Брагин А.А., Шелаев Д.В., АО «ПРИН», Октябрь 2014 г.

 

В статье кратко описаны основные методы передачи RTK поправок, приведены их преимущества и недостатки, а также дана информация о новой технологии передачи поправок – APIS. Статья написана максимально простым языком.

 

Возможностью работы в режиме реального времени (RTK – Real Time Kinematic) на сегодняшний день в мире никого не удивишь. В России данный способ становится все более востребованным в связи с ростом числа сетей постоянно действующих референцных станций, а также – с появлением относительно недорогого, но качественного оборудования. Например, приемников марки PrinCe, которые по умолчанию, без необходимости приобретать дополнительные опции поддерживают и работу в режиме RTK по любому из описываемых ниже способов передачи поправок, и работу со всеми современными спутниковыми системами глобальной навигации: GPS (NAVSTAR), ГЛОНАСС, BeiDou и Galileo.

 

Первым прорывом в технологии беспроводной передачи поправок в режиме RTK стало применение модемов УКВ. В то время о сетях сотовой связи знали немногие, а владеть сотовым телефоном могли только спецслужбы или очень состоятельные граждане. 


Рис. 1. Схема работы в режиме RTK при передаче поправок посредством УКВ

 

С развитием сетей сотовой связи и увеличением площади покрытия сигнала данный метод передачи поправок стал более востребованным, чем УКВ, поскольку обладает рядом преимуществ по сравнению с приёмо-передачей информации с применением УКВ модемов.

 

Основными преимуществами использования сетей сотовой связи при приемо-передаче поправок по сравнению с УКВ являются:

  • Отсутствие необходимости получения разрешения на использование радиочастоты. Процедура получения разрешения на пользование частотой может занимать от полугода до нескольких лет и сопровождается сложной бюрократической процедурой. Кроме того, такое разрешение необходимо получать для каждого отдельного субъекта федерации. 
  • Низкая плата за пользование ресурсами сотовой связи.
  • Малое энергопотребление GSM-модема по сравнению с УКВ-модемом, что избавляет от необходимости иметь вдобавок к дорогостоящему УКВ-модему еще и ёмкий (а, следовательно, тяжелый) аккумулятор для обеспечения его работы в течении рабочего дня.

 

Развитие GSM сетей предопределило первый способ передачи поправок – так называемый CSD или режим передачи данных посредством голосового канала. Метод для рядового пользователя достаточно простой, заключается в том, что GSM-модем на базовом приемнике («базе») находится в режиме ожидания входящего звонка. GSM-модем на подвижном приемнике («ровере») при необходимости получения информации с базы производит вызов абонента на базе (набор номера сим-карты модема базы) и после установления соединения начинает получать информацию. Все аналогично обычному звонку с одного телефона на другой, только вместо голоса передается поток сжатой информации.



Рис. 2. Схема работы в режиме RTK при передаче поправок посредством CSD

 

Однако и у данного метода, кроме его бесспорных преимуществ, есть ряд недостатков. Первый состоит в том, что c одним GSM-модемом на базе одновременно может работать только один GSM-модем на ровере, таким образом, модемы на базе и ровере работают в паре. Количество же модемов на базе ограничено и обычно не превышает 5-ти. Второй недостаток – малая востребованность технологии в общем числе абонентов сотовой связи, вследствие чего операторы несколько лет назад перестали ее развивать. В результате происходит значительный рост тарифов, которые уже нельзя назвать бюджетными и которые повышают стоимость выполнения работ с применением метода RTK. Кроме того, не на всех тарифах и не у всех операторов существует возможность использования режима CSD.

 

Стоит также отметить, что для корректной работы в режиме CSD необходимы специальные модемы, такие как GSM модемы ПРИН, которые увеличивают конечную стоимость комплекта для работы в режиме RTK.

 

Вместе с тем в последние годы активно развивается метод передачи информации посредством интернета, в том числе и мобильного. Данный способ связи стал основным на сегодняшний день при работе в режиме RTK как за рубежом, так и в России. Передача информации по интернет-каналу освоена и активно применяется пользователями стационарно установленных базовых станций (технология TCP/IP и технология NTRIP) или сетей постоянно действующих референцных станций (технология NTRIP). Важное условие организации такой работы – наличие статического («белого») IP адреса. Получение такого IP адреса довольно затратно для юридического лица, а порой и невозможно. Для мобильного интернета получение такой услуги еще более затруднительно. Добавим к этому возможные проблемы с безопасностью при неправильной настройке соединения, что случается очень часто при отсутствии специальных знаний в области IT технологий.


Рис. 3. Схема работы в режиме RTK по протоколу NTRIP

 

Но что делать, когда на территории проведения работ отсутствуют одиночная или постоянно действующая референцная станция, если пользование сетью не выгодно и требует оформления большого количества бумаг, а работы необходимо выполнять срочно?

 

В данном случае альтернативой широко распространенной в России передаче данных в режиме RTK посредством голосового канала (CSD) становится технология APIS.

 

Суть технологии проста: необходимо наличие сервера со статическим «белым» IP адресом и специальной программы, установленной на нем. База из поля передает посредством Интернет-соединения поправки на данный сервер, а неограниченное количество роверов, зная IP адрес сервера и серийный номер базы, может подключаться к ней и получать поправки для работы в режиме RTK.

 


 

Рис. 4. Схема работы в режиме RTK по протоколу APIS

 

Данная технология по умолчанию поддерживается всем оборудованием PrinCe, и пользование ей абсолютно бесплатно. Для обеспечения возможности беспрепятственной работы пользователей оборудования PrinCe по данной технологии, компания ПРИН организовала свой собственный сервер, предоставляя, таким образом, максимально широкому кругу пользователей возможность работы в режиме RTK по технологии APIS. Уже сейчас преимущества использования данной технологии ощущают более десятка компаний по всей территории России.

 

В ближайшее время также будет организован дублирующий сервер в одном из крупнейших дата-центров для обеспечения резервного канала связи.

 

Таким образом, технология APIS обладает следующими преимуществами перед остальными:

  • От одной базы может работать неограниченное количество роверов.
  • Минимальные затраты на оплату трафика: за сутки базовая станция генерирует не более 8-10 Мб трафика, которым может пользоваться неограниченное количество роверов.
  • Отсутствие необходимости иметь на базе отдельный модем для каждого ровера.
  • Отсутствие необходимости получения и оплаты статического IP адреса.
  • Стабильное будущее метода передачи информации посредством мобильного интернета в связи с активным развитием технологии операторами сотовой связи (сети связи 3G, 3.5G, 4G, 5G) и увеличением зоны покрытия сигнала.
  • Возможность работы на ровере с любым модемом – встроенным модемом ровера, встроенным модемом контроллера или же через точку доступа, которую может организовать любой современный смартфон.
  • Отсутствие необходимости организовывать собственный сервера с дублированием канала для работы по технологии APIS, поскольку он уже организован компанией АО «ПРИН».

 

Доступ к серверу бесплатный для всех пользователей оборудования PrinCe.

 

Итого: Специалисты компании АО «ПРИН» видят блестящее будущее технологии APIS в связи с тем, что она снимает с потенциального заказчика GNSS оборудования бремя организации серверной подсистемы, обеспечивая при этом, экономически оправданный метод передачи поправок в любой точке Российской Федерации, где есть возможность использования мобильного интернета сетей сотовой связи.

 

Детали использования данного метода передачи поправок (включая тест-драйв) Вы можете получить у менеджеров по продажам ПРИН.

 


Назад к списку новостей