Рейтинг: 4.4/5.0 (1891 проголосовавших)Категория: Инструкции
Современные геодезические технологии GPS в сочетании с последними достижениями в области средств связи обеспечивают более высокие производительные возможности для увеличением эффективности работы. Там представлены первые результаты ходовых испытаний комплекта спутниковых приемников, работающих в режиме RTK с передачей поправки с помощью мобильных телефонов с сервисом GPRS включен.
В 1984 г. окончил геодезический факультет МИИГАиК по специальности «астрономо-геоедезия». До 1993 г. работал в МИИГАиК, с 1993 г. по 1994 г. — вAshtech, с 1994 г. по 2002 г. — в компании ПРИН. В настоящее время — инженер по технической поддержке Московского представительстваTrimbleNavigation.
В 1996 г. окончил геодезический факультет МИИГАиК по специальности «астрономо-еодезия». После окончания университета работал инженером-геодезистом в МосНИПИземлеустройства и ЗАО «Ромона». С 2000 г. работает в НПП «Навгеоком» инженером по технической поддержкеGPS-оборудования. В настоящее время — менеджер по оборудованию для точной навигации.
Использование современных геодезических GPS-технологий вместе с последними достижениями в области средств связи предоставляет геодезистам новые, более производительные возможности при выполнении различных видов работ.
В настоящее время одним из эффективных методов геодезической GPS-съемки является кинематическая съемка в режиме RTK, благодаря которой геодезисты могут получать координаты с точностью до нескольких сантиметров непосредственно в полевых условиях. Но, помимо стандартного GPS-оборудования, работа в режиме реального времени требует наличия дорогостоящих средств радиосвязи и, самое главное, получения специального разрешения на использование радиочастоты. Последнее обстоятельство сдерживало развитие RTK-технологий, особенно в России, где на оформление разрешения необходимо потратить не менее полугода. Бурное развитие беспроводной связи, расширение зоны ее покрытия и внедрение новых прогрессивных услуг, в частности услуги GPRS, дало новый импульс к широкому внедрению режима RTK при выполнении измерений с помощью приемников GPS.
Обычно в состав спутникового оборудования для RTK-съемки входит комплект из двух или более двухчастотных приемников GPS с антеннами и полевыми контроллерами. Один комплект, называемый базовой (опорной или референцной) станцией, жестко устанавливают на пункте с известными координатами. Остальные комплекты, называемые мобильными (подвижными или роверами) приемниками, используют для определения координат объектов съемки. Для получения высокоточных координат в режиме реального времени в состав каждого комплекта включают радиомодемы, задача которых — принимать спутниковую и служебную информацию, передаваемую от базовой станции.
Преимущества съемки в режимеRTKочевидны. Во-первых, обеспечивается высокая производительность работы, так как на каждую точку съемки тратится несколько секунд. Во-вторых, качество результатов измерений гарантировано. Исполнитель может записывать готовые координаты в контроллер, отслеживать их качество и точность в любой момент, а при необходимости — повторить измерения. Режим RTK-съемки позволяет работать в любых системах координат, включая местные системы координат. Имеется возможность непосредственно в полевых условиях решать стандартные геодезические задачи (определять азимут, расстояние или площадь участка), просматривать результаты съемки и определять пропущенные участки, выносить в натуру проектные данные (от отдельных точек до сложных 3D-проектов трасс и поверхностей). В камеральных условиях при передаче рабочего файла в компьютер можно сразу увидеть результаты работы без дополнительной обработки.
К сожалению, в режимеRTKесть и ограничения. которые связаны с радиоканалом для передачи данных. В стандартной ситуации он реализуется на базе радиомодемов, работающих в УКВ-диапазоне на частотах от 410 до 470 МГц. Первая и основная проблема, уже упомянутая выше, — это необходимость получения разрешения Главного радиочастотного центра (ГРЧЦ) на использование фиксированной радиочастоты. Вторая — ограничение дальности радиоканала, как правило, до 10–15 км и наличие радиовидимости между модемами базовой станции и подвижного приемника. Кроме того, высока вероятность радиопомех при работе в индустриальных районах.
Подобные ограничения отсутствуют при передаче данных по каналу GSM. Помимо того, что для использования телефонов в стандарте GSM не требуется разрешение, они обладают и другими преимуществами: меньшими размерами, весом, энергопотреблением и, наконец, стоимостью.
В 2002 г. крупнейшие российские операторы связи объявили о запуске новой услуги GPRS — системе пакетной передачи данных в сетях GSM. При использовании GPRS данные собираются в пакеты и передаются в эфир, заполняя не используемые в данный момент голосовые каналы, которые всегда есть в промежутках между разговорами абонентов. Возможность использования сразу нескольких голосовых каналов обеспечивает более высокую скорость передачи данных, а этап установления соединения занимает несколько секунд. GPRS занимает участок частотного диапазона только в момент фактической передачи пакетов, что обеспечивает чрезвычайно эффективное использование доступной полосы частот и позволяет делить один канал между несколькими пользователями (мобильными RTK-приемниками). Пользователь платит не за время соединения, а за фактический объем переданной или полученной информации, при этом средняя скорость передачи данных составляет 20–40 Кбит/с.
В настоящее время GPRS предоставляет абонентам максимальную возможность «быть всегда на связи», обеспечивая недорогой доступ к Интернет или корпоративным сетям.
Проведем небольшие расчеты. Приблизительный объем данных при передаче RTK-поправок составляет около 570 Кбайт/час. Стоимость передачи 1 Мбайт данных GPRS в сети МТС равна 0,3 дол. (с учетом НДС и НП). Таким образом, цена 1 часа работы (база + ровер) составит около 0,3 дол. Отсюда, стоимость в месяц будет равна: 0,3 дол. х 8 часов х 24 дня = 60 дол.
Что касается зон GPRS-покрытия, то они пока невелики и распространяются, в основном, на мегаполисы. Но в планах всех операторов — расширение GPRS-услуг на всю территорию действия сети сотовой связи. На рис. 1 приведена карта GPRS-покрытия в Москве и Московской области компании МТС (карта взята с официального сайта компании МТС www.mts.ru ).
Рис. 1 Карта GPRS-покрытия в Москве и Московской области компании МТС
Было решено провести испытания с целью проверки возможностей выполненияGPS—съемки в режимеRTKс использованием услугиGPRS. Для этого было выбрано следующее оборудование: двухчастотные GPS-приемники Trimble (5700 — базовый, 5700 и 5800 — мобильные) — рис. 2, два полевых контроллера Trimble (TSCe и ACU) с программой Survey Controller 10.7 и два мобильных телефона Siemens (M55 и S55) с функцией GPRS. В качестве провайдера была выбрана компания МТС.
Начальный этап включал настройку GPRSподключения на обоих контроллерах. Этот процесс достаточно подробно описан на сайтах операторов связи для стандартных операционных систем. Поскольку контроллеры Trimble работают под операционной системой Windows CE, то настройка GPRS не вызвала особых затруднений.
Следующая операция предусматривала настройку параметров связи базового и мобильных GPS-приемников. Она выполняется с помощью программы Trimble Survey Controller, которая установлена в контроллерах и используется для управления GPS-приемниками и ведения съемки. Первоначально запускается базовый GPS-приемник в режиме базовой RTK-станции и, после инициализации мобильного телефона, определяется его текущий IP-адрес. Далее запускается подвижный приемник в режиме RTK-съемки. В настройках параметров съемки подвижного приемника необходимо указать такой же IP-адрес базового приемника. Запустив RTK-съемку на подвижном приемнике, оператор должен увидеть статус приема поправок и начало процесса инициализации съемки. После завершения инициализации на дисплей выводится текущая точность, после чего можно приступать непосредственно к определению координат точек.
Рис. 2 GPS-съемка в режиме RTK
В рассматриваемом варианте можно предложить два способа запуска базовойRTK-станции для передачиRTK-поправок черезGPRS-соединение .
Один из них заключается в использовании на базовой станции сотового телефона с активированной услугой GPRS для трансляции поправок. Этот способ удобен в том случае, когда требуется установить временную базовую станцию непосредственно в районе работ и выполнить съемку близлежащей территории. Таким образом, обеспечивается возможность работы на минимальном удалении подвижного приемника от базовой станции, что гарантирует быструю инициализацию фазовых измерений. Этот способ универсален и позволяет развернуть базовую RTK-станцию в любом месте при условии нахождения в области покрытия сотовой связи. Недостатком является необходимость оплачивать исходящий трафик для базового телефона и короткое время автономной работы мобильного телефона. Для решения последней проблемы можно использовать специализированный GSM/GPRS-модем с внешним питанием.
При наличии качественного Интернет-канала базовый приемник можно установить в офисе и направлять RTK-поправки от приемника GPS на выделенный IP-адрес посредством компьютерной сети. В этом случае в комплект базового RTK-приемника вообще нет необходимости включать мобильный телефон. Подвижный приемник GPS, «выйдя» в Интернет c использованием GPRSсоединения, будет «забирать» RTK-поправки по фиксированному IPадресу. Этот способ предназначен для организации базовой станции постоянного действия и позволяет снизить оплату услуг сотового оператора ровно в два раза.
Поскольку компьютерная сеть компании «Навгеоком» отвечала требованиям по скорости и надежности Интернетканала, а двухчастотная антенна GPS уже была установлена на крыше 26-ти этажного здания, для испытаний был выбран второй способ. Приемник Trimble 5700 был подключен по последовательному порту к персональному компьютеру и с помощью специализированного программного обеспечения запущен в режиме базовой RTK-станции. После запуска базового приемника GPS на короткой базовой линии было определено, что RTK-поправки стабильно принимаются подвижным приемником, и инициализация фазовых измерений происходит в течение 5 сек.
После этого были начаты полевые испытания. Подвижный приемник Trimble 5700 был расположен в автомобиле, антенна Trimble Zephyr установлена на магнитном креплении на его крыше, а управление приемником осуществлялось с помощью контроллера Trimble ACU.
Было решено оценить качество приема RTK-сигналов в условиях города и пригорода, передвигаясь на автомобиле. Кроме того, по мере удаления от базовой станции осуществлялись остановки для того, чтобы оценить надежность и точность координат, получаемых во время съемки отдельных объектов.
В непосредственной близости от места установки базового приемника, на площадке в условиях городской застройки время инициализации составило 15 сек. Точность определения координат точек с доверительной вероятностью 99,9% в среднем составила 3 см в плане и 4 см по высоте, что объясняется малым количеством спутников и их плохим геометрическим расположением. Напомним, что после срыва инициализации для ее восстановления необходимо отслеживать пять общих спутников по двум частотам. Однако, в центре Москвы нами была отмечена ситуация, когда даже при наличии пяти общих спутников инициализация не происходила, при этом соединение с базовой станцией было установлено. По нашему мнению, это могло быть связано с сильной загрузкой сотового канала в конкретном районе.
На расстояниях 8, 9 и 12 км инициализация во время движения восстанавливалась «на лету», а точность определения координат в среднем составляла 2 см в плане и 3 см по высоте.
За пределами Москвы первая остановка была сделана на расстоянии 19,2 км от базовой станции. Инициализация в режиме OTF на таком расстоянии потребовала значительного времени — около 1,5–2 мин. Точность по-прежнему находилась на уровне нескольких сантиметров. Проблем с каналом передачи поправок выявлено не было, инициализация держалась стабильно. По нашему мнению это объясняется меньшей загрузкой сотового канала по сравнению с Москвой.
Следует отметить, что при работе на такой дальности от базовой станции после срыва инициализации ее рекомендуется восстанавливать методом «по известной точке». Применение этого способа дает отличные результаты — время повторной инициализации составляет около 10–15 сек.
На расстояниях порядка 24–26 км точность существенно не падала, но при этом время инициализации OTF увеличивалось до 4–5 мин.
Максимальное удаление от базовой станции, на котором удалось добиться фиксированного решения в режиме RTK с передачей поправок по каналам сотовой связи, составило 28,6 км. Время инициализации составило около 8–10 минут, точность все еще оставалась на уровне первых сантиметров.
Кроме того, были проведены измерения в режиме RTK с приемником Trimble 5800. Отличительной особенностью приемников и контроллеров Trimble последнего поколения является наличие в них модулей беспроводной связи Bluetooth. Следует отметить, что телефон Siemens S55 также имеет встроенный модуль Bluetooth, так что в съемочный комплект входило три устройства (приемник Trimble 5800, контроллер Trimble ACU и мобильный телефон Siemens S55), которые взаимодействовали между собой без кабелей (рис. 3). Из геодезической практики известно, что соединительные кабели являются наиболее слабым элементом, периодически требующим либо ремонта, либо замены.
Следует напомнить, что для успешной реализации опробованного метода необходимо обязательно находиться в области покрытия GPRS. Пока что это лишь территории крупных городов — Москвы, СанктПетербурга, Новосибирска и прилегающих к ним областей. Однако уже в ближайшем будущем можно рассчитывать на работу в режиме RTK на всех плотно заселенных территориях.
Для тех областей, где услуга GPRS отсутствует, передача RTK-поправок может осуществляться с использованием стандарта GSM, поддерживающего услугу передачи данных. Эта методика была протестирована ранее и успешно используется производственным отделом компании «Навгеоком».
Рис. 3 Работа с тремя устройствами без использования соединительных кабелей
Выполненные полевые испытания позволяют сделать следующие выводы.— нет необходимости в получении разрешения ГРЧЦ на использование фиксированного номинала радиочастоты;
— достигается значительный выигрыш по стоимости (стоимость комплекта сотовых телефонов (модемов) на порядок меньше комплекта УКВ-радиомодемов);
— нет необходимости в прямой радиовидимости между мобильным телефоном базовой станции и телефоном, установленным на подвижном приемнике;
— обеспечивается быстрое развертывание базовой RTK-станции в полевых условиях;
— появляется возможность отправлять по электронной почте результаты измерений сразу в офис и получать оттуда файлы с пунктами обоснования на новые объекты.
— необходим надежный канал для передачи поправок RTK от базовой станции к подвижному приемнику с частотой 1 раз в секунду (1 Гц);
— для успешной инициализации съемки необходимо, чтобы все приемники одновременно и непрерывно отслеживали сигналы минимум от пяти общих спутников по двум частотам;
— подвижные приемники должны поддерживать режим инициализации фазовых измерений на лету (OTF);
— при сбое в приеме поправок RTK-инициализация срывается, при этом точность измерений резко падает. Для возврата точности на сантиметровый уровень необходимо дождаться восстановления инициализации и только после этого продолжить RTK-съемку;
— для достижения наибольшей производительности при выполнении съемки в режиме RTK (с временем OTFинициализации не более 10–15 сек.) не следует удаляться от базовой станции на расстояния свыше 10–12 км.
Наибольший эффект и универсальность для полузакрытых территорий будет достигаться путем комбинирования GPS-съемки в режиме RTK и в режиме с постобработкой. Для закрытых территорий рекомендуется совместное использование GPS и традиционного оборудования (электронных тахеометров). Такой комплект обеспечит возможность проведения геодезических работ практически в любых условиях с максимальной производительностью.
Авторы надеются, что данная статья послужит своеобразным импульсом к началу использования современных методик RTK-съемки в российской геодезической практике. По нашему убеждению только массовое использование RTK-технологий с передачей корректирующей информации по каналам GSM поможет ответить на многие вопросы, оставшиеся за рамками
Contemporary geodetic GPS technologies combined with the latest achievements in the field of communications facilities provide for a higher capacity together with the work efficiency increase. There presented the first results of the running tests of the satellite receivers operating in the RTK mode with the amendment transmission via mobile telephones with the GPRS service switched on.
GPS-Survey in the RTK Mode Using Cell Phones with the GPRS Service
Для каждого метода геодезической съемки используются разные методики и время наблюдений. При проведении геодезической съемки для постобработки необходимо следовать нижеуказанным правилам:
· Приемники, проводящие постобработку, должны работать синхронно;
· Приемники, проводящие постобработку, должны работать с одинаковыми или общими интервалами эпох.
Статическая съемка является наиболее точным методом геодезической съемки. При статической съемке антенна устанавливается над точкой на штативе или другой неподвижной подставке. Используются, по крайней мере. два приемника: один на точке с известными координатами, а другой – на точке, координаты которой надо определить: наблюдения проводятся синхронно с одинаковыми интервалами эпох и при наличии, по крайней мере, четырех «общих» спутниках.
Хотя статическая съемка и является наиболее точным методом геодезической съемки, она требует и наибольшее время наблюдений. Время сеанса обычно составляет около одного часа: интервалы сбора данных длятся 30 секунд. Время сеанса наблюдений, впрочем, может варьироваться в зависимости от условий окружающей среды и длины базовой линии. Несмотря на то, что статическая съемка может проводиться при использовании как одно так и двухчастотных измерениях, для одночастотных приемников длина базовых линий обычно ограничена 10 км. Двухчастотная съемка позволяет работать на базовых линиях длиной более 10 км и устраняет ионосферные погрешности. Для измерений на таких длинных базовых линиях вариант двухчастотных измерений просто необходим.
Статическая съемка требует синхронных наблюдений, по крайней мере, двумя приемниками. Для увеличения эффективности работы целесообразно проводить наблюдения на нескольких точках одновременно, используя для съемки соответственное количество приемников. С помощью программного обеспечения для постобработки можно одновременно анализировать и обрабатывать данные нескольких приемников.
В сравнении с другими методами геодезической съемки, статическая съемка требует большей продолжительности сеанса наблюдений. Вместе с тем надо отметить, что метод позволяет разрешить сопутствующие измерениям проблемы, такие как пропуск цикла и многолучевость, и обеспечить высокий уровень точности.
Быстрая статическая съемка в значительной мере то же самое, что и статическая съемка за тем исключением, что сеанс измерений может проводиться за более короткий период времени и требует двухчастотных GPS /ГЛОНАСС приемников.
В общем, быстрая статическая съемка является эффективной при длине базовой линии в пределах 10 км. времени синхронных наблюдений около 20 минут и периоде сбора данных 15 секунд. Однако, эффективная длина базовой линии и время сеанса может варьироваться в зависимости от количества отслеживаемых спутников, значения DOP (геометрического фактора ухудшения точности), наличия или отсутствия пропусков циклов, влияния многолучевости, а также других факторов и внешних условий.
Благодаря укороченному времени сеанса, эффективность работы в режиме быстрой статической съемки возрастает. С другой стороны объем полученных данных меньше, чем при статической съемке, так что точность и надежность результатов измерений может оказаться ниже.
Для увеличения точности получаемых данных используйте программное обеспечение для планирования работ, чтобы гарантировать достаточное количество спутников и хорошее значение DOP. а также другие оптимальные условия на период измерений. Осуществлять тщательную подготовку перед проведением измерений.
При кинематической съемке на базовой станции проводится статическая съемка в точности как это описано для метода статической геодезической съемки; при этом подвижная станция осуществляет набор данных во время движения. Различают два вида кинематической съемки: с остановками ( Stop and GO ) и непрерывная.
Так же как и при статической съемке, кинематическая съемка требует, чтобы спутниковые сигналы принимались одновременно, по крайней мере, двумя приемниками, причем, не менее четырех спутников было бы «общими». Один из приемников работает в качестве базовой станции. Так же как и при статической съемке, эта станция осуществляет набор статических данных с помощью антенны, установленной на штативе или другой неподвижной подставке. Другой приемник установлен на подвижном основании и проводит набор полевых данных при помощи антенны, закрепленной на вешке или другом подвижном носителе. Как и при других методах съемки, процесс наблюдений может выполняться одновременно несколькими подвижными приемниками и одной общей базовой станцией.
При кинематической съемке в режиме Стою – Иду, повторно выполняются предельно короткие статические измерения (при остановке) и измерения в процессе движения, делая, таким образом, возможным съемку в большого количества определяемых точек. Так как этот метод требует непрерывного потока данных, необходимо контролировать непрерывное слежение за спутниками в процессе наблюдений и бесперебойную запись данных в процессе движения. Соответственно стремиться к наиболее благоприятным условиям наблюдений. При кинематической съемке время статического отрезка измерений чрезвычайно мало: как правило, время стояния на точке длится порядка одной минуты и содержит 12 эпох по пять секунд каждая. Чем больше время статического отрезка, тем выше будет точность полученных данных. Аналитические результаты, полученные этим методом, соответствуют местоположению, определенному статическим методом.
Непрерывная кинематическая съемка представляет собой метод безостановочной геодезической съемки и используется для достижения последовательного, высокоточного определения точек траектории движущегося тела и т.д. При этом методе аналитические результаты получаются для каждого интервала времени эпохи.
Кинематическая съемка в реальном масштабе времени (RTK) – это методика работ для получения точных координат в реальном времени, и требует специального контроллера для обработки и сохранения результатов. При съемке в режиме RTK так же, как и при кинематической съемке, один приемник служит в качестве базовой станции и осуществляет наблюдения с антенной, закрепленной на штативе или другой неподвижной подставке. Другой же приемник работает на подвижном основании и проводит измерения с антенной на вешке и перемещаемой по определяемым точкам.
В отличие от кинематической съемки с постобработкой, базовая станция и подвижный приемник, связаны при помощи радиотелеметрической системы или другой системы связи. Данные коррекции по фазе несущей и другие данные, получаемые на базовой станции, передаются на подвижный приемник через модем. Благодаря этим передаваемым данным и собственным данным, на подвижном комплекте немедленно проводится анализ данных по базовой линии, и сразу выдаются результаты вычислений.
Для проведения геодезической съемки в режиме RTK необходима инициализация контроллера, осуществляющего разрешение неоднозначности, инициализация может осуществляться даже в процессе движения.
5. Точность определения координат.
Принципиально точность определения координат объектов с помощью СНС GPS и ГЛОНАСС примерно одинакова. Сигналы в системе GPS излучаются на частоте 1227 МГц и 1575 МГц, а ГЛОНАСС - 1250 МГц и 1600 МГц и кодируются для организации так называемого «селективного (избирательного) доступа». Оба сигнала используют два кода. Первый из них в GPS называется «легко обнаруживаемый», а в ГЛОНАСС - «стандартной точности». Второй код в GPS называется «закрытый» (в ГЛОНАСС - «высокой точности») и предназначен для санкционированного использования. Для геодезии высокая точность позиционирования является важнейшим свойством. Современные геодезические приемники способны определять координаты с точностью до 1 м. а в дифференциальном режиме (DGPS) до 5 мм. DGPS использует дополнительный, фиксированный в одной точке GPS-приемник для определения корекции спутниковых сигналов.
На точность определения координат существенное влияние оказывают ошибки, возникающие при выполнении процедуры измерений. Природа этих ошибок различна.
Неточное определение времени. При всей точности временных эталонов ИСЗ существует некоторая погрешность шкалы времени аппаратуры спутника. Она приводит к возникновению систематической ошибки определения координат около 0.6 м.
Ошибки вычисления орбит. Появляются вследствие неточностей прогноза и расчета эфемерид спутников, выполняемых в аппаратуре приемника. Эта погрешность также носит систематический характер и приводит к ошибке измерения координат около 0.6 м.
Инструментальная ошибка приемника. Обусловлена, прежде всего, наличием шумов в электронном тракте приемника. Отношение сигнал/шум приемника определяет точность процедуры сравнения принятого от ИСЗ и опорного сигналов, т.е. погрешность вычисления псевдодальности. Наличие данной погрешности приводит к возникновению координатной ошибки порядка 1.2 м.
Многопутность (многолучевость) распространения сигнала. Появляется в результате вторичных отражений сигнала спутника от крупных препятствий, расположенных в непосредственной близости от приемника (Рис. 11). При этом возникает явление интерференции, и измеренное расстояние оказывается больше действительного. Такому сигналу требуется больше времени для достижения приемника, чем прямому. Это увеличение времени заставляет приемник считать, что спутник находится на большем расстоянии, чем на самом деле и это увеличивает ошибку при определении положения. Аналитически данную погрешность оценить достаточно трудно, а наилучшим способом борьбы с нею считается рациональное размещение антенны приемника относительно препятствий. В результате воздействия этого фактора ошибка определения псевдодальности может увеличиться на 2.0 м.
Многопутность (многолучевость) распространения сигнала
Ионосферные задержки сигнала. Ионосфера – это ионизированный атмосферный слой в диапазоне высот 50 – 500 км. который содержит свободные электроны. Наличие этих электронов вызывает задержку распространения сигнала спутника, которая прямо пропорциональна концентрации электронов и обратно пропорциональна квадрату частоты радиосигнала. Для компенсации возникающей при этом ошибки определения псевдодальности используется метод двухчастотных измерений на частотах L1 и L2 (в двухчастотных приемниках). Линейные комбинации двухчастотных измерений не содержат ионосферных погрешностей первого порядка. Кроме того, для частичной компенсации этой погрешности может быть использована модель коррекции, которая аналитически рассчитывается с использованием информации, содержащейся в навигационном сообщении. При этом величина остаточной немоделируемой ионосферной задержки может вызывать погрешность определения псевдодальности около 10 м.
Тропосферные задержки сигнала. Тропосфера – самый нижний от земной поверхности слой атмосферы (до высоты 8 – 13 км ). Она также обуславливает задержку распространения радиосигнала от спутника. Величина задержки зависит от метеопараметров (давления, температуры, влажности), а также от высоты спутника над горизонтом. Компенсация тропосферных задержек производится путем расчета математической модели этого слоя атмосферы. Необходимые для этого коэффициенты содержатся в навигационном сообщении. Тропосферные задержки вызывают ошибки измерения псевдодальностей в 1 м.
Распространение сигнала в атмосфере Земли
Геометрическое расположение спутников. При вычислении суммарной ошибки необходимо еще учесть взаимное положение потребителя и спутников рабочего созвездия. Если, например, приемник "видит” четыре спутника и все четыре расположены в северном и западном направлениях, то спутниковая геометрия скорее плохая. Причем вплоть до того, что приемник вообще не сможет определить местоположение, потому что все расстояния, измеренные до спутников, будут лежать в одном глобальном направлении. Это означает, что триангуляция будет плохой и что область пересечения построенных прямых будет довольно большой (т.е. область вероятного положения будет занимать значительное пространство и точно указать координаты невозможно). В этом случае, даже если приемник выдает некоторые значения координат, их точность не будет достаточно хороша. Если же эти четыре спутника будут находиться в разных направлениях, то точность значительно возрастет. Предположим, что они расположены равномерно по сторонам горизонта – на севере, востоке, юге и западе. Тогда, очевидно, геометрия будет очень хорошей. Область, определяемая пересечением соответствующих прямых будет невелика и мы можем быть уверены в правильности рассчитанного местоположения.
Геометрия спутников становится особенно важной при использовании GPS-приемника в городе, среди высоких зданий, в горах или в глубоких ущельях. Если сигналы от некоторых спутников оказываются экранированы, то точность определения местоположения будет зависеть от оставшихся "видимыми” спутников (а от их количества – возможность провести расчеты вообще). Чем большая часть неба заслонена искусственными или естественными предметами, тем более сложно определить положение. Хорошие модели GPS-приемников показывают не только сколько спутников находятся в зоне видимости, но и где они расположены на небе (направление и высоту над горизонтом) для того, чтобы определить, не экранируется ли сигнал от данного спутника.
Для этого вводится специальный коэффициент геометрического ухудшения точности PDOP (Position Dilution Of Precision), на который необходимо умножить все перечисленные выше ошибки, чтобы получить результирующую ошибку. Величина коэффициента PDOP зависит от взаимного расположения спутников и приемника. Она обратно пропорциональна объему фигуры, которая будет образована, если провести единичные векторы от приемника к спутникам. Большое значение PDOP говорит о неудачном расположении ИСЗ и большой величине ошибки.
Метод кинематики в режиме реального времени (Real Time Kinematic) RTK – разновидность кинематического режима, при котором выполняется обработка результатов наблюдений па подвижной станции одновременно с измерениями.
Мобильные приемники (роверы), работающие в режиме реального времени, традиционно получают данные от одиночной базовой станции. Такая станция может быть постоянно действующей или временно установленной в районе работ. В обоих случаях базовая станция устанавливается на точке с известными координатами и передает поправки для роверов с помощью устройства коммуникации (радиомодем или устройство GSM).
При этом важно помнить, что:
- базовая станция и ровер должны принимать сигналы от одних и тех же спутников;
- базовая станция передает роверу координаты и спутниковые данные;
- ровер должен объединять данные от базовой станции и собственные измерения для вычисления своего местоположения в режиме RTK.
Координаты ровера в RTK вычисляются при помощи специальных алгоритмов, позволяющих ему успешно работать в режиме реального времени. Каждая станция RTK-комплекта оборудована радио или GSM-модемом, посредством которого осуществляется передача корректирующих данных (поправок), а также соответствующими антеннами.
Для использования режима RTK необходимо, чтобы спутниковые приемники поддерживали данный режим.
В состав RTK системы входит базовая и передвижная станции, состоящие из GPS приёмника, антенны, радиомодема или специализированного GSM-модема, радиоантенны, при использовании GSM-модема еще необходима SIM-карта с доступом к услуге GPRS.
Большая часть существующих в настоящее время RTK приёмников использует двойные разности фазы несущей GPS и/или ГЛОНАСС измерений, чтобы определить местоположение подвижной станции.
Время ожидания определения местоположения изменяется от 20 мс до 100 мс (для различных приёмников) *. Если приёмник работает в синхронизированном режиме RTK, время ожидания зависит в основном от времени ожидания радиоканала связи.
При использовании в качестве базовой станции ПДП пользователю предоставляются корректирующие поправки RTK в реальном времени и стандартном формате. Передача дифференциальных поправок осуществляется при помощи связи GSM/GPRS посредством протокола NTRIP (Network Transport of RTCM vie Internet Protocol) – протокол передачи RTCM данных через Интернет. Он может быть использован не только для передачи RTCM-информации, но и поддерживает все GNSS-форматы. Корректирующие поправки спутниковой системы точного позиционирования могут быть двух уровней точности:
Порядок производства работ при кинематическом методе методом RTK.
Успешная съемка требует инициализации системы и сохранения инициализации в течение всей съемки.
Для осуществления работ на каждом участке необходимо выполнить следующие действия *.
В результате полевых измерений формируются проекты данных, для которых выполняется вычислительная обработка в специализированных программных комплексах, предназначенных для обработки спутниковых измерений в предусмотренных для данного типа аппаратуры, применявшейся при производстве полевых работ (например, Trimble Business Center, TopCon Tools, Credo DAT и др.).
Для производства вычислений необходимо использовать компьютеры, технические характеристики которых удовлетворяют требованиям, изложенным в эксплуатационной документации программного комплекса для обработки.
При осуществлении вычислительных работ в качестве руководства должна использоваться эксплуатационная документация, прилагаемая к каждому программному пакету.
Вычислительная обработка производится по следующим этапам:
В результате проведения вычислительной обработки должен быть составлен каталог координат.
5.2 Составление графических материалов
Основными и распространенными векторно-графическими программами для составления графических материалов составленных по результатам выполнения работ по технической инвентаризации и проверки характеристик являются: AutoCAD, ArcView и ArcGIS.
Для построения графических материалов в программы импортируются точки в необходимой системе координат. Оформление графических документов осуществляется в соответствии с предъявляемыми требованиями.
6. Методика выполнения GPS-съёмки на примере системы TRIMBLE R3Система Trimble R3 представляет собой одночастотный приемник, который обеспечивает выполнение съемочных работ, сгущение сетей и привязку районов работ с субсантиметровой точностью. В системе объединен одночастотный GPS приемник R3 геодезического класса с контроллером Trimble Recon (рис.6.1).
Рис. 6.1 GPS-приемник
В системе Trimble R3 используется уже технология Maxwell, как и в двухчастотных GPS-системах. GPS-антенна: одночастотная Trimble A3 содержит “встроенную” технологию борьбы с многолучевостью, что улучшает качество измерений.
Оборудование Trimble R3 состоит из базового GPS приемника, подвижного GPS приемника, 2-х антенн, кабелей интерфейсных для передачи данных, антенных кабелей и рулетки для измерения высоты антенны
Полевое программное обеспечение представляет Trimble Digital Fieldbook. С помощью данной программы можно проводить съемки в режимах статики, быстрой статики и кинематики.
Программа позволяет сохранять данные съемки в отдельный job-файл для передачи полевых данных и постобработки в ПК.
6.1. Методы измерения
Основными методами GPS-съемки, обеспечивающими необходимый уровень точности при минимальных затратах времени для определения объекта недвижимого имущества являются быстрая статика и кинематика. Съемка в режиме быстрой статики характеризуется периодом сбора GPS данных не менее 20 минут. После съемки данные обрабатываются в программном обеспечении Trimble Geomatic Office (далее – TGO) для достижения точности сантиметрового порядка. Необходимо, чтобы приемник принимал сигналы минимум от 4 спутников.
Точность при съемке в статике и быстрой статике системы Trimble R3:
в плане: ±5 мм + 0,5 мм/км СКО;
по высоте: ±5 мм + 1,0 мм/км СКО.
Точность при кинематической съемке:
в плане: ±10 мм + 1,0 мм/км;
по высоте: ± 20 мм + 1,0 мм/км.
Приемник рассчитан на более 900 часов непрерывной записи L1 данных с интервалом 15 секунд при 6 спутниках (с объемом памяти контроллера Recon – 128 Мб).
Для съемки в режиме быстрой статики следует выполнить следующие действия:
1.в главном меню приемника базовой станции выбрать Настройка /Стили съемки/Быстрая статика/ Опции базы;
2. в поле Тип съемки выбрать FastStatic (Быстрая статика);
3. выполнить действия, описанные в п.п. 1-2 для подвижного приемника.
В процессе съемки в режиме кинематики накапливаются сырые наблюдения, а обработка данных производится позже. Период наблюдений в зависимости от количества спутников будет составлять от 5 до 30 секунд. Для перехода в этот режим следует выполнить следующие действия:
1. в главном меню приемника базовой станции выбрать Настройка /Стили съемки/Кинематика/ Опции базы;
2. в поле Тип съемки выбрать PPK (кинематика);
3. выполнить действия, описанные в п.п. 1-2 для подвижного приемника.
6.2. Съемка базовой станцией
Включает опознание геодезического пункта на местности и на планово-картографическом материале и установление на нем приёмника. Установка аппаратуры, определение высоты антенны и ввод ее значение в запоминающее устройство.
1. в меню Файл выбрать Новый проект (рис. 6.2.);
2. в меню проекта установить все атрибутивные данные;
Рис. 6.2. Окно проекта
6.1.1 Запуск съемки базовой станции:
1. в меню Съемка выбрать тип наблюдений, и затем Запуск базовой станции. Далее появиться меню Запуск Базы (рис. 6.3);
2. зайти в поле Имя точки и нажать Список. Выбрать точку из списка известных точек;
3. ввести значения в поле Высота антенны и убедиться, что поле Измерена до установлено правильно;
4. когда антенна отцентрирована и расположена вертикально над точкой, нажать Запуск 
.
Рис. 6.3. Окно запуска базы
6.2.2. Завершение съемки базовой станцией:
1. после окончания сбора данных выбрать пункт Съемка/Завершить 
(рис. 3.4.);
2. выключить контроллер;
3. отсоединить оборудование.
Рис 6.4. Окно завершения работы базы
6.3. Съемка подвижной станцией:
включает следующие действия:
6.3.1. Опознание объекта на местности. Установка аппаратуры
Включает опознание геодезического пункта на местности и на планово-картографическом материале и установление на нем приёмника. Установка аппаратуры, определение высоты антенны и ввод ее значение в запоминающее устройство.
6.3.2. Создание проекта:
1. в меню Файл выбрать Новый проект;
2. в меню проекта установить все атрибутивные данные;
6.3.4. Инициализация подвижного приемника:
для этого нужно сделать одно из следующих действий:
1. в главном меню выбрать Съемка/Измерение точек;
нажать программную кнопку Перейти 
и выбрать Измерение точек.
2. ввести значение в поля Имя точки и Код (поле Код необязательно заполнять), и в поле Тип выбрать Точка съемки;
3. ввести значение в поле Высота антенны и убедиться, что установка в поле Измерена до соответствуют действительности;
4. в меню Измерение точек выбрать Инициализация 
;
5. установить в поле Метод значение По новой точке;
6. зайти в поле Имя точки и с помощью клавиатуры ввести данные;
7. ввести значения в поле Высота антенны и убедиться, что поле Измерена до установлено правильно;
8. нажать программную кнопку Запуск , для записи данных, когда антенна будет неподвижно зафиксирована в вертикальном положении (рис. 6.5.);
Рис 6.5. Окно инициализации
9. когда приемник инициализирован, появиться следующее сообщение: Изменение инициализации. Инициализация выполнена. Отображаются результаты. Нажмите Enter, чтобы принять инициализацию.
6.3.5. Измерение точки подвижным приемником:
для этого нужно сделать одно из следующих действий:
1. в главном меню выбрать Съемка/Измерение точек;
нажать программную кнопку Перейти и выбрать Измерение точек.
2. ввести значение в поля Имя точки и Код (поле Код необязательно для заполнения), и в поле Тип выбрать Точка съемки;
3. ввести значение в поле Высота антенны и убедиться, что установка в поле Измерена до соответствуют действительности;
4. зайти в поле Имя точки и с помощью клавиатуры ввести данные;
5. ввести значения в поле Высота антенны и убедиться, что поле Измерена до установлено правильно;
6. когда антенна отцентрирована и расположена вертикально над точкой, нажать Запуск ;
7. после завершения времени съемки, нажать программную кнопку Запись 
.
6.3.6. Завершение съемки подвижным приемником:
После измерения всех необходимых точек, сделайте следующее:
2. выключить контроллер перед тем, как отсоединить оборудование.
6.3.7. Перейти на очередную точку и выполнить вышеперечисленные операции в п.п. 6.3.4-6.3.5.
В результате полевых измерений формируются проекты геоданных, которые необходимо экспортировать в специализированные программные комплексы для дальнейшей обработки. Для этого контроллер подключается к компьютеру и синхронизируется с помощь программе Microsoft ActiveSync.
Далее загружается программа TGO, в которую импортируются файлы. Следует отметить, что сначала подключается контроллер базовой станции, а затем подвижной.
В процессе импорта данных в программе TGO в окне «экспорт» выбираются соответствующие характеристики (рис.6.6).
Рис. 6.6. Окно экспорта данных
Особенностью данного ПО является замена систем координат на моделирование геоидов земной поверхности, в результате чего возникают сложности с корректным выбором соответствующей модели. Ошибки на этой стадии экспорта данных могут привести к неточному проецированию точек на земную поверхность.
Следует отметить, что выбор геоида сопровождается большим количеством атрибутивной информации о его форме проекции и размерах (рис.6.7.). Далее загружается проект с данными подвижной станции и в главном окне программы отображаются отснятые точки (рис.6.8).
В Республике Беларусь применяется рефернц-эллипсоид Крассовского.
Рис. 6.7. Окно преобразования геоида 
Рис. 6.8. Проект данных с подвижной станции
В результате функций «Обработка» и «Уравнивание» координаты точек пересчитываются относительно базовой станции, и отбрасываются точки с некорректными данными (рис. 6.9). В результате на этом этапе можно получить данные геокода объекта.
Рис. 6.9. Проект обработанных данных
Далее проект экспортируется в dwg-файл (рис.6.10).
Рис.6.10. Окно экспорта в dwg-файл
В итоге мы получаем точки геокодов в заданной системе координат.
* * Порядок действий следует уточнять по эксплуатационной документации применяемого типа приемника.
* * В случаях, если эксплуатационная документация спутниковой аппаратуры содержит конкретные указания о минимально необходимом времени наблюдении для реализации того или иного метода, при проектировании и выполнении спутниковых определений целесообразно время наблюдений уточнять в соответствии с данными эксплуатационной документации.
* * Порядок действий следует уточнять по эксплуатационной документации применяемого типа приемника.
** ** В случаях если эксплуатационная документация спутниковой аппаратуры содержит конкретные указания о минимально необходимом времени наблюдений для реализации того или иного метода, при проектировании и выполнении спутниковых определений целесообразно время наблюдений уточнять в соответствии с данными эксплуатационной документации.
* * В случаях, если эксплуатационная документация спутниковой аппаратуры содержит конкретные указания о минимально необходимом времени наблюдений для реализации того или иного метода, при проектировании и выполнении спутниковых определений целесообразно время наблюдений уточнять в соответствии с данными эксплуатационной документации.
** ** Порядок действий следует уточнять по эксплуатационной документации применяемого типа приемника.
* * Порядок действий следует уточнять по эксплуатационной документации применяемого типа приемника.
* * Порядок действий следует уточнять по эксплуатационной документации применяемого типа приемника.
Инструкция по использованию глобальных навигационных спутниковых систем при выполнении работ по технической инвентаризации и проверке характеристик недвижимого имущества
Охватывает многие районы всех континентов за исключением части Африки и Азии (Россия), а также акватории прилегающих морей и океанов. Заявленная точность местоположения
02 10 2014
9 стр.
Приказ Госстроя РФ от 15 мая 2002 г. N 79 "Об утверждении Норм времени на выполнение работ по государственному техническому учету и технической инвентаризации объектов градостроительной деятельности"
Об утверждении Норм времени на выполнение работ по государственному техническому учету и технической инвентаризации объектов градостроительной деятельности
12 09 2014
5 стр.
Методические рекомендации о порядке проведения инвентаризации муниципального имущества
О порядке проведения инвентаризации муниципального имущества
04 09 2014
1 стр.
Инструкция по безопасности труда при выполнении работ по подготовке транспортных судов и плавсредств к грузовым операциям
Настоящая инструкция распространяется на вспомогательные работы, связанные с подготовкой транспортных судов и плавсредств к грузовым операциям
11 10 2014
1 стр.
Эккспроприация и иные способы принудительного изъятия имущества у собственника
Е. М. Васьковский применительно к русскому праву и следуя легальному определению, полагал более точным определять экспроприацию как принудительное изъятие Высочайшей Властью опреде
09 10 2014
1 стр.
Инструкция по технике безопасности (ТБ) при выполнении лабораторных работ с электроприводом
Перед выполнением лабораторной работы студенты обязаны пройти вводный инструктаж по правилам безопасной работы на стенде и расписаться в журнале
11 10 2014
1 стр.
Изменение внутрижелудочного давления в асанах
Однако экспериментальных работ по изучению изменений давления, происходящих при выполнении различных асан, не проводилось. Данное предварительное сообщение описывает результаты экс
27 09 2014
1 стр.
О доходах, имуществе и обязательствах имущественного характера
Перечень объектов недвижимого имущества и транспортных средств, принадлежащих на праве собственности
