Бесплатный
Номера телефонов ПРИН
Здесь мы делимся самой большой ценностью наших коллег и партнёров: опытом и знаниями.
Читай, изучай и развивай свои профессиональные навыки.
Давай расти вместе!
Спутниковый ГНСС-приёмник — основной рабочий инструмент геодезиста. Производители регулярно выпускают новые модели, улучшают технические характеристики устройств, повышают качество работы оборудования. Геодезисту-полевику бывает тяжело следить за всеми новинками рынка — их действительно много. Особенно сложно делать выбор, если вы давно не занимались покупкой оборудования или приобретаете ГНСС-приёмник впервые.
Для начала давайте разберёмся, что собой представляет и как работает стандартный комплект геодезического ГНСС-оборудования.
Два приёмника, работая одновременно, вычисляют трёхмерный вектор относительно друг друга. Если один из приёмников установить на исходной точке, то можно определить координаты второго приёмника относительно этой исходной точки. Приёмник на исходной точке обычно называют «базой», а на неизвестной точке — «ровером».
База и ровер могут работать без связи друг с другом - такой режим, когда накапливаются синхронные измерения, а потом скачиваются и обрабатываются называется постобработкой. Постобработка делится на статические измерения, когда база и ровер неподвижны в период измерений, и на кинематические, когда база неподвижна, а ровер перемещается от одной измеряемой точки к другой. Первый режим называется «статика». Второй делится на два варианта - кинематика с постобработкой, или PPK (англ. postprocessed kinematic), когда в результате обработки получаем траекторию движения, и Stop And Go, когда после обработки получаем координаты измеряемых точек.
Если же база передает измерительную информацию по интернету, радио или GSM-каналу — то ровер выдает свои координаты относительно базы в режиме реального времени. Эта технология называется RTK (англ. Real Time Kinematic).
Принцип работы комплекта “база-ровер”
Аппаратура для измерений состоит из следующих частей:
От принципа компоновки составных частей зависит удобство пользования системой.
Далеко не все параметры, которыми покупатели иногда руководствуются при выборе, существенно влияют на работу устройства. При этом есть характеристики, которые незаслуженно обделены вниманием. Чтобы легче и быстрее найти подходящий комплект, рассмотрим главные критерии выбора оборудования.
Форм-фактор
Геодезические приёмники выпускаются в трёх вариантах:
Моноблоки, например, вся линейка PrinCe i-серии, — самое популярное решение. Их применяют как базу или ровер при геодезических и кадастровых работах. Моноблоки-роверы чаще всего устанавливают на вехе высотой 1,5-2 метра (можно и больше) и управляют ими с контроллера или смартфона. Контроллер крепится на веху с использованием специального крепления.
Такие устройства удобны при изысканиях и съёмках в жилой местности — конструкцию легко переносить и центрировать над точкой. Каждую новую модель производители стараются сделать легче и компактнее предыдущей. Так, например, новинка 2021 года, приёмник-моноблок PrinCe i30 — весит меньше 800 граммов и умещается на ладони.
PrinCe i30
Компоновка раздельного типа появилась первой. Она популярна и сейчас при геодезическом обеспечении геофизических работ, навигации сельскохозяйственной техники, автомобилей, речных и морских судов. Там, где целесообразно вынести антенну от самого приёмника.
Например, PrinCe P5/P2 или Trimble R9s — это приёмники, которые обрабатывают данные, полученные с антенны. Раздельное решение обычно используют в качестве постоянных базовых (референцных) станций или как полевую базу. Для этого к приёмнику подключают антенны — высокоточную типа Choke Ring.
Для организации канала связи понадобится доступ в интернет или внешний модем. Управлять приёмником можно с компьютера (через веб-интерфейс) или полевого контроллера.
PrinCe P5 и ГНСС-антенна PrinCe AT312
В наладонниках, таких как PrinCe LT700H, все составные части, включая антенну, приёмник и контроллер, скомпонованы в одном корпусе.
Наладонники легче моноблока на вехе, но точность центрировки антенны при работе «с руки» — 5-10 см. Для большей точности нужны специализированные аксессуары — дополнительная внешняя антенна, веха, крепление планшета на веху, антенный кабель.
Приёмники такого типа удобно использовать в ГИС и кадастровых работах, где требуется субметровая и субдециметровая точность. Обычно наладонники — это роверы с каналом получения данных через интернет.
LT700H
Модем
Модемы бывают встроенные и внешние. Их различают по типу работы и направлению передачи информации.
По типу:
По направлению передачи информации:
Приёмники выдают поправки для регистрации информации сторонними устройствами на COM-порт, BlueTooth и/или через Ethernet.
Радиомодем
Дальность работы встроенного передающего радиомодема — 2-5 км в условиях прямой видимости. Чтобы увеличить дальности радиосигнала до 10-15 км, понадобятся мачта, направленная антенна или ретранслятор.
Также покрытие радиосигналом зависит от мощности передающего модема. Встроенные модели обычно маломощны, 1-2 Ватта, а более серьёзным, на 35-40 Ватт, нужно дополнительное охлаждение. Плюс они требовательны к источнику питания: требуется большая ёмкость аккумулятора, корректный выход напряжения (12В стандартно).
Покрытие в 20-30 км на базовой станции обеспечат внешние радиомодемы мощностью 35-40 Ватт типа PrinCe R1 или Pacific Crest ADL Vantage Pro.
Внешний радиомодем PrinCe R1 на штативе
Внешний модем потребляет более 30 кВт/ч. Это означает, что батареи обычно хватает на 15-20 часов работы. Поэтому базовой станции, работающей в паре с радиомодемом, нужна дополнительная батарея. Например, аккумулятор ПРИН LiFePo4.
Главное преимущество связи по радиоканалу в том, что такие модемы работают в отдалённых районах, где нет иных способов передачи информации.
GSM-модем с выходом в интернет
Для работы в режиме RTK, где точность достигает нескольких сантиметров, а скорость работы нескольких точек в минуту, нужен канал связи между устройствами.
Если в планируемом районе работ есть стабильное покрытие сотовой связью, то связь удобнее организовывать через мобильный интернет. GSM-модем может быть встроен в контроллер или в приёмник. Если его нет, то пользователь может раздать интернет со своего смартфона.
Для регулярной работы на расстоянии до 50-70 километров от офиса имеет смысл организовать постоянно действующую базовую станцию или использовать подключение к сети базовых станций, такой как PrinNet.
В некоторых моноблоках, например, PrinCe i50 и i90, установлены оба приёмо-передающих модема: и GSM, и радио. С таким устройством геодезист менее зависим от канала связи. Приёмник с двумя модемами умеет ретранслировать сигнал с GSM на УКВ. Например, если один приёмник установить на верхней бровке оврага, то вторым приёмником можно работать в RTK по УКВ внизу — там, где отсутствует связь GSM.
Если ровер поставить в зоне покрытия GSM, то данные базовой станции станут доступны через контроллер. Без сигнала GSM возможна только радиосвязь на УКВ.
Если модем один, то оптимальным вариантом будет собрать такой комплект:
Дополнительные возможности
Базовая станция по каналу APIS
По интернет-каналу APIS можно организовать собственную базовую станцию в районе устойчивого сигнала GSM. Ровер также должен быть подключен к интернету. Поправки передаются через сервер, доступ к которому бесплатен для оборудования PrinCe.
APIS намного экономичнее передачи поправок по голосовому каналу. Чтобы организовать канал APIS, нужна только сим-карта с мобильным интернетом по минимальному тарифному плану — 200-300 рублей в месяц. Например, мульти СИМ-карта PrinMobile с гибкой тарификацией, которая работает на всех устройствах.
Режим статики
Работы в режиме статики показывают высокую точность, но их проводят всё реже. Поэтому приёмников, которые не связываются друг с другом — всё меньше. Например, Trimble R8s с пакетом опций Static Only.
Комплект, работающий только в режиме статика, стоит дешевле, но и производительность у него ниже — до 10 точек в день. Сделать больше получится в режиме Stop&Go, для которого нужен контроллер.
Ровер на БПЛА
Приборы геодезической съёмки часто устанавливают на борту беспилотника. Из-за высокой скорости БПЛА эффективно работать будет приёмник с частотой от 1 до 10 Гц. Для этого нужно использовать базовую станцию, поддерживающую запись с такой же частотой. Например, PrinCe i50 умеет записывать статику с частотой до 10Гц.
Программное обеспечение и контроллер
Контроллер и полевое программное обеспечение (ПО), установленное на приёмник, экономят время на камеральные работы. Удобнее всего, когда все три компонента — одного производителя.
Как выбрать контроллер, мы рассказали в этой статье. Контроллер и его батарея должны быть надежным и удобным в работе, а ПО — полностью выполнять поставленные задачи. Обратите внимание на возможность управления приёмником со сторонних устройств. В случае выхода контроллера из строя можно установить ПО на другое устройство и продолжить съёмку.
Например, Landstar 7 для приёмников PrinCe можно установить на смартфон с ОС Android. Для работы с приёмниками Trimble в режиме «Статика» в Google Play Market есть бесплатное приложение Trimble DL .
Контроллер HCE320 на ОС Android и полевым ПО LandStar 7
Технические характеристики и опции
Количество каналов
Один спутник излучает информацию на 2 или более частотах, в зависимости от спутниковой системы и поколения самого спутника. Некоторые приёмники поддерживают приём информации с использованием более сотни каналов одновременно. На орбитах функционирует более 100 спутников глобальной навигации, а в хороших условиях видимости их обычно находится порядка 30-50.
Количество каналов, которое поддерживает современный приёмник, больше необходимого. Поэтому при выборе приёмника не стоит опираться исключительно на эту характеристику. Нужно обращать внимание на то, какие сигналы и с каких спутниковых группировок поддерживает приёмник.
Группировки спутников
Современные спутниковые системы глобальной навигации:
Региональные системы:
Также есть региональные системы широкозонных дифференциальных поправок SBAS: СДКМ, EGNOS, WAAS, MSAS.
Современные устройства поддерживают все группировки, но некоторые производители делают поддержку систем опциональной. Плата в приемнике могла быть выпущена раньше развернутого спутника с новым набором частот/сигналов. Поэтому увеличить количество обрабатываемых сигналов возможно только на уровне ПО, если "железо" позволяет.
Многие функции добавляют в процессе разработки. Опции, которых у приёмника нет, могут появиться позже, через обновление прошивки (МПО). Чем больше спутниковых систем поддерживает приёмник, тем больше данных он использует для получения решения.
Современные сигналы со спутниковых группировок
Обращайте внимание на поддержку спутниковых группировок и набор сигналов. В сложных условиях несколько дополнительных частот (как на базе, так и на ровере) помогут выполнить измерения.
Ёмкость аккумуляторов и время работы
Важно не только время работы прибора от одного аккумулятора, но и возможность быстрой замены батареи. Хорошо, когда их больше одной. Времени работы комплекта в сборе (приёмник, контроллер, модем) должно хватать на полный день полевых работ.
Батареи можно докупить или выбрать модель с возможностью подзарядки от пауэрбанка. Например, PrinCe i30 со встроенной батареей и разъёмом для подзарядки Type-C.
Для базовой станции желательно использовать внешние аккумуляторы большой ёмкости (от 10000 мАч), чтобы не возвращаться к ней, если батарея разрядится.
PrinCe i90 с быстрой заменой батареи
PrinCe i30 заряжается от Power Bank
Точность
Погрешность определения вектора комплектом геодезического оборудования состоит из постоянной ошибки, выражаемой в миллиметрах, и переменной, выражаемой как мм/км или ppm (миллионной доли), по сути это ошибка в миллиметрах на километр расстояния. Чем больше расстояние между приёмниками, тем больше погрешность.
Выражение «8 мм + 1мм/ км» в технических характеристиках — это погрешность определения вектора в указанном режиме работы приёмников (статика, кинематика, RTK). Обычно данная погрешность соответствует доверительной вероятности 1 сигма, что означает, что 66% всех измерений попадут в указанный дипазон.
Точность вектора, который образуют приёмники, значительно меньше ошибки за переход к проекции и ошибки исходных пунктов. Поэтому к указанной точности необходимо прибавить погрешности исходных данных, погрешности определения параметров проекции, горизонтирования и центрирования приборов и другие.
Сегодня точности большинства приёмников одинаковы, поэтому в первую очередь стоит обращать внимание на качество полученного решения. Проверить насколько вас устроит точность и работоспособность оборудования PrinCe, можно в деле: посмотреть приёмник в нашем офисе, взять его на тест-драйв или договориться о выездной демонстрации.
Время инициализации
Это время, необходимое приёмнику для получения фиксированного решения при работе в режиме RTK.
Оно зависит от:
В хороших условиях инициализация занимает всего несколько секунд. Для этого производители приёмников создают свои технологии обработки спутниковых сигналов.
БОЛЬШЕ ПО ЭТОЙ ТЕМЕ ЧИТАЙТЕ В НАШЕМ МАТЕРИАЛЕ "ПОЧЕМУ СПУТНИКОВЫЕ ПРИЁМНИКИ РАБОТАЮТ ПО-РАЗНОМУ?"
Форматы поправок и протоколы УКВ
Данные, которые базовый приёмник передает на ровер, в разговорной речи называют поправками. База и ровер должны передавать и принимать поправки в едином формате. У приёмников одного производителя форматы поправок будут совпадать. Но при работе от «неродной» базовой станции лучше использовать универсальный формат RTCM. Подробнее про сообщения формата RTCM мы рассказываем здесь.
Форматы поправок могут отличаться между собой объёмом передаваемой информации и набором данных. Так, одни поправки могут содержать в себе информацию только по GPS, другие — по всем спутниковым созвездиям. Самый свежий универсальный формат имеет версию RTCM 3.3
Каждый бренд развивает свой формат поправок. Обычно в них меняется не просто имя, а структура и набор передаваемой информации. Собственные форматы поправок чаще всего имеют закрытый код, поэтому поддержку сторонними производителями фирменного формата вашего приёмника ожидать не стоит.
Протоколы передачи данных по радиоканалу УКВ могут отличаться у разных производителей. Многие компании допускают поддержку их протоколов УКВ приёмниками других фирм. Протоколы могут увеличивать или уменьшать дальность работы по радиоканалу. То, как именно они влияют на дальность работы, получится определить только опытным путем.
ПУБЛИКАЦИЯ ПО ТЕМЕ: "ПРИЁМНИК PRINCE I50 ПОЛУЧИЛ ПРОТОКОЛ SATEL"
Использование разных протоколов также влияет на качество связи. Следует учитывать форматы поправок и наличие протоколов УКВ при увеличении парка оборудования или его обновлении.
Температурный диапазон и защита корпуса
Защита и надёжность работы в сложных условиях важны для любого геодезического прибора. При определении координат точек геодезист больше взаимодействует с контроллером, чем с приёмником, который остаётся неподвижен на вехе или трегере. Поэтому обращайте внимание на температурный диапазон работы и степень пыле-влагозащиты всего комплекта.
Подбирайте оборудование по району и режиму работ. Широкий температурный диапазон и степень защиты от IP67 и выше — гарантия того, что погода не остановит работы.
Другие опции
В режиме реального времени ровером управляют через контроллер. Для работы в других режимах контроллер обычно не требуется, хотя и пользоваться им удобнее. Настраивать приёмник можно другими способами, например — через дисплей на передней панели.
Обычно предварительная настройка нужна для запуска приёмника в качестве базовой станции или в режиме статики.
Prince i90
Если есть дисплей, то приёмник можно настроить автономно. Также на экране доступна информация:
Все геодезические ГНСС-приёмники последних лет имеют экран с диагональю от 1 дюйма.
Для настройки в программах прибор подключают к компьютеру по com-порту с разъёмом DB-9 или переходником USB-COM через интерфейс RS-232. Легче и быстрее всего скачать данные статики, когда есть встроенный разъём USB. Хотя можно воспользоваться и беспроводными интерфейсами, например, Wi-Fi.
Если вы планируете работать в статике, то обратите внимание и на размер внутренней памяти в приёмнике. Запасные гигабайты — хорошо. Резервная копия данных часто спасает от повторных выездов и съёмок.
Почти все современные модели имеют веб-интерфейс WEBUI. Через него можно настроить приёмник без специализированных программ, примерно, как Wi-Fi роутер.
Если в устройстве есть Wi-Fi, настроить приёмник можно с компьютера, планшета или смартфона прямо в поле. Через Wi-Fi можно подключить и контроллер, увеличив дальность и стабильность соединения. Можно скачивать статику не через кабель, а по протоколу FTP.
Веб-интерфейс PrinCe i90
Электронный уровень
В PrinCe i50 и Trimble R12 есть встроенный электронный уровень — угол наклона вехи можно видеть на дисплее контроллера. ПО умеет автоматически его учитывать и редуцировать точку на её фактическое положение.
Электронный уровень PrinCe i50 в LandStar 7 на Android
При изыскательских работах иногда необходима передача данных с ГНСС-приёмника на другие периферийные устройства: эхолоты, георадары, трассоискатели. Такие данные передают по протоколу NMEA. Если вы планируете получать информацию на сторонние устройства, убедитесь, что данная опция открыта в приёмнике.
Для мгновенного соединения с приемником и запуском ПО можно использовать метки NFC, если устройство и ПО поддерживают эту технологию.
Получение решения в режиме реального времени обычно проходит в несколько этапов.
Первый
Предварительное, «плавающее» (float) решение — по коду и фазе несущей. Точность такого решения в хороших условиях достигает нескольких дециметров.
Второй
Окончательное решение — разрешение неоднозначностей фазы несущей. При успешном получении решения оно становится «фиксированным» (fixed) и в хороших условиях погрешность не превышает несколько сантиметров.
UGypsophila в PrinCe
Приёмники PrinCe с новейшим чипом Nebulas II и технологией UGypsophila, имеют 576 или 624 канала. Они отслеживают сигналы всех видимых спутников, в том числе BeiDou-3 для использования в RTK-решениях. В итоге время инициализации в RTK сокращается до 5 секунд, повышается точность и надёжность результата, то есть нет рисков получения ошибочных измерений с большим расхождением.
RTK-роверы с технологией UGypsophila работают со всеми частотами и спутниками, даже когда базовая станция не передает информацию о новых спутниках и частотах.
В 2020 году компания Trimble представила новую технологию обработки сигнала ProPoint, реализованную в приёмнике Trimble R12. Разрешение неоднозначностей в приёмнике происходит в процессе параллельной обработки сигналов. Во время работы не нужно дожидаться получения «фиксированного» решения, а погрешность уменьшается в процессе набора данных. В нормальных условиях измерений сходимость результатов достигается в считанные доли секунд.
Технология Trimble ProPoint малочувствительна к трудно прогнозируемым факторам, таким как многолучевость, которую теперь можно рассматривать как обычный фактор ухудшения точности. Технология ProPoint — передовая и не поддерживается приборами других производителей, кроме Trimble.
При съёмке на больших территориях, там где инфраструктура развита слабо, полезными будут сервисы передачи корректирующей информации с глобальных систем дифференциальной коррекции, таких как OmniStar или RTX.
При использовании указанных сервисов данные с глобальной сети базовых станций передаются через геостационарные спутники или интернет. При использовании данного типа поправок достигается точность в 5-20 см.
Подписка на использование сервиса платная и ограничена зоной видимости геостационарных спутников или наличия интернет соединения.
Частный случай использования сервиса коррекции — технология xFill в приёмниках Trimble Geo7X, R2, R10/10-2, R12/12i и R9s. При потере связи с базовой станцией приёмник кратковременно использует для обработки сигнала данные с геостационарных спутников. Это предотвращает резкую потерю точности и позволяет выполнить измерение там, где отсутствует обычная связь с базовой станцией.
C 2019 года производители массово выпускают приёмники с технологией компенсации угла наклона вехи при помощи инерциальных систем (IMU). Она позволяет снимать точки с минимальными потерями точности, когда веха установлена под наклоном. Удобство применения заключается в получении координат недоступной точки или опасных участков, например, края бровки дороги или карьера. Технологию поддерживают PrinCe i30 IMU, i90 и Trimble R12i.
ПУБЛИКАЦИЯ ПО ТЕМЕ: "ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ В ГНСС-ИЗМЕРЕНИЯХ"
В Trimble InSphere или Облако.PrinCe можно хранить данные на удаленном сервере и обмениваться ими при одновременной работе нескольких бригад над объектом. Через личный кабинет из любой точки мира можно посмотреть историю перемещения оборудования и местоположения в режиме реального времени. Если в приборе реализована функция «анти-вор», то его можно дистанционно заблокировать при возникновении внештатной ситуации.
Большинство крупных поставщиков предлагают тест-драйв перед покупкой — воспользуйтесь этим предложением. Попробуйте прибор в рабочих условиях и проверьте, как работает техническая поддержка.
Иногда нужно срочно изменить настройки оборудования в поле. Проще обратиться в техническую поддержку, чем срывать сроки и самостоятельно разбираться в сложных настройках. Обратите внимание на часы работы техподдержки по вашему местному времени.
Также важен срок гарантии, условия гарантийного обслуживания, наличие подменного оборудования и собственного сервисного центра у поставщика. Работы не должны простаивать из-за непредвиденной поломки приёмника, а ремонт должен быть быстрым и качественным.
Если вы покупаете б/у приёмник, то помните: вы уже на шаг отстаете от своих конкурентов, которые продают вам его. Сегодня, в условиях жесткой конкуренции, поставщики предоставляют выгодные программы рассрочки или утилизации старых геодезических приборов. Уточняйте возможность получения дополнительных скидок для вашей организации у менеджера по продажам. Сэкономленные деньги лучше потратить на дополнительные аксессуары или специализированное программное обеспечение.
Понравилась статья?
Оцените:
Всего оценок: 111
Хорошо
Интересно
Супер
Сложно
Плохо
Делитесь, сохраняйте
обсуждайте:
Похожие публикации
Мы открыты для общения
