.

WGS84, ITRF și SIRGAS

Sistemul de referință geocentric al Americilor 1995 (SIRGAS 1995) a fost aprobat pentru utilizare pe tot continentul Americii de Sud în domeniul geodeziei și cartografiei. Majoritatea țărilor din America de Sud și Caraibe au participat la această acțiune, fiind utilizate 58 de stații de referință și extinse ulterior în America Centrală și de Nord. ITRF94 a fost luat ca sistem de coordonate inițial, pentru epoca 1995.42. Sistemul de referință geocentric al Americii 2000 (SIRGAS 2000) a fost implementat prin observații la o rețea de 184 de stații în 2000, iar sistemul ITRF2000 a fost înființat în epoca 2000.40. Sistemul de coordonate SIRGAS 2000 include referire la posturi de nivel și înlocuiește sistemul anterior SIRGAS 1995, care a fost folosit doar în America de Sud, cu un sistem de coordonate SIRGAS care acoperă și America Centrală. Numele a fost schimbat în 2001 pentru a fi utilizat în toată America Latină. Există mai multe pagini pe Internet cu informații despre sistemul de coordonate SIRGAS, de exemplu: http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/sirgas.

WGS84, ITRF și ETRS89

Sistemul European de Referință Pământului ETRS89 se bazează pe Cadrul Internațional de Referință ITRF89, pentru epoca 1989.0 și este urmărit printr-o rețea de aproximativ 250 de stații GNSS (Global Navigation Satellite System) care funcționează permanent, cunoscute sub numele de Rețeaua Permanentă Europeană de Referință (EPN). Întreținerea Sistemului European de Referință Terestre (ETRS89) este responsabilitatea Subcomitetului pentru Sistemul European de Referință al Asociației Internaționale de Geodezică (Sub-comisia IAG EUREF). Mai multe informații despre acest sistem pot fi găsite pe internet la: http://www.euref.eu. Oficiul Central al Rețelei de Referință (EPN) este situat la Observatorul Regal al Belgiei, http://www.epncb.oma.be.

WGS84, ITRF și GDA94

Geocentric Datum of Australia 1994 (GDA94) a fost inițial atribuit cadrului internațional de coordonate geodezice ITRF92, pentru epoca 1994.0. Sistemul GDA94 este monitorizat prin rețeaua GNSS regională australiană (ARGN), care include 15 stații GPS care funcționează permanent în toată Australia, precum și 8 stații din Australia, cunoscute sub numele de Australian Core Network (AFN). Organizația responsabilă pentru monitorizarea sistemului GDA94 este Geoscience Australia, http://www.auslig.gov.au.

Legături

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

Comentarii 2

După cum s-a menționat în mod repetat în alte articole, același punct de pe suprafața pământului are coordonate diferite în sisteme de coordonate diferite. Deoarece cele mai relevante sisteme de coordonate pentru teritoriul Rusiei în acest moment sunt WGS 1984 și SK42, ne vom concentra pe compararea coordonatelor din aceste două sisteme. În articolele anterioare s-a arătat că această diferență poate fi de aproximativ 140 m în regiunea Kaliningrad sau 100 m în Urali. Este logic să ne așteptăm că diferența depinde de regiunea în care se face comparația.

Scopul acestui articol este de a efectua o evaluare la scară largă a diferenței dintre măsurători în două sisteme de coordonate și de a determina natura distribuției acestui parametru. Distanța dintre un punct din sistemul de coordonate WGS84 și același punct din sistemul de coordonate SK42 a fost selectată ca parametru de comparație. Pentru a evita distorsiunile de proiecție, distanța este calculată ca lungimea arcului de cerc mare.

Acest articol NU urmărește să afle care sistem de coordonate este mai precis sau ce set de parametri de tranziție ar trebui utilizat pentru recalculare. Răspunsurile la aceste întrebări ar trebui găsite în alte articole.

rezultate

Toate transformările sunt 3-parametrice. Toate rezultatele calculelor pot fi descărcate ca un shapefile.

Testul 1

Parametri de transformare: dx = 28, dy = -130, dz = -95 World Geodetic System 1984. NIMA, 2000 >>>

Distanta minima: 1.05506, Distanta maxima: 165.88456

Rezultatul este stocat în câmpul pulnima3 din shapefile rezultat.

Comparația a două calcule

Interesantă este și distribuția spațială a diferenței dintre aceste două calcule. Adeseori apare întrebarea cât de mult vor diferi calculele mele dacă le fac cu două seturi diferite de parametri (de exemplu, setul NIMA și setul GOST).

Rezultatele calculării diferenței sunt conținute în câmpul Diff al fișierului de formă rezultat, atașat de identificatorul universal din calcularea distanței dintre punctele din Pulkovo-NIMA și Pulkovo-GOST. Iată o ilustrare a distanței dintre ele:

Astfel, dacă ne recalculăm setul de date cu unul și altul set de parametri, atunci diferența sa față de celălalt poate fi de până la 18,5 metri, diferența, așa cum ne-am aștepta, depinde de regiune, dar pentru aproape întreg teritoriul Rusiei; depășește 15 metri.

Surse suplimentare de erori

Rezultatele acestui experiment pot fi îmbunătățite luând în considerare următorii factori:

1. Calculați distanța dintre puncte ca lungimea arcului unui elipsoid, mai degrabă decât a unei sfere.
2. Utilizarea altor seturi de parametri de transformare (de exemplu, cei cu 7 parametri).

În ciuda factorilor enumerați mai sus, cu greu ne putem aștepta la o schimbare semnificativă a rezultatelor calculelor atunci când le luăm în considerare. Intenționăm să includem acești parametri în calculele noastre și să-i publicăm în versiunile viitoare ale acestei lucrări.

concluzii

După cum v-ați aștepta, diferența dintre coordonatele din cele două sisteme nu este aceeași și variază de la 0 la 170 de metri (în funcție de modul în care este calculată această diferență). Zonele de maxim acord între cele două sisteme de coordonate sunt în China Centrală și Chile în aceste zone, diferența dintre punctele din diferite sisteme de coordonate este minimă;

Discutați pe forum

Convertor sistem de coordonate

Convertor de coordonate MSK, SK-42/63, PZ-90, WGS-84

		-- Selectați sistemul de coordonate --
0.00 X ↔ Y		0.00 X ↔ Y

Doriți să convertiți coordonatele dintr-un sistem de coordonate în altul?

Aici puteți converti coordonatele punctelor din sistemele de coordonate locale (SC) utilizate în Rusia în cele mondiale sau invers, precum și dintr-un CS local în altul local. Puteți recalcula un punct sau contururi întregi odată.

Necesitatea recalculării apare, de exemplu, atunci când se determină poziția unui punct pe o hartă cadastrală publică, care funcționează în sistemul de coordonate mondial WGS-84 (proiecția Mercator și alte servicii de hărți folosesc WGS-84 (longitudine și latitudine); : Google.Maps, Yandex.Maps , OpenStreet etc.

Instrucțiuni:

Selectați sistemul de coordonate sursă din lista derulantă din stânga și sistemul de coordonate țintă din dreapta. Introduceți coordonatele în câmpul de text din stânga. Introduceți un punct (articol) pe o linie, separați coordonatele unul de celălalt în linie: Tab, punct și virgulă, spațiu sau virgulă. Partea întreagă a părții fracționale este un punct sau o virgulă (dacă nu este folosită ca separator). Când introduceți longitudinea și latitudinea, introduceți valori în grade și zecimale de grade, separând întreaga parte de perioada fracțională. Faceți clic pe butonul Convertit. Puteți schimba direcția de conversie folosind butonul. Pentru a șterge câmpurile de text, faceți clic pe butonul clar.

Sfat: Puteți deschide programul serie și selecta întregul tabel cu coordonatele, faceți clic pe butonul Copieîn program, apoi lipiți aceste informații în câmpul din stânga convertorului, apăsați butonul Convertit.

Atenţie: Convertorul „intern” funcționează într-un sistem de coordonate matematic, așa că dacă faceți conversia dintr-un sistem de coordonate geodezice (sistem de coordonate local), atunci bifați caseta X ↔ Y din partea stângă. Dacă faceți conversia dintr-un sistem global, de exemplu, WGS 84, atunci nu trebuie să bifați această casetă, deoarece acest sistem este matematic. Pentru a obține coordonatele de ieșire în secvența dorită, utilizați caseta de selectare X ↔ Y din partea dreaptă. Puteți rotunji coordonatele la cea mai apropiată sutime: atât înainte de conversie - bifa din stânga este 0,00, cât și după - bifa din dreapta este 0,00.

Atenţie: Dacă există un număr mare de puncte, recalcularea poate dura ceva timp. Dacă operațiunea durează prea mult, reîmprospătați pagina folosind tasta F5. Convertiți mai puține informații simultan.

Serviciul este gratuit. Numărul de puncte convertite nu este limitat.

Serviciul este gratuit, dar ne puteți mulțumi:

• Distribuiți linkul pe rețelele sociale
• Scrieți pe forumuri despre acest serviciu
• Spuneți-le colegilor despre existența acestui serviciu
• Scrie o recenzie pe

Pentru discutie.

Una dintre componentele erorilor din rețelele de satelit este eroarea în transformarea datelor de câmp dintr-un CS geocentric (WGS-84), în care se efectuează măsurători, într-un CS de referință (SK-95, SK-42, SK-63, MSK). ...), unde coordonatele finale ale punctelor sunt rețele calculate.
Parametrii oficiali de comunicare WGS-84 și SK-42, specificați în GOST R 51794-2008, se aplică regiunii Pulkovo (începutul SK-42). Pe măsură ce se îndepărtează, erorile de schimbare se acumulează în SK-42, care în regiunile Siberia și Orientul Îndepărtat poate ajunge la câțiva metri. Adică, parametrii locali din diferite regiuni pot diferi semnificativ de cei cunoscuți oficial.
Pentru determinarea (calcularea) parametrilor de comunicare locală sunt necesare coordonate de 4-5 puncte, cunoscute în două sisteme. Și dacă unele coordonate (SK-42, SK-63, MSK...) pot fi obținute oficial, atunci coordonatele exacte ale punctelor bazate pe WGS-84, de regulă, nu sunt cunoscute. Ele sunt obținute de obicei din măsurători prin satelit, unde rețeaua este calculată dintr-un punct, ale căror coordonate în WGS-84 sunt obținute ca și navigație (în mod autonom, folosind efemeride de satelit de la bord). Eroarea în determinarea unor astfel de coordonate (deplasarea de-a lungul X, Y) poate fi de 2-3 metri sau mai mult. Dacă aceleași puncte sunt observate într-un alt moment sau un alt grup de puncte este luat în aceeași zonă, atunci se vor obține valori diferite de coordonate în WGS-84.
În consecință, nu va fi posibil să se obțină coordonate precise în WGS-84 și, în consecință, parametri de comunicare precisi în acest fel. Și cu cât distanța dintre punctele de „calibrare” de localizare este mai mică, cu atât mai gros sunt determinați parametrii de comunicare între sisteme.
Cu toate acestea, în cele din urmă, ceea ce este important pentru noi nu este acuratețea determinării coordonatelor punctelor în WGS-84, ci cât de mult vor afecta erorile în determinarea parametrilor acuratețea conversiei vectorilor de la WGS-84 la SK-42 (și alte SC-uri). bazat pe elipsoidul Krasovsky)?
Este atât de important să determinați parametrii de comunicare locală de fiecare dată? De exemplu, lucrând în partea europeană a Rusiei, unde distanța de la Pulkovo nu este atât de mare, unde SK-42 nu a fost încă supus la distorsiuni mari și aceste distorsiuni sunt comparabile cu erorile în determinarea autonomă a coordonatelor în WGS-84 ? La urma urmei, nu va fi posibil să se obțină parametri mai precisi din coordonate autonome (cu o eroare de câțiva metri).
Nu este mai bine să recalculăm coordonatele punctelor inițiale din WGS-84 folosind parametrii GOST și să le folosiți pentru procesarea primară a măsurătorilor satelitului?
Sau imediat, folosind parametrii GOST, configurați programul să funcționeze în SK-42 (SK-63, MSK...)? Depinde de cine este mai convenabil și de cine lucrează în ce software.

Cândva, când începeam măsurătorile prin satelit, făceam localizare de fiecare dată. De-a lungul timpului, s-au acumulat câteva zeci de puncte, care au fost combinate într-o singură rețea și s-au obținut parametri de comunicare rafinați pentru un număr mare de puncte și pe o suprafață mare. Comparând incrementele vectoriale convertite de la WGS la MSC în funcție de parametrii rafinați și locali, am fost convins că nu există nicio diferență semnificativă. Datorită inversării, mărimea incrementelor poate diferi ușor, dar lungimea proiecției vectoriale pe planul MCS rămâne practic neschimbată. Același lucru s-a întâmplat la compararea incrementelor de vectori obținute folosind parametrii rafinați și GOST.
Și asta în locurile în care erorile locale ale SK-42 au ajuns la 10 metri.
Eroarea în calcularea incrementelor vectoriale este de câteva ori mai mică decât eroarea în pozițiile relative ale punctelor GGS.
După ajustarea la punctele GGS, reziduurile incrementelor sunt împrăștiate, iar coordonatele finale ale punctelor determinate în ambele versiuni diferă în primii milimetri.

Nu vreau să spun deloc că întotdeauna și peste tot trebuie aplicați parametrii GOST de comunicare între circuite integrate. Acest lucru probabil nu este acceptabil pentru vectori lungi sau pentru manipularea rețelelor cool. Dar în lucrările topografice, atunci când punctele de plecare nu sunt suficiente pentru a determina parametrii locali, este foarte posibil să se folosească cei GOST. O rețea cu suficient control se poate baza pe doar 2-3 puncte de plecare.

Oricine poate efectua experimentul fără a intra pe teren. Pe proiectul dvs. finalizat, în care parametrii de comunicare între WGS-84 și SK-42 au fost determinați anterior prin localizare, înlocuiți parametrii locali cu cei GOST și reprocesați măsurătorile (înainte de procesare, nu uitați să editați coordonatele de pornire). puncte - se pot modifica după înlocuirea parametrilor de comunicare).
Comparați coordonatele punctelor identificate din cele două opțiuni și anunțați discrepanțele rezultate „în studio”. Ar fi interesant.