GNSS-приемники: функции, применение, выбор

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.