GNSS-приемники (системы глобального позиционирования) широко используются в геодезии, навигации, картографии, мониторинге и других областях для определения точного местоположения объектов. Как работают эти устройства, где применяются и как правильно подобрать GNSS-приемник под конкретные задачи?
Принцип работы GNSS-приемников
GNSS-приемник принимает и обрабатывает сигналы навигационных спутниковых систем GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou. На основании информации о времени задержки сигнала от спутника до приемника рассчитывается расстояние до спутника и определяются точные координаты местоположения.
Существует два основных метода съемки с помощью GNSS-приемников:
- Статический метод, при котором приемники устанавливаются на одном месте на продолжительное время для сбора данных.
- Кинематический метод позволяет определять координаты движущихся объектов, например, в режиме RTK.
Полный комплект GNSS-приемника включает:
- Приемник для обработки сигналов
- Антенну для приема сигналов
- Контроллер для управления приемником и сбора данных
- Модем для передачи данных
По количеству используемых частот GNSS-приемники делятся на одночастотные, двухчастотные и многочастотные. Последние обеспечивают наивысшую точность определения координат.
Области применения GNSS-приемников
Благодаря высокой точности определения местоположения, GNSS-приемники нашли широкое применение в различных сферах деятельности.
Геодезия и кадастр
Одно из основных применений GNSS-приемников - это проведение геодезических измерений и межевание земельных участков. С помощью GNSS можно быстро и с высокой точностью определить координаты и границы участков, вынести объекты в натуру.
Строительство и архитектура
В строительстве GNSS-приемники используются на всех этапах - от разметки участка и закладки фундамента до возведения каркаса здания. Приемники позволяют контролировать соответствие постройки проекту.
Транспорт и логистика
GNSS-навигация применяется в автомобильном, железнодорожном, морском и авиационном транспорте. Приемники используются для определения местоположения, выбора маршрута, отслеживания грузов.
Сельское хозяйство
В сельском хозяйстве GNSS-приемники монтируются на технике для параллельного вождения, контроля обработки полей, оптимизации внесения удобрений и других операций.
GNSS-приемники также применяются в нефтегазовой сфере, экстренными службами, армией, для экологического мониторинга и в других областях.
Выбор GNSS-приемника
При выборе GNSS-приемника необходимо учитывать особенности его применения и параметры, важные для решения конкретных задач.
Определение целей использования
Для работы в полевых условиях подойдет простой одночастотный ровер. Для высокоточных измерений потребуется двухчастотный GNSS-приемник с режимом RTK.
Выбор требуемой точности
Точность GNSS-приемников может составлять от десятков метров до нескольких сантиметров. Для навигации достаточно 5-10 метров, а для геодезии требуется сантиметровая точность.
Количество каналов и поддержка систем
Современные приемники имеют от 100 до 1000 каналов и поддерживают GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou для повышения точности.
Защита от внешних воздействий
Пыле- и влагозащита по стандартам IP67 и IP68 позволит использовать GNSS-приемник в любых погодных условиях.
Время автономной работы
Время работы GNSS-приемников от встроенного аккумулятора может составлять от 5 до 15 часов. Для длительного использования в полевых условиях следует выбирать модели с возможностью горячей замены аккумуляторов.
Интерфейсы и беспроводная связь
Для передачи данных и подключения внешних устройств GNSS-приемники оснащаются различными интерфейсами: Bluetooth, Wi-Fi, USB, RS-232 и другими. Наличие GSM/GPRS или UHF модема позволит передавать поправки в режиме RTK.
Удобство управления
Наличие дисплея, клавиатуры или сенсорного экрана на корпусе GNSS-приемника упростит его настройку и использование в полевых условиях без подключения внешних устройств.
Стоимость приемника и обслуживания
Стоимость GNSS-приемников может сильно варьироваться - от десятков до сотен тысяч рублей. Следует учитывать не только цену самого устройства, но и стоимость дополнительного оборудования, сервиса, ремонта.
Выбор производителя
Популярные производители GNSS-приемников: Trimble, Leica, Topcon, CHC Nav, NovAtel. Следует обращать внимание на репутацию компании и наличие сервисной поддержки в своем регионе.
Особенности российских GNSS-приемников
Ряд российских компаний разрабатывают и производят собственные GNSS-приемники. К преимуществам таких устройств можно отнести:
- Более низкую стоимость
- Простоту гарантийного и постгарантийного обслуживания
- Адаптацию под российские стандарты и условия эксплуатации
- Возможность модернизации и замены комплектующих
К недостаткам относятся меньший функционал и отсутствие собственных глобальных навигационных систем. Тем не менее, российские GNSS-приемники могут быть весьма конкурентоспособными благодаря оптимальному соотношению цены и качества.
Практические советы по использованию GNSS-приемников
Подготовка к работе
Перед началом съемки следует проверить заряд аккумуляторов, настройки приемника, актуальность альманаха и эфемерид. Желательно выполнить тестовые измерения на известной точке.
Выбор мест для базовых станций
Базовые станции лучше размещать на возвышенных, открытых участках с хорошим обзором неба. Необходимо избегать близости высоких зданий, деревьев, линий электропередач.
Использование вех и штативов
Для повышения точности измерений рекомендуется устанавливать GNSS-приемники на геодезические вехи и штативы. Это позволит исключить ошибки из-за смещения приемника.
Контроль качества сигнала
Во время съемки следует периодически проверять количество «видимых» спутников, индикаторы качества сигнала, значения HDOP. Это поможет вовремя заметить проблемы.
Использование дополнительных GNSS-приемников
При выполнении высокоточных работ рекомендуется задействовать 1-2 дополнительных приемника, чтобы повысить надежность и иметь резерв на случай выхода из строя основного оборудования.
Постобработка данных
Для повышения точности измерений рекомендуется выполнять постобработку с использованием данных ближайших базовых станций и точных эфемерид.
