Блог

Чем блог может быть полезен?

Здесь мы делимся самой большой ценностью наших коллег и партнёров: опытом и знаниями.
Читай, изучай и развивай свои профессиональные навыки.
Давай расти вместе!

Рубрики

ТЕГИ

Всё чаще рекламируется сервис, который позволяет работать в любом регионе РФ в режиме RTK без использования базовых станций. 
Производитель обещает экономию на покупке комплекта базового RTK-приемника, внешнего радиомодема или подписки к сети базовых станций.
Разберемся, так ли все легко и просто на самом деле?

Одним из самых производительных и доступных способов производства большинства геодезических работ в современном мире является работа со спутниковым оборудованием в режиме реального времени (RTK), который был разработан в далёком 1993 году. Всем пользователям хорошо известны преимущества этого режима – вы можете в реальном времени в поле получать координаты измеряемых точек с точностью в несколько сантиметров за несколько секунд или моментально производить вынос точек с известными координатами.

У способа существуют и недостатки

Для его функционирования необходима дополнительная инфраструктура: базовая станция и канал передачи информации (УКВ-модем или мобильный интернет), при этом дальность работы обычно ограничена как зоной покрытия канала связи (для УКВ это обычно 10-20 км, для мобильного интернета – до 50-70 км), так и удалением от базовых станций.

С развитием сетей базовых станций отпала необходимость в установке собственной базовой станции. Теперь для работы в режиме RTK необходим только мобильный интернет и подписка на получение данных (поправок) от сети базовых станций. Вы можете работать как от конкретной базовой станции, от ближайшей базовой станции или использовать сетевое решение (подробнее о принципах работы сетей базовых станций вы можете узнать на нашем вебинаре, запись которого доступна на канале Youtube.

Сетевое решение (наиболее популярное – VRS – виртуальная базовая станция) разрабатывается с начала 2000-х для обеспечения возможности передачи обобщенного решения сразу от нескольких базовых станций сети. Имея все преимущества режима RTK, работа в сетевом решении позволяет уменьшить зависимость погрешности от расстояния до ближайшей базовой станции и получить решение там, где от одиночной базовой станции получить его было бы невозможно.

Развитие, исключение недостатков

с 2010-х годов начали развиваться новые сервисы, предлагающие способы работы в режиме реального времени, основанные на методе PPP - Precise Point Positioning. Данный метод предлагает передачу корректирующей информации в пространстве состояний - SSR (уточненные координаты спутников, поправки к ходу часов, модели ионосферы и тропосферы) через геостационарные спутники, в отличии от передачи информации в пространстве измерений – OSR при работе в режиме RTK (координаты базовой станции, измерения по коду и фазе несущей с базовой станции, эфемериды спутников). Такой подход позволяет увеличить расстояние между станциями в сети (более 120 км), возможность передавать информацию, от большого количества станций (более 100 станций) в сети, одновременно уменьшив объём передаваемой информации, влияние многолучевости на станциях, получив возможность достичь покрытия целого региона за счет небольшого количества станций.

Ограничивающим фактором применения метода PPP являлся длительный процесс инициализации (получение первичного решения), который мог достигать нескольких часов, недостаточная точность (более 10 см), необходимость длительных статических измерений на точке (не менее нескольких часов).

Тем не менее, в последние годы PPP получил дальнейший технологический толчок, который стал возможным с развитием методов обработки измерений в сетях базовых станций с большими базовыми линиями. Появилась возможность передавать корректирующую информацию в реальном времени, чаще всего для этих целей используется передача данных через геостационарные спутники, реже – через интернет. Такой метод стал именоваться PPP-RTK.

Один принцип - множество названий

PPP-RTK стал известен благодаря компании Trimble и её сервису RTX (Real Time eXtended), который сейчас уже стал именем нарицательным для похожих технологий. Существуют и аналогичные сервисы: например, Terrasat от компании WayPoint (входящей в группу компаний Hexagon), более известный как SmartLink, реализованный в продукции компании Leica. Менее известные на российском рынке компании также развивают данные технологии, например технология Atlas у компании Hemisphere, Starfix (Fugro), Starfire (John Deere), Magic (GMV) и другие.

Некоторые компании дают собственные имена данному сервису, однако внутри может скрываться всё тот же сервис RTX от компании Trimble.

Принцип работы PPP-RTK

Сервисы PPP-RTK основаны на создании и передаче уточнённой информации о состоянии спутников NAVSTAR GPS, ГЛОНАСС, BeiDou, Galileo (уточненные координаты, уточненная информация о шкалах времени, иные погрешности, связанные со спутниками) на глобальном уровне, модели ионосферы и тропосферы на региональном уровне. Передача нового типа информации подразумевает предварительное решение сложных задач, которые влияют на конечный результат:

• Разрешение фазовых неоднозначностей;
• Вычисление высокоточной информации о состоянии спутников в реальном времени;
• Создание моделей ионосферы и тропосферы в реальном времени;
• Оптимизация канала передачи информации;
• Определение координат в реальном времени с использованием нового типа получаемой корректирующей информации, в том числе исключение многолучевости.
  
  

Как и в случае с сетевым решением в основе PPP-RTK лежит сеть станций. Измерения с постоянно действующих станций передаются в реальном времени в Центр обработки (ЦО). ЦО обрабатывает информацию, вычисляет модели, передает информацию (уточненные координаты, уточненные поправки к шкале времени, модели ионосферы и тропосферы) на коммуникационный сервер, который соответственно транслирует информацию в виде поправок - через сеть Интернет, либо через геостационарный спутник.

Подвижный приёмник (ровер) получает данные либо с геостационарного спутника, либо через сеть интернет и, после окончания сходимости процесса вычислений (который, в зависимости от ситуации, может занимать до 40 минут) определяет свои координаты на субдециметровом уровне точности.

Преимущества PPP RTK   

• отказ от использования подключения к сетям базовых станций или отсутствие необходимости в установке своей полевой базовой станции.
  Важно помнить, что одной из составляющих процесса вычисления моделей является сеть постоянно действующих сетей базовых станций. И чем больше станций в регионе работ, тем быстрее будет сходиться решение и тем меньше будут погрешности.
• возможность работы в любой точке земного шара в режиме реального времени от геостационарных спутников.
  В большинстве районов Российской Федерации, где отсутствует покрытие сетей базовых станций, геостационарные спутники, которые передают данные PPP-RTK, находятся достаточно низко над горизонтом (возвышение 10-20 градусов) на южном направлении. Даже небольшая высотная преграда может прервать получение поправок и выполнение работ с требуемой точностью.
• схожая с традиционным RTK точность получения решения. В среднем оно находится на уровне 5-10 см.
  Данная точность требует достаточного времени на сходимость, если в районе работ отсутствуют станции, которые передают данные в реальном времени в центр обработки.
  Также необходимо принимать во внимание, что координаты получаются на текущую эпоху системы координат ITRF. Для получения координат в местных системах все также необходимо производить определение параметров перехода от текущей эпохи к местной системе координат.
• экономия на покупке базового приемника или подключении к сети станций.
  Подобные сервисы (PPP-RTK) являются платными, годовое подключение обычно дороже стоимости подключения к сети базовых станций. Если умножить стоимость подключения сервиса на средний нормативный срок службы приёмников, то получится, что за те же деньги можно приобрести базовую станцию и выполнять работы независимо в любом месте на территории Российской Федерации. При использовании УКВ необходимо руководствоваться действующими законами.

Заключение

Метод PPP-RTK несомненно является прорывным и, в некоторых случаях, единственно возможным способом работы в режиме реального времени. Для его развития на территории Российской Федерации необходимо развивать и использовать соответствующую инфраструктуру сетей базовых станций, а также иной способ передачи поправок, так как геостационарные спутники не лучшим образом подходят для этих целей.

Экономика метода и ценообразование также требует серьезного внимания/калькулирования перед его широким использованием.