RU2613929C2 - Method for determining distance between points on earth surface - Google Patents

Method for determining distance between points on earth surface Download PDF

Info

Publication number
RU2613929C2
RU2613929C2 RU2015120788A RU2015120788A RU2613929C2 RU 2613929 C2 RU2613929 C2 RU 2613929C2 RU 2015120788 A RU2015120788 A RU 2015120788A RU 2015120788 A RU2015120788 A RU 2015120788A RU 2613929 C2 RU2613929 C2 RU 2613929C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
points
distance
earth
coordinates
determined
Prior art date
Application number
RU2015120788A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015120788A (en
Inventor
Альберт Васильевич Зубков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН)
Priority to RU2015120788A priority Critical patent/RU2613929C2/en
Publication of RU2015120788A publication Critical patent/RU2015120788A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2613929C2 publication Critical patent/RU2613929C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • G01S5/145—Using a supplementary range measurement, e.g. based on pseudo-range measurements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: previously, the polygons with the stationary points are equipped on the Earth surface, periodically, the distance is measured between these points with the GPS or GLONASS Lgks systems and the geodetic methods Li (t), their ratio Li (t) / Lgks=Ki(t) is found under the change of this ratio in time, the forecast for the immediate future of the periodic Earth's changes are carried out for individual areas and regions, and the users determine the coordinates of the user operating points and the distance between them by introducing amendments to the SSC data at a specific time depending on Li(t)=LgksKi⋅(t) (1). The polygon with the distances between the points of tens and hundreds of meters is equipped outside the influence of the underground work in the underground mines, the relative deformation of the rock mass εm is determined, its change over time is determined, and the amendments to the measured distances on the surface are introduced, using the dependence of Li(t)=Lgks [1εM(T)] (2).
EFFECT: improving accuracy of determining distance between the user points.
2 cl; 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам определения расстояния между пунктами на поверхности Земли при применении глобальных космических систем (ГКС) GPS и ГЛОНАСС.The invention relates to methods for determining the distance between points on the surface of the Earth using global space systems (GCS) GPS and GLONASS.

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).A known method for determining the distance between points on the surface of the Earth using geodetic methods. The disadvantage of this method is the extreme complexity of the work when measuring distances at large bases in areas with limited direct visibility (forest and mountains).

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].There is also a method of measuring distance when using the global space systems GPS and GLONASS, including equipping fixed points with "known" coordinates from which signals are continuously transmitted to correct pseudo-orbit satellites, setting custom points between which it is necessary to determine the distance (basis) and the position of which is calculated when measuring distances from several satellites to these points when making serifs on the surface of the Earth and using the mathematical apparatus [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).GPS and GLONASS systems for simplification are based on the constant and maximum radius of the Earth, equal to an average of 6371 km, typical for 1990 and the beginning of 2002, which was approved by order of the Government of the Russian Federation of June 20, 2007 No. 797-R. The Russian Ministry of Defense and Roscosmos should ensure the implementation of an updated version of the state geocentric coordinate system "Earth parameters 1990" (PZ-90.02).

Недостатком известных способов является то, что в результате излучения Космоса размер Земли может изменяться с цикличностью 11 лет в относительных единицах на εАФ=(2-4)⋅10-4 и более (см. рис.) [3]. В результате этого с течением времени изменяются координаты пунктов и базисы.A disadvantage of the known methods is that, as a result of the radiation of the Cosmos, the size of the Earth can change with a cycle of 11 years in relative units by ε AF = (2-4) ⋅ 10 -4 or more (see Fig.) [3]. As a result of this, the coordinates of points and bases change over time.

Целью изобретения является повышение точности определения расстояния между пользовательскими пунктами при использовании систем ГКС с учетом периодического изменения размеров Земли.The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the distance between user points when using GCS systems, taking into account the periodic changes in the size of the Earth.

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 LГКС, которая должна быть const, и геодезическими измерениями Li(t), которая изменяется во времени, определяют их отношение Li(t)/LГКС=Ki(t). Далее строят графики их изменения до настоящего времени и математически обосновывают прогноз на ближайшую перспективу для отдельных территорий и регионов.This goal is achieved by the fact that on the surface of the Earth equip landfills, where between stationary points periodically measure the distance by GPS, GLONASS and geodetic methods, for example using laser rangefinders. Find the length of the bases between points using the GCS L GCS , which must be const, and the geodetic measurements L i (t), which varies over time, determine their ratio L i (t) / L GCS = K i (t). Next, they build graphs of their changes to date and mathematically substantiate the forecast for the near future for individual territories and regions.

Пользователи определяют координаты пунктов и базисы при использовании ГКС LГКС и находят точную длину базиса в конкретное время по зависимостиUsers determine the coordinates of points and bases when using the GCS G GCS and find the exact length of the basis at a specific time according to

Figure 00000001
Figure 00000001

Для повышения точности определения Li(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 εм, строят график ее изменения с 2002 г. εм(t) и вводят поправку в базисы на поверхности, используя зависимостьTo increase the accuracy of determining L i (t), it is advisable to equip the polygons in underground workings on the basis of tens and hundreds of meters outside the influence zone of underground work in mines, using geodetic methods to determine the relative deformation of the rock mass ε m , build a graph of its change since 2002 ε m (t) and introduce a correction to the bases on the surface using the dependence

Figure 00000002
Figure 00000002

Зависимость εM(t)=εАФ для территории Урала надежно отстраивают с 1998 г. (представлена рисунком), и ее можно использовать для определения точных базисов на поверхности Земли, принимая во внимание, чтоThe dependence ε M (t) = ε AF for the territory of the Urals has been reliably rebuilt since 1998 (represented by the figure), and it can be used to determine exact bases on the Earth's surface, taking into account that

Figure 00000003
Figure 00000003

где Кi(t)=1+εi(t);where K 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.For a fundamental solution of the problem posed, it is necessary to build the actual surface of the satellite’s orbits by inter-location between GC satellites in orbit, build the actual surface of the Earth from satellites to permanent points on the Earth’s surface and determine the coordinates of user points and the distance between these points using well-known technologies and mathematical apparatus.

Источники информацииInformation sources

1. Дементьев В.Е. Современная геодезическая техника и ее применение: Учебное пособие для ВУЗов. - Изд. 2е-М.: Академический проект. 2008. - 591 с.1. Dementiev V.E. Modern geodetic technology and its application: Textbook for high schools. - Ed. 2e-M.: Academic project. 2008 .-- 591 p.

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).2. Application of the Russian Federation 9711374, IPC 6 G01S 5/14. Global space positioning and radio navigation system, beacon and receiver used in this system / Jean-Luc Iseler (FR), Jean-Paul Aguste (FR), Domenic Berge (FR), Bruno Cunyi (FR).

3. Зубков А.В. Периодическое расширение и сжатие Земли как вероятный механизм природных катаклизмов // Литосфера, 2013, №2, с. 145-156, http://www/litoshera.ru3. Zubkov A.V. Periodic expansion and contraction of the Earth as a likely mechanism of natural disasters // Lithosphere, 2013, No. 2, p. 145-156, http: //www/litoshera.ru

Claims (4)

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 зависимости1. A method for determining the distance between user-defined points on the Earth’s surface using GPS and GLONASS global space systems (GCS), including transmitting signals from fixed points with known coordinates for correcting pseudo-orbits of GPS and GLONASS satellites, setting up user points whose coordinates are determined by measuring distances from several satellites to these points, characterized in that in order to improve the accuracy of determining the coordinates of user points and the distance between they, on the Earth’s surface, are equipped with landfills with stationary points, which are control points, periodically between these points, the distance Lx is measured by GPS and GLONASS systems and Li (t) by a geodetic method using a laser range finder, where i is the direction along the X and Y axes, while the magnitude of Lgx is constant, and the value of Li (t) changes over time, their ratio Li (t) / Lgx = Ki (t) is found, by changing this ratio in time, a forecast is made for the near future for periodic changes in the size of the Earth for individual territories and regions, while users determine the coordinates of the working user points and the distance between them, introducing amendments to the GCS data at the corresponding specific time according to Li(t)=Lгкс⋅Ki(t)Li (t) = Lгк⋅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 εм, определяют ее изменение за определенное время и вводят поправки в измеренные расстояния на поверхности, используя зависимость2. The method according to p. 1, characterized in that the landfills are additionally equipped in underground workings with distances between points tens and hundreds of meters outside the zone of influence of underground work in mines, the relative deformation of the rock mass ε m is determined, its change over time is determined, and correct the measured distances on the surface using the dependence Li(t)=Lгкс[1+εм(t)].Li (t) = Lgx [1 + ε m (t)].
RU2015120788A 2015-06-01 2015-06-01 Method for determining distance between points on earth surface RU2613929C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120788A RU2613929C2 (en) 2015-06-01 2015-06-01 Method for determining distance between points on earth surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120788A RU2613929C2 (en) 2015-06-01 2015-06-01 Method for determining distance between points on earth surface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015120788A RU2015120788A (en) 2016-12-20
RU2613929C2 true RU2613929C2 (en) 2017-03-22

Family

ID=57759107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015120788A RU2613929C2 (en) 2015-06-01 2015-06-01 Method for determining distance between points on earth surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2613929C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0242115A2 (en) * 1986-04-14 1987-10-21 Western Atlas International, Inc. Method and system for determining position on a moving platform, such as a ship, using signals from GPS satellites
US5276451A (en) * 1991-07-09 1994-01-04 Pioneer Electronic Corporation Navigation system with navigational data processing
US5752218A (en) * 1995-05-31 1998-05-12 General Electric Company Reduced-power GPS-based system for tracking multiple objects from a central location
RU2173862C2 (en) * 1999-04-28 2001-09-20 Государственное предприятие - "КБ Оризон-Навигация" Method and device for processing radio signals of navigation satellites gps and glonass
RU2181490C2 (en) * 1995-10-24 2002-04-20 Интернэшнл Мобайл Сэтеллайт Организейшн Device and process of radio positioning
US7365544B2 (en) * 2001-10-11 2008-04-29 Bhp Billiton Innovation Pty Ltd. Methods of adjusting airborne geophysical measurements based on mapping instrument measurements
RU2402786C1 (en) * 2009-10-01 2010-10-27 Открытое акционерное общество "Навигационно-информационные системы" Method of determining position of navigation information user objects and device for realising said method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0242115A2 (en) * 1986-04-14 1987-10-21 Western Atlas International, Inc. Method and system for determining position on a moving platform, such as a ship, using signals from GPS satellites
US5276451A (en) * 1991-07-09 1994-01-04 Pioneer Electronic Corporation Navigation system with navigational data processing
US5752218A (en) * 1995-05-31 1998-05-12 General Electric Company Reduced-power GPS-based system for tracking multiple objects from a central location
RU2181490C2 (en) * 1995-10-24 2002-04-20 Интернэшнл Мобайл Сэтеллайт Организейшн Device and process of radio positioning
RU2173862C2 (en) * 1999-04-28 2001-09-20 Государственное предприятие - "КБ Оризон-Навигация" Method and device for processing radio signals of navigation satellites gps and glonass
US7365544B2 (en) * 2001-10-11 2008-04-29 Bhp Billiton Innovation Pty Ltd. Methods of adjusting airborne geophysical measurements based on mapping instrument measurements
RU2402786C1 (en) * 2009-10-01 2010-10-27 Открытое акционерное общество "Навигационно-информационные системы" Method of determining position of navigation information user objects and device for realising said method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015120788A (en) 2016-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sharon et al. Guidelines for Slope Performance Monitoring
Razoumny Fundamentals of the route theory for satellite constellation design for Earth discontinuous coverage. Part 1: Analytic emulation of the Earth coverage
Shimizu et al. ISRM suggested method for monitoring rock displacements using the global positioning system (GPS)
Shouny et al. Evaluating the performance of using PPK-GPS technique in producing topographic contour map
Marković Determination of total electron content in the ionosphere using GPS technology
Mahmoud et al. Integrated INS/GPS navigation system
Karamat et al. Performance analysis of code-phase-based relative GPS positioning and its integration with land vehicle’s motion sensors
RU2559820C1 (en) Method for navigation of moving objects
RU2613929C2 (en) Method for determining distance between points on earth surface
RU2308681C1 (en) Gyroscopic navigation system for movable objects
Abdelsamea et al. Effect of IGS baseline length on GNSS Positioning Accuracy
RU2568937C2 (en) Space navigation system and method
Ariffin et al. Vector algebra qibla detection in an indoor, semi-open and outdoor environment
Nanda et al. Review of Episodic Voyage of Engineering Surveying and Cartography in India
Jafernik et al. Results of aircraft positioning tests in post-processing using the GNSS
Jokela et al. FGI’s contribution in the JRP SIB60 “Metrology for Long Distance Surveying”
Shen et al. Mathematical model for computing precise local tie vectors for CMONOC co-located GNSS/VLBI/SLR stations
CN106568426A (en) Measurement system
Noureldin et al. Global Positioning System
Park et al. Accuracy analysis of influences by satellite ephemeris
Bohdan et al. EFFECT OF MEASUREMENT DURATION ON THE ACCURACY OF RTN MEASUREMENTS
Meng et al. The use of pseudolites to augment GPS data for bridge deflection measurements
Plopeanu et al. SPECIAL GEODETIC MONITORING OF ROCKFILL DAMS-RÂUŞOR DAM CASE
RU2501045C2 (en) Method of measuring vector components of earth's magnetic field from aerial vehicle
Topchiy et al. Introduction potential of GPS navigation technology for supervision control at capital construction, reconstruction and conversion projects

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180602