Универсал

Автор: Майк Норт(Mike North), профессиональный геодезист

При одном взгляде на ГНСС приёмник Topcon GR-3 сразу открываются его многообразные коммуникационные возможности, прочность, а, следовательно, и долговечность в эксплуатации, и эргономичный дизайн.

Представляя приёмник сигналов Глобальных Спутниковых Навигационных Систем(ГНСС) — GR-3 — в декабре 2006 года, компания Topcon (Ливермор, Калифорния) предложила инновационные особенности в области дизайна и использование передовых технологий, что послужило поводом взять GR-3 для проведения испытаний. Среди особенностей приёмника GR-3 выделяются: система слежения за спутниками, повышенная прочность и износоустойчивость, увеличенный объём памяти, несколько способов коммуникации и значительное удобство эксплуатации.

Система слежения за спутниками G3 даёт возможность GR-3 получить доступ к 72 каналам, что позволяет отслеживать созвездия спутников систем GPS и ГЛОНАСС, а также создаёт основу для приёма сигналов от спутников системы Galileo, которая находится в состоянии тестирования.

По словам сотрудника компании Sitts and Hill Engineers Inc. Роба Эрба(Rob Erb), который с 1979 года является дипломированным топографом, впоследствии ставшим президентом отделения Южного Пьюджет-Саунда Вашингтонской ассоциации топографов, GR-3 стал просто подарком для его бизнеса. Вашингтонская организация, руководящая проведением топографических работ в Такоме, использует прибор в составе сети референцных станций штата Вашингтон (WARN). Плотность сети высокоточных референцных станций (HARN) предоставила Эрбу и его команде возможность использовать GR-3 в качестве ровера без необходимости использования конфигурации база/ровер, которую фирма вначале приобрела.

Геодезисты компании Compass Point устанавливают и настраивают приёмники GR-3 в конфигурации база/ровер

Фактически, возможность использования ровера вместе с сетью высокоточных референцных станций штата побудила Эрба преобразовать его базовую станцию в ровер.«При дополнительных затратах около $6000 я могу превратить базовую станцию в ровер и получить два комплекта, позволяющих мне проводить полевые работы с использованием ещё одной GPS-системы в режиме RTK»,  — объясняет он.

По словам Эрба,«работа в сети WARN подходит для выполняемых нами исследований, так что мы пока не применяли конфигурацию база/ровер». Он говорит, что ожидает предполагаемое добавление сигналов систем ГЛОНАСС и Galileo к сети вашингтонских референцных станций для обеспечения наилучшего покрытия. «В настоящее время, ГЛОНАСС можно использовать только в конфигурации база/ровер»,  — объясняет Эрб,  — «[но] есть планы по внедрению системы ГЛОНАСС в сеть вашингтонских референцных станций. Также, для расширения охвата покрываемой территории, я ожидаю внедрения системы Galileo, когда она будет запущена в эксплуатацию».

Несколько приёмников GR-3 были недавно взяты на испытание, когда фирма Sitts and Hill заключила договор с крупным фермерским хозяйством на проведение съёмки по определению границ фермы. По предварительным исследованиям Эрб предположил, что ему необходимо будет разбить территорию на участки, чтобы определить границы фермы заказчика.«Какая великолепная возможность использовать нашу новую систему GR-3», -сказал Эрб. «Я был горд своей гениальностью и небольшим везением». Но, по словам Эрба, удача была не на его стороне. «Был потерян не только угол опорного участка, но и несколько других в прилегающих участках, которые бы позволили нам восстановить местоположение потерянного угла».

С применением приёмника Topcon GR-3 Эрб смог проделать дополнительную работу, необходимую для завершения проекта. Для того чтобы восстановить местоположения углов, необходимых для правильного прослеживания границ фермы, Эрбу пришлось снять значения в нескольких областях семи участков. В итоге, по его рассказу, клиент был счастлив, а фирма получила свою прибыль.

Всё дело в связи

Огромные возможности приёмника GR-3 в части коммуникации — это та его особенность, на которую указывает Джейсон Киллпэк(Jason Killpack), когда его спрашивают о способности GR-3 работать в различных условиях. «GR-3 обладает возможностью работы и по радиоканалу, и по GSM-каналу связи со встроенным GSM-модемом»,  — говорит Киллпэк, старший менеджер по маркетингу продукции компании Topcon. «Связь по радиоканалу может быть осуществлена в расширенном спектре сигнала или по нашей новой технологии — в диапазоне цифрового УКВ-сигнала с цифровой обработкой сигнала». Расширение спектра сигнала — это технология, благодаря которой радиосигнал, имеет возможность противодействовать интерференции и помехам. Цифровые УКВ-радиоволны распространяются в пределах прямой видимости и имеют широкую полосу пропускания. Киллпэк добавляет, что применение различных методов коммуникации в приёмнике позволяют GR-3 работать в конфигурации база и ровер в радиусе от 3 и почти до 25 миль (4.8-40 км).

«Обычное расстояние между базой и ровером при работе в расширенном спектре [радиоканала] составляет от трёх до пяти миль (4.8-8 км), применение дополнительного повторителя RE-S1 может увеличить это расстояние»,  — поясняет он. «С использованием новой технологии цифрового УКВ-радиосигнала с цифровой обработкой сигнала можно работать в диапазоне расстояний между базой и ровером от четырёх до семи миль (6.4-11.3 км)».

Майк МакЭвилли, сотрудник компании Siits and Hill, подготавливает к работе приёмник GR-3

Встроенный в GR-3 модем использует технологию работы с SIM-картами. Просто меняя SIM-карты, пользователь может выбирать несущую частоту сотового сигнала.«С применением GSM-модемов в качестве устройства связи базы с ровером радиус действия не ограничен передачей дифференциальных поправок, но при этом необходимо, чтобы база и ровер видели одни и те же общие спутники»,  — говорит Киллпэк. «Мы проверяли работоспособность этого способа коммуникации на расстояниях до 40 километров».

Для тех пользователей, которым необходимы специализированные способы связи, GR-3 предлагает другие конфигурации коммуникационных возможностей. По словам Киллпэка,«пользователь может связать GR-3 с сотовым телефоном с поддержкой веб-технологий по протоколу Bluetooth, или использовать последовательный порт на устройстве для соединения с внешним модемом посредством кабеля». При необходимости, внутреннему модему можно присвоить статический IP-адрес, однако Киллпэк говорит, что это, вероятно, приведёт к дополнительным расходам владельцев беспроводного канала связи.

Справляется с любыми работами

Компания Compass Point Surveyors, расположенная в Клирвотере, Флорида, имеет опыт применения приёмников GR-3 в конфигурации база/ровер. Бенджамин Вайзер(Benjamin Wiser), руководитель проекта и глава фирмы, говорит, что его компания имеет «большой опыт» использования GPS-технологии во всех аспектах применения к решению геодезических задач.

Среди последних проектов, которые Вайзер и Compass Point принимали участие,  — это проекты определения береговых линий западной части озера Нокомис и в округе Семинол. Вайзер также выполняет контрольные измерения и вынос в натуру проектных точек для департамента транспорта Флориды для содействия строительству новых станций взвешивания автомобилей вдоль трассы Interstate 4.

Compass Point также использует встроенный в приёмник модем.«Установка плат [модема] стоит около $40, а их обслуживание обходится в $60 в месяц на каждый приёмник». Что касается точности при использовании модема, Вайзер говорит, что они используют модемы в составе сети L-Net GPS, принадлежащей корпорации Lengemann, дилеру компании Topcon в штате Флорида (с распространением в штат Джорджия).

Эрб, сотрудник Sitts and Hill, в качестве средства коммуникации выбирает сотовый телефон.«Мы выбрали сотовый телефон для передачи данных»,  — говорит он. «Стоимость встроенного модема была очень высока по сравнению с сотовым телефоном, и нам лишь пришлось выбирать провайдера. С использованием сотового телефона мы просто добавили канал передачи данных к линии связи нашего сотового провайдера, и не понадобилось пользоваться услугами другого провайдера для этих целей».

Одна из множества удобных особенностей GR-3 состоит в возможности связи приёмника с контроллером посредством Bluetooth. В то время, как для начальной настройки и соединения контроллера с приёмником могут потребоваться некоторые усилия, возможность работать без кабелей является неоспоримым достоинством.

Свобода выбора способов коммуникации, доступных с применением приёмника GR-3, позволяет и Эрбу, и Вайзеру применять на практике сильные стороны аппаратуры и преодолевать ограничения, установленные в районах работ, удовлетворяя, таким образом, требованиям, обозначаемым в выполняемых ими проектах.

Сверхпрочное исполнение

Другой важной особенностью приёмника GR-3 является его прочность. GR-3 собран в магниевом корпусе и окружён рамкой с двутавровым профилем. Сочетание этих характеристик позволяет GR-3 выдерживать падение на бетонную поверхность с высоты 2 метра. Прибор разработан с учётом работы в суровых климатических условиях(от -20o до +50o C) и снабжён герметичными внешними портами.

Некоторые особенности дизайна GR-3 позволили приёмнику победить в международном форуме по дизайну продукции 2007. Он стал обладателем престижной награды за достижения в области дизайна в Германии. Над инновационным дизайном приёмника GR-3 совместно с компанией Topcon работала компания Whipsaw Inc., расположенная в Сан-Хосе и занимающая консультациями по вопросам дизайна. По словам Дэна Хардена(Dan Harden), сотрудника компании Whipsaw, в число особенностей, отмеченных на международном форуме, входят эргономичный дизайн, всепогодное исполнение и сбалансированность приёмника.

Аккумуляторы GR-3 разработаны так, что служат в качестве ручки для переноски приёмника, что делает переноску приёмника очень удобной. Батареи ориентированы вертикально, то позволяет сохранять центр тяжести прибора поблизости от несущего стержня и улучшить балансировку системы в целом.

Согласно идее всепогодного исполнения, Topcon сконструировал GR-3 вместе со встроенной антенной, расположенной под пластиковым и резиновым куполом. Купол накрывает основание и ручку с аккумуляторами, служа подобием зонта в дождливую погоду. Слоты для SIM-карты и флеш-карты формата SD расположены под батареями, которые также служат для них защитой.

Маленький прибор с огромными возможностями по модернизации

Как и для любого оборудования, предназначенного для полевых работ, время работы от одного заряда аккумуляторов является важным фактором при рассмотрении вопроса о приобретении прибора. Киллпэк говорит, что GR-3 способен проработать от 9 до 12 часов от аккумуляторов, в зависимости от того, функционирует он в качестве базы или ровера. Вайзер и Эрб заявляют, что при проводимых ими измерениях время работы от аккумулятора составляет от 5 до 10 часов. Но они указывают на то, что возможность«горячей замены» аккумуляторов является преимуществом и говорят, что перед ними не возникало проблем с питанием приёмника. Если перед пользователем возникнет проблема питания при работах в течение длительного времени, у GR-3 также имеется адаптер для подключения стандартных щелочных элементов питания.

Вайзер говорит, что среди наиболее полезных для него характеристик GR-3 он выделил быстросъёмную систему крепления к вешке«Quick-Snap», которая позволяет наиболее оперативно и безопасно закреплять приёмник на вешке и снимать его. Также, он высоко оценивает возможность «горячей замены» аккумуляторов и индикатор состояния Bluetooth-соединения. Ещё он хотел бы, чтобы приёмник был модернизирован таким образом, чтобы работать по радиоканалу на больших дистанциях. А также, чтобы Topcon «пришёл к тому, что при переключении от модема к связи по радиоканалу не было необходимости использования отдельного программного обеспечения на переносном компьютере или контроллере для изменения внутренних настроек приёмника».

Эрб говорит:«Программное обеспечение прибора и контроллера очень удобно, но я бы хотел, чтобы оно было ещё удобнее для пользователя — чтобы по умолчанию определялась система координат, которая была использована в последний раз перед выключением прибора, вместо определённой по умолчанию системы широта-долгота».

Профессиональные геодезисты от Вашингтона до Флориды работают в радикально отличающихся условиях, погодных и ландшафтных, и GR-3 предлагает им широкие возможности по преодолению возникающих проблем. Несмотря на то, что способность GR-3 принимать сигналы системы Galileo пока ещё, возможно, не востребована, Topcon сделал другой шаг в правильном направлении, создав высокопрочный GPS-приёмник с широкими возможностями. Как напоминает нам Вайзер, нет идеального решения для выполнения каждого проекта. И всё-таки GR-3 является универсальным инструментом для геодезиста при выполнении множества профессиональных задач.

Майк Норт, дипломированный профессиональный геодезист, работающий в штатах Теннесси, Алабама и Джорджия, и руководитель проектов геодезических работ в компании Earthworx LLC, в Чаттануге, Теннесси. В написании данной статьи помогал Крис Спир (Chris Spear), специалист по GPS, компания Earthworx LLC.

 

Дата: 04.09.2007

Назад к списку новостей