Сети базовых станций

Базовые станции ГНСС

В настоящее время все более широкое применение находят постоянно действующие базовые станции, использующие сигналы глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) – российской ГЛОНАСС и американской NAVSTAR (GPS). В отличие от полевых, эти базовые станции устанавливаются стационарно. Место для установки антенны такой базовой станции выбирается с учетом возможности максимально уверенного приема спутниковых сигналов, без препятствий, таких как: стены зданий, деревья, металлические конструкции и другие.

Базовые станции могут применяться в следующих приложениях:

Геодезия
ГИС и картография
Землеустройство
Управление строительной и сельскохозяйственной техникой
Навигация транспортных средств
Другие приложения

Базовые станции могут быть как одиночными, так и объединенными в сеть. Каждый из этих вариантов использования характеризуется кругом решаемых задач.

Одиночные базовые станции являются исходными пунктами и дают возможность контроля наблюдений, выполненных отдельными ГНСС приемниками. Например, пользователь приобрел комплект из двух ГНСС приемников, и работы выполняются в «статике». В этом случае, для уравнивания наблюдений ему придется неоднократно переставлять свои приемники, чтобы добиться получения замкнутого полигона. Здесь наличие третьего приемника в виде базовой станции может заметно сократить время выполнения работ. Также при выполнении работ в режиме кинематики «Стой/Иди» данные с одиночной базовой станции позволят совместно обработать выполненные наблюдения.

Одиночные базовые станции могут быть установлены государственными, муниципальными или частными компаниями для предоставления своим сотрудникам или зарегистрированным пользователям сторонних организаций данных в виде файлов для постобработки, а также дифференциальных поправок для определения координат в режиме реального времени.

Управление приемником осуществляется специализированным программным обеспечением, которое позволяет:

удаленно настраивать и управлять приемниками постоянно действующих базовых станций ГНСС
накапливать в компьютер данные базовой станции ГНСС в формате приемника, а также преобразовывать их в обменный формат RINEX для передачи пользователям, работающим с постобработкой данных;
передавать по сети Интернет, радио или GSM каналу поправки RTK для обеспечения сантиметровой точности определения координат «подвижным» приемником;
передавать поправки DGPS для обеспечения субметровой точности определения координат «подвижным» приемником.

В качестве приемников базовой станции могут использоваться ГНСС приемники Topcon серии GB или NET-G3. В качестве программного обеспечения для одиночной базовой станции используется программный пакет TopNET CORS с модулями TopNET-S (Сервер) и TopNET-R (Удаленное управление базовой станцией).

Приведенный ниже рисунок иллюстрирует один из вариантов структуры одиночной базовой станции.

Если одиночные базовые станции объединить в сеть и управлять ею из единого вычислительного центра, то это позволит покрыть большую территорию дифференциальными поправками или данными для постобработки, а также осуществлять оценку качества данных сети. Принимая сигнал ГНСС, каждая станция производит его обработку и отправляет информацию в вычислительный центр, где эта информация со всех станций обрабатывается совместно, в результате чего получается «сетевое» решение.

Построение сети базовых станций основывается на использовании программного обеспечения TopNET+ с модулями TopNET-S (Сервер), TopNET-R (Удаленное управление базовой станцией) и TopNET-N (Управление сетью и передачей дифференциальных поправок), TopNET-V (Формирование единого поля поправок).

В простом «сетевом» решении приемник зарегистрированного пользователя передает в вычислительный центр информацию о своем местоположении на основе навигационного решения, а сервер автоматически переключает пользователя на ближайшую к нему базовую станцию для приема RTK поправок. При этом с удалением от базовой станции точность определения координат будет ухудшаться.

При использовании технологии VRS («Виртуальная базовая станция»), приемник любого зарегистрированного пользователя передает в вычислительный центр информацию о своем местоположении на основе навигационного решения, а программа генерирует «Виртуальную базовую станцию», как бы расположенную на удалении несколько сот метров от «подвижного» приёмника, и рассчитывает дифференциальные поправки для нее. При этом приемник распознает эти поправки, как принятые от реально существующей базовой станции. Эта технология позволяет определять координаты точек с высокой точностью, и при удалении от реальной базовой станции точность ухудшаться не будет. Технология VRS дает возможность применять RTK на значительных площадях покрытия при небольшом количестве установленных базовых станций. А использование GSM или GPRS связи позволяет еще больше увеличить эффективность данной технологии. Также пользователи могут использовать данные VRS сети для постобработки, получив доступ к серверу через сеть Интернет.

Рисунок ниже иллюстрирует один из вариантов структуры сети базовых станций с сетевым RTK решением:

Среди преимуществ использования сетей базовых станций можно выделить следующие:

Сокращение транспортных расходов и фонда заработной платы, сокращение затрат на приобретение нового оборудования при комплектовании полевых бригад;
Не требуется дополнительный персонал для охраны полевых базовых станций, управление сетью с большим числом приемников может осуществляться одним человеком;
Все измерения выполняются относительно одних и тех же исходных пунктов, положение которых контролируется в режиме реального времени.

Версия для печати