СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ПУНКТАМИ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ Российский патент 2017 года по МПК G01S5/14 

Изобретение относится к способам определения расстояния между пунктами на поверхности Земли при применении глобальных космических систем (ГКС) GPS и ГЛОНАСС.

Известен способ определения расстояния между пунктами на поверхности Земли при использовании геодезических методов. Недостатком данного способа является чрезвычайная трудоемкость выполнения работ при измерении расстояний на больших базах на местности с ограниченной прямой видимостью (лес и горы).

Известен также способ измерения расстояния при использовании глобальных космических систем GPS и ГЛОНАСС, включающий оборудование постоянных пунктов с «известными» координатами, с которых непрерывно передают сигналы для коррекции псевдоорбит спутников, установку пользовательских пунктов, между которыми необходимо определить расстояние (базис) и положение которых вычисляют при измерении расстояний от нескольких спутников до этих пунктов при выполнении засечек на поверхности Земли и использовании математического аппарата [2].

Системы GPS и ГЛОНАСС для упрощения основаны на неизменном и максимальном радиусе Земли, равном в среднем 6371 км, характерном для 1990 г. и начала 2002 г., который утвержден распоряжением правительства Российской Федерации от 20 июня 2007 г. №797-Р. Минобороны России и Роскосмос должны обеспечить исполнение уточненной версии государственной геоцентрической системы координат «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90.02).

Недостатком известных способов является то, что в результате излучения Космоса размер Земли может изменяться с цикличностью 11 лет в относительных единицах на ε_АФ=(2-4)⋅10^-4 и более (см. рис.) [3]. В результате этого с течением времени изменяются координаты пунктов и базисы.

Целью изобретения является повышение точности определения расстояния между пользовательскими пунктами при использовании систем ГКС с учетом периодического изменения размеров Земли.

Указанная цель достигается тем, что на поверхности Земли оборудуют полигоны, где между стационарными пунктами периодически измеряют расстояние системами GPS, ГЛОНАСС и геодезическими способами, к примеру с помощью лазерных дальномеров. Находят длину базисов между пунктами с помощью ГКС L_ГКС, которая должна быть const, и геодезическими измерениями L_i(t), которая изменяется во времени, определяют их отношение L_i(t)/L_ГКС=K_i(t). Далее строят графики их изменения до настоящего времени и математически обосновывают прогноз на ближайшую перспективу для отдельных территорий и регионов.

Пользователи определяют координаты пунктов и базисы при использовании ГКС L_ГКС и находят точную длину базиса в конкретное время по зависимости

Для повышения точности определения L_i(t) целесообразно оборудовать полигоны в подземных выработках на базисах десятки и сотни метров вне зоны влияния подземных работ на рудниках, геодезическими методами определяют относительную деформацию массива горных пород ε_м, строят график ее изменения с 2002 г. ε_м(t) и вводят поправку в базисы на поверхности, используя зависимость

Зависимость ε_M(t)=ε_АФ для территории Урала надежно отстраивают с 1998 г. (представлена рисунком), и ее можно использовать для определения точных базисов на поверхности Земли, принимая во внимание, что

где К_i(t)=1+ε_i(t);

Для фундаментального решения поставленной проблемы необходимо взаимолокацией между спутниками ГКС на орбите построить фактическую поверхность орбит спутников, локацией от спутников до постоянных пунктов на поверхности Земли построить фактическую поверхность Земли и по известным технологиям и математическому аппарату определять координаты пунктов пользователей и расстояние между этими пунктами.

Источники информации

1. Дементьев В.Е. Современная геодезическая техника и ее применение: Учебное пособие для ВУЗов. - Изд. 2е-М.: Академический проект. 2008. - 591 с.

2. Заявка РФ 9711374, МПК⁶ G01S 5/14. Глобальная космическая система определения местоположения и радионавигации, радиомаяк и приемник, используемые в данной системе/Жан-Люк Иселер (FR), Жан-Поль Агюстт (FR), Доменик Берж (FR), Брюно Кюньи (FR).

3. Зубков А.В. Периодическое расширение и сжатие Земли как вероятный механизм природных катаклизмов // Литосфера, 2013, №2, с. 145-156, http://www/litoshera.ru

Изобретение относится к способам определения расстояния между пунктами на поверхности Земли на основе использования глобальных космических систем GPS и ГЛОНАСС. Достигаемый технический результат – повышение точности определения расстояния между пользовательскими пунктами. Сущность способа заключается в том, что предварительно на поверхности Земли оборудуют полигоны со стационарными пунктами, периодически между этими пунктами измеряют расстояние системами GPS или ГЛОНАСС Lгкс и геодезическими способами Li(t), находят их отношение Li(t)/Lгкс=Ki(t) по изменению этого отношения во времени, осуществляют прогноз на ближайшее время периодического изменения размеров Земли для отдельных территорий и регионов, при этом пользователи определяют координаты рабочих пользовательских пунктов и расстояния между ними, вводя поправки в данные ГКС в конкретное время по зависимости

Полигон с расстояниями между пунктами десятки и сотни метров оборудуют вне зоны влияния подземных работ в подземных выработках, определяют относительную деформацию массива горных пород ε_м, определяют ее изменение за определенное время и вводят поправки в измеренные расстояния на поверхности, используя зависимость

1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ определения расстояния между пользовательскими пунктами на поверхности Земли при использовании глобальных космических систем (ГКС) GPS и ГЛОНАСС, включающий передачу сигналов с постоянных пунктов с известными координатами для коррекции псевдоорбит спутников систем GPS и ГЛОНАСС, установку пользовательских пунктов, координаты которых определяют за счет измерения расстояний от нескольких спутников до этих пунктов, отличающийся тем, что с целью повышения точности определения координат пользовательских пунктов и расстояния между ними, на поверхности Земли оборудуют полигоны со стационарными пунктами, являющимися контрольными пунктами, периодически между этими пунктами измеряют расстояние Lгкс системами GPS и ГЛОНАСС и Li(t) геодезическим способом с помощью лазерного дальномера, где i - направление по оси X и У, при этом величина Lгкс является постоянной, а величина Li(t) изменяется во времени, находят их отношение Li(t)/ Lгкс=Ki(t), по изменению этого отношения во времени осуществляют прогноз на ближайшее время периодического изменения размеров Земли для отдельных территорий и регионов, при этом пользователи определяют координаты рабочих пользовательских пунктов и расстояния между ними, вводя поправки в данные ГКС в соответствующее конкретное время по зависимости

Li(t)=Lгкс⋅Ki(t)

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полигоны дополнительно оборудуют в подземных выработках с расстояниями между пунктами десятки и сотни метров вне зоны влияния подземных работ на рудниках, определяют относительную деформацию массива горных пород ε_м, определяют ее изменение за определенное время и вводят поправки в измеренные расстояния на поверхности, используя зависимость

Li(t)=Lгкс[1+ε_м(t)].