Gps приборов геодезического класса gnss

GNSS-оборудование: виды и режимы работы

В конце 20 века началась разработка спутниковых систем слежения. Сначала GNSS-оборудование создавалось для военных целей. В гражданскую сферу комплексы внедрялись постепенно с 2000 года. Сейчас приемники, сопрягаемые с сателлитами, активно используются для решения общих и специальных задач, погрешность не превышает 2–3 м.

Что такое GNSS

Приборы Global Navigation Satellite Systems представляют собой улавливатели импульсов от спутников, включая ГЛОНАСС, GPS, Beidu, QZZ, SBASS. Размещены указанные комплексы на разных орбитах вокруг Земли (либо над отдельными участками). Наземные трекеры, принимающие сигналы от нескольких сателлитов, называются многочастотными.

Предназначение ГНСС-приемников, согласно инструкции – определение заданных координат на поверхности и в околоземном пространстве. Они показывают не только местонахождение объектов, но и определяют направление движения, скорость. Рабочая техническая схема – вычисление дистанции между спутником и принимаемой антенной трекера.

Применение

Геодезические приборы с GNSS используются на начальных стадиях возведения строительных объектов, дорог и прочих инженерных коммуникаций. С их помощью точно формируют топографические карты, схемы расположения пунктов.

GNSS-оборудование

Прочие сферы применения:

• мониторинг сейсмически активных зон, учет подвижек пластов земной коры;
• поиск полезных ископаемых и ресурсов;
• осуществление кадастровых работ, межевание земель;
• картография, географическая информатика.

НА ЗАМЕТКУ. ГНСС-оборудование увеличивает качество исследований, точность выполняемых операций. Комплексы спутникового позиционирования позволяют получить информацию при сокращении затрат.

Принцип работы

Рассматриваемый прибор действует посредством приема импульса с одного или нескольких спутников, с последующим вычислением дистанции до заданного объекта на планетарной орбите. Для определения координат нужной точки на земной поверхности применяют несколько приемников типа GNSS.

Определение координат происходит с учетом скорости радиоволнового распространения. От сателлита импульс отражается за конкретный период. Прибор учитывает время и частотность отзеркаливания сигнала. На основе полученной информации приемник «ГНСС» анализирует расстояние от спутника до антенны. Обработка данных с нескольких приборов позволяет вычислить точную географическую локацию объекта в пространстве.

К сведению. Во многих приемниках есть функция блокировки для предотвращения несанкционированного использования. При включении приборов нужно вводить код.

Основные компоненты

GNSS-приемники отличаются дизайном, дополнительными возможностями и даже гарантийным сроком. Элементы комплекта приведены в таблице.

№ п/п	Наименование	Предназначение
1	Сам прибор	Обрабатывает и запоминает сигналы спутников
2	Аккумулятор (Li-Ion)	Обеспечивает устройство энергией
3	Зарядное устройство на 2 батареи	Для подпитки АБ
4	Кабели USB, SAE, УКВ	Для подключения внешних девайсов
5	Внешняя и внутренняя антенна	Усиливают прием сигнала

Виды GNSS-оборудования

Комплексы спутникового позиционирования делятся на бытовые и профессиональные варианты. Первые версии предназначены для применения обычными пользователями для решения повседневных задач. Профессиональная аппаратура сложнее, эффективнее, задействуется в военной отрасли, геодезии, картографии.

South Galaxy G1 Plus

Популярные системы приведены в таблице.

Наименование	Краткое описание
Javad GNSS	Торговая марка является официальным дистрибьютором американского бренда. Javad –это высокоточное геодезическое оборудование и аксессуары.
EFT	Моноблочный GNSS-приемник, разработанный с внедрением технологий, обеспечивающих бесперебойную работу и точность в самых суровых климатических условиях. Направленность трекера ЕФТ – геодезия.
Prince	ГНСС-приемник с поддержкой всех значимых систем сателлитной навигации. Прибор имеет выход на 4 G и УКВ, электронный уровень.
Sokkia	Большинство модификаций этой серии представляют собой моноблок, объединяющий приемник и высокоточную антенну. Трекер оснащен информативной панелью, голосовым и индикаторным оповещением.
South Galaxy	Новая, компактная разновидность GNSS-приемников с уникальным дизайном. Особенности: многофункциональность, расширенные возможности, облегчающие труд геодезиста.
Spectra	Трекер с платой собственной разработки Precision, поддерживающий 240 каналов. Преимущества: цена, продуманные настройки, выдерживающие самые суровые условия эксплуатации.
Stonex	В линейке ГНСС-приборов «Стонекс» – оборудование для любых профильных задач и финансовых возможностей. Не составит проблем подобрать модель для кадастровых измерений и геодезических изысканий.
Triumph	Двухантенный ровер, который позиционируется производителем как профессиональная модель. Выдерживает тяжелые нагрузки, выдает точные данные, работает со всеми спутниковыми системами.
«Лейка»	В этой серии с русским меню самым популярным стал приемник RTK. Он выдает максимально точный итоговый результат онлайн.
R10	Модель R10 GNSS оснащена новым процессором Trimble. В комплексе с электронным уровнем измерительные процессы ускоряются, возможности прибора увеличиваются. Интерфейс с русификацией настроек.

Приемник

EFT и другие системы GNSS включают в комплекс принимающее устройство. Оно получает импульсы от орбитальных спутников, анализирует их, определяет расположение объекта. Приборы подразделяются на мультисистемы, роверы GPS, ГЛОНАСС, M4 и другие. Принцип работы и конструкция у большинства трекеров схожи, не считая комплектации, дополнительных функций.

К примеру, приемник Trimble R8 GNSS способен выдавать точные сведения при нечетких сигналах. Подобными характеристиками также обладает GPS Leica.

PrinCe i50

Контроллер

КПК служат для визуализации действий ГНСС-приемников в режиме RTK. Контроллер также необходим при настройке сопряжения между компонентами комплекса. КПК отличаются по двум критериям:

1. Программное обеспечение. Лучшим полевым ПО считается Windows (Carlson, Field). На втором месте – «Андроид».
2. Формирующие факторы. К ним относятся общий функционал, размер монитора, блок управления, объем памяти, емкость аккумулятора.

Спутниковая антенна

Современные антенны для станций ГНСС отслеживают орбиты с углом отклонения 3°, при этом точность центра фазы не превышает 2 мм, что минимизирует погрешности в измерениях. Дубляж любого типа принимающих элементов – до 1 мм.

КСТАТИ! Высокоточные показатели достигаются за счет многоточечного подключения, что сводит вероятность потери импульса к нулю. Антенны производительны в плане позиционирования, совместимы с большинством типов GNSS-приемников, эффективны весь срок эксплуатации.

Радиомодем

Этот компонент нужен, чтобы правильно настраивать наземную систему. Прибор представляет собой высокоточное устройство, отвечающее за создание надежного беспроводного канала связи. Он служит для трансляции данных съемок в режиме реального времени. В радиомодем входят ровер и база ГНСС. Монтируют аппарат на штативе, подсоединяют посредством кабеля, сопрягают с наружной антенной.

Примером данного устройства является приемник Прин ГНСС.

Режимы работы GNSS-оборудования

По частотности трекеры можно разделить на три группы:

1. Однонаправленные GPS-трекеры, которые работают на базовой фазе. Скорость медленнее, чем у аналогов, подходят для создания геодезической основы.
2. Двухчастотные приборы. Усовершенствованные версии L1, они точнее, более скоростные.
3. Роверы с поддержкой RTK. Самые современные версии, позволяющие вести топографическую съемку местности.

Static

Метод, позволяющий получить миллиметровую точность. Применяется для передачи координат от известных пунктов к обнаруживаемым объектам. Работа осуществляется с 2 приемниками (базой и ровером). После обработки данных на компьютере выводится расположение определяемых точек. При этом сотрудники профильных компаний могут проводить измерения в разное время, с нескольких трекеров, объединив сведения в единую сеть с последующим расчетом показателей.

Stop & Go

Отличие от «Статики» — посадка ровера над каждой точкой на 3 минуты с дальнейшим перемещением. В русифицированных приемниках L1 такая программа позволяет снимать открытые пространства. Расстояние баз – не более 20 км, время стоянки – около 180 секунд.

Основной современный режим ГНСС-системы. Подходит для топографических процессов. База зависает над известными локациями, передавая правки роверу. Трекер принимает импульсы, выдает свои координаты с максимальной точностью. Погрешность – не более 10 мм.

От чего зависит точность GNSS-приемника

Точность приемника зависит от наличия на пути сигнала деревьев, зданий. Для корректной работы трекера достаточно 4 общих сателлитов. Также негативно сказывается на характеристиках оборудования увеличенное электромагнитное поле, которое создают военные объекты, промышленные комплексы, ЛЭП. Функционирование навигатора ухудшается на большой скорости транспорта.

Где купить GNSS-оборудование

Купить комплексные системы спутникового слежения можно в специализированных магазинах или через официального дилера на торговой онлайн-площадке. Необходимо обращать внимание на бренд, отзывы пользователей, предоставление гарантий. В магазинах могут действовать скидки. Цена приспособлений зависит от комплектации, функционала, категории оборудования. Стоимость бытовых моделей – от 260 000 рублей. Цены на прокат оборудования значительно ниже.

К примеру, цена приемника EFT M1 GNSS варьирует от 179 000 до 250 000 рублей. Стоимость моделей EFT M2 GNSS и EFT M3 GNSS начинается от 300 000 рублей.

GNSS-оборудование используется во многих сферах, обеспечивая ряд важных функций. Пользоваться услугой определения координат можно с ПК или мобильного устройства. Нужно скачать с сайта производителя подходящее приложение на «Виндовс» или Android, запустить, настроить его.

Источник

📻Лучшие GNSS-приемники с идеально точным результатом на 2023 год

Представить окружающий нас мир без цифровых технологий просто невозможно. Тем более, когда речь идет о таких сложных процессах, как геология, картография, геодезия. Так, например, существенно облегчил жизнь геодезистам GNSS-приемник, позволяющий рассчитать координаты за короткий промежуток времени. На что обратить внимание при его выборе, как выбрать гаджет, способный обеспечить максимальную точность, поможет наш рейтинг. Редакция сайта «ЯНашла» предлагает для Вас обзор лучших GNSS — приемников с идеально точным результатом на 2023 год.

Что такое GNSS-приемники и принцип их работы?

Каждую минуту над нами незримо пролетают десятки спутников, часть из них — научные, другие обеспечивают связь. А глобальные навигационные спутники позволяют определить расположение объекта на земле, околоземной орбите. Причем спутники либо имеют свою скорость вращения вокруг земли, либо находятся все время над определенной местностью (геостационарные спутники). Самой первой глобальной навигационной системой, ставшей доступной широкому кругу пользователей, стала американская GPS. По сию пору многие, не вдаваясь в подробности называют все ГНСС системы GPS. Сейчас же почти у каждой страны есть своя навигационная сеть:

• GPS – самая первая, наиболее распространенная глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) работающая практически во всех уголках земли;
• Galileo – европейская навигационная система, начавшая свою работу с 2011 года;
• QZSS – японская навигационная система (НС) работающая с квазизенитными спутниками, что делает ее похожей на американскую GPS, с повышенной, до нескольких сантиметров, точностью определения координат объекта;
• ГЛОНАСС – российская НС появившаяся раньше американской, но изначально создававшаяся для военных целей, ее отличие от GPS — более стабильная работа всей структуры, но меньший срок службы самих спутников;
• BEIDOU – китайская НС чья группировка спутников пополняется с каждым днем;
• NavIc – самая «молодая» НС работающая преимущественно узко-регионально, то есть обеспечивает информацией пользователь субконтинента Индия плюс 1500 км по его границам.

Такое разнообразие ГНСС объясняется прежде всего их стратегическим значением, и каждая страна хочет иметь определенную независимость, например, от той же GPS. Принцип работы НС одинаков вне зависимости от ее происхождения. На приемник передается пакет данных, который включает в себя три составляющие:

1. Данные об орбите вращения спутника;
2. Положение каждого спутника из всей группы в данное, конкретное время;
3. Само время.

Основываясь полученным пакетом данных, связываясь со спутниками из группировки, приемник способен определить свое местоположение. Таким приемником оснащен почти каждый современный мобильный девайс — смартфон, планшет, «умные-часы».

Какие бывают ГНСС приемники

Однако для профессионального использования точность подобного приемника недостаточная. Чтобы вычислить координаты для геодезических работ, картографии, требуется повышенная точность, которую может обеспечить тип измерения из двух приемников.

Один приемник стоит неподвижно (база), второй, второй же, ровер, перемещают по местности. Таким образом, производят измерение местоположения в данное конкретное время. Одновременно связываясь с орбитальными спутниками. Такую связь приемник проводит на одном или нескольких каналов. Соответственно, чем больше количество каналов приема, тем стабильнее работа оборудования. Между собой база с ровером коннектятся с помощью радио или же через GSM модем.

Передача данных база – ровер осуществляется по протоколу Real Time Kinematic (RTK), причем обработка данных происходит в двух режимах, онлайн или же после замеров. Время, за которое база связывается со ГНСС, называется временем инициализации, надежность инициализации, то есть устойчивость сигнала, обеспечивает модем и контроллер, управляющий блок, где установлено программное обеспечение (ПО). Кроме этого в комплекте оборудования имеется спутниковая антенна для связи со спутником и непосредственно сам приемник. Причем недорогие модели могут иметь единый корпус, в то время как дорогие по цене имеют модульный тип конструкции. То есть антенну, модем, контроллер приобретаются отдельно, создавая оборудование под конкурентные задачи.

Современные технологии позволяют упростить двухконтурную систему база – ровер, используя моноблок. Такие виды моноблоков представляют собой выдвижную конструкцию, возвышающуюся над землей на уровне от 1,5 метров и выше. Подобное устройство уже имеет встроенный модем, спутниковую антенну, приемник, а плата контроллера крепится отдельно. Основная сфера деятельности моноблочных конструкций – населенные районы, там, где использование двухконтурной системы затруднено. Вне зависимости от типа используемого прибора все измерения и расчеты, такие как определение координат, внесение поправок с учетом всех возможных помех происходит по одному алгоритму, называемому «разрешение неоднозначностей».

Обработка сигнала, алгоритма «разрешения неоднозначностей» влияют на главные параметры ГНСС приемника, точность, быстрота инициализации. Поэтому, уделив особое внимание этим составляющим, компания-производитель ГНСС оборудования Trimble, разработала HD GNSS. Данная технология отслеживания спутников, их сигналов, позволяет производить необходимые расчеты быстрее и точнее аналогов. Однако на больших территориях, этого может быть недостаточно, тем более если качество прохождения GSM, HD GNSS сигнала слабое или неустойчивое. На помощь может прийти софт от компании OmniStar, но работа с ним возможно только после абонентской оплаты. Избежать трат поможет аналог все той же фирмы Trimble — xFill встраиваемый в некоторые ее модели.

Как выбрать высокоточную модель приемника?

Что важно при выборе GNSS ресивера, конечно помимо его высокой точности определения координат? Прежде всего, выбор комплектации, а именно тип модема, контроллера, зависит от места проводимых замеров и их вида.

Предположим, работы проходят на местности, имеющей стабильное интернет покрытие, тогда выбор будет несложным, подойдет обычный GSM модем. В противном случае потребуется девайс, работающий на радиоволне. При постоянной работе в полевых условиях предпочитают двухконтурную систему (база-ровер) или моноблок к которому была бы возможность подключить внешнюю ГНСС антенну. А все основные вычисления, усиления радиосигнала, при отсутствии GSM сети, происходят за счет мобильного центра, размещенного на автомобиле. Это позволяет, например, снимать антенну с мобильного центра устанавливая ее на приемник или наоборот.

Еще одна составляющая приемника – контроллер нужен, если требуется высокая производительность. Она необходима во время динамичного режима Stop&Go, при котором ровер постоянно перемещают по рельефу области. При другом режиме, статичном, ровер находится почти все время на месте. Это не требует повышенной мощности девайса поэтому контроллер выбирают меньшей производительности или вовсе обходятся без него. При этом средняя цена аппарата конечно же будет меньше, чем с контроллером.

Еще один способ сэкономить, по мнению покупателей и пользователей, — выбор модели с небольшим количеством принимаемых каналов. За исключением «глухих» районов, большая часть территории земли окружена спутниковой сетью, что делает покупку многоканального ресивера ненужной финансовой тратой. Для большинства производимых работ подойдет несложный ресивер, чей функционал обеспечит хороший прием сигнала на подавляющей территории нашей страны. Следуя этой логике, не следует переплачивать за повышенную степень защиты, если предполагается эксплуатация при средних температурных режимах. Чаще всего требуется стандартная влагозащита, пылезащита прибора, чем способность выдерживать экстремально низкие холода. А вот дополнительные функции, такие как наличие USB порта могут быть нелишними. Тогда настройка оборудования осуществляться не через контроллер, а посредством подключенного ноутбука. Это важно если требуется обработать большое количество данных, для которых необходим соответствующий размер памяти, если измерительные работы производятся в поле. Без подключенного компьютера весь процесс настройки займет много времени, при заполнении же памяти ресивера работы придется остановить. Упрощена настройка при наличии стандарта WEBUI, способного заменить ряд специализированных программ. Однако им оснащаются лишь последние новинки мира ГНСС – ресиверов.

Компромиссное решение между дорогими и бюджетными системами — модели, имеющие ЖК-дисплей. Он будет отражать режим работы, количество спутников от которых принимается сигнал, количество свободной памяти, в каком состоянии батарея. О последней стоит сказать отдельно. При двухмодульном формфакторе уделяют внимание аккумулятору базы. Ведь с ровером будут работать постоянно, и замена его АКБ произойдет оперативно. База же находится далеко от ровера, поэтому смена аккумулятора затруднительна. При выборе ресивера следует учитывать, что часто указывается время работы от одной батареи. Аккумулятор же требуется не только самому прибору, но и контроллеру, модему, антенне. Поэтому надо обратить внимание на то какая комплектация у данной модели, сколько аккумуляторов поставляется с ней, их общее время эксплуатации.

Где купить?

Наиболее популярные модели фирм SOKKIA, TOPCON легко заказать онлайн в интернет-магазине, специализирующемся на геодезическом оборудовании. Но зачастую доверять таким магазинам, даже несмотря на самые хорошие отзывы нельзя. Периодически геодезические, строительные и другие профильные компании избавляются от поддержанных аппаратов. Имея небольшие следы эксплуатации, царапины, вмятины, такие аппараты продаются как бюджетные. Избежать ошибки при выборе прибора, сэкономив деньги помогут магазины, являющиеся официальными дистрибьютерами фирм – производителей.

Рейтинг качественных GNSS-приемников с идеально точным результатом на 2023 год

Ценовая категория до 300 000 рублей

Данный двухчастотный прибор является прекрасным сочетанием продуманной эргономики, прочности и функциональности. Вес чуть больше пятисот грамм, степень зашиты IP67, позволяющая не боятся падений с двухметровой высоты, пыли, влаги, компактный размер. Интересны характеристики аппарата, он обеспечивает сантиметровую точность в большинстве режимов работы. При этом запись данных производится на память объемом 8 гигабайт что позволяет вести замеры, долгое время без наличия контроллера. Аппарат универсальный, то есть его можно использовать как ровер или как сетевой моноблок. «Сердце» S600 – фирменный модуль SOUTH принимающий сигналы основных ГНСС (США, Европа, Китай, Россия). Опционально аппарат оснащается модулем фирмы Trimble. При таком варианте количество принимаемых каналов уменьшается, 692 SOUTH против 336 у Trimble. Но тогда повышается стабильность принимаемых сигналов, сокращается время соединения со спутниками. Если критерии выбора пользователя — простота и надежность, то SOUTH S660 вполне соответствует этим требованиям.

• Компактные размеры;
• Простой в использовании;
• Эксплуатация в широком температурном диапазоне;
• Несколько портов соединения;
• Память 8 гигабайт.

Источник