Введение.
Традиционные методы геодезических измерений и графического отображения полученной информации на бумажных носителях остались в прошлом. Современное геодезическое обеспечение инженерно-строительных изысканий, проектирования и строительства различных объектов, а также инвентаризации, кадастра и оценки объектов недвижимости базируется на использовании принципиально новых геодезических приборов и технологий, геодезических информационных систем пространственных баз данных. Все полевые измерения и съёмки выполняются сейчас электронными приборами с автоматической регистрацией результатов, автоматизированы и все последующие процессы геодезического производства.
Замена традиционных средств измерений на электронные привела к появлению новых методов и технологий геодезических работ. Спутниковые радионавигационные системы (СРНС) и геодезических приемников принципиально изменило методику построения опорных геодезических сетей. Термин «GPS технологии» (или ГЛОНАСС/GPS технологии) применяется для способов определения координат с применением спутниковых радионавигационных систем– американской системы GPS и российской ГЛОНАСС. Каждая из этих СРНС при полном развертывании состоит из 24 спутников, вращающихся на орбитах с высотой около 20000 км. Спутники непрерывно передают сигналы, содержащие информацию об их положении и точном времени, а также дальномерные коды, позволяющие измерить расстояния.
Определение координат пользователя СРНС производится с помощью специальных спутниковых приемников, измеряющих либо время прохождения сигнала от нескольких спутников до приемника, либо фазу сигнала на несущей частоте. В первом случае расстояния измеряются с метровым уровнем точности, во втором случае – с миллиметровым уровнем точности. При этом реализован однонаправленный метод измерения расстояний, поскольку и GPS, и ГЛОНАСС являются беззапросными спутниковыми системами, допускающими одновременное использование их многими пользователями.
Каждый приемник может производить измерения либо независимо от других приемников, либо синхронно с другими приемниками. В первом случае, достигается точность однократного определения координат по кодам порядка 1-15 м. Такой способ идеально подходит для навигации любых перемещающихся объектов, от пешеходов до ракет. Однако более высокую точность можно получать при одновременных наблюдениях спутников несколькими приемниками по фазовым измерениям. При таком способе наблюдений один из приемников обычно располагается в пункте с известными координатами. Тогда положение остальных приемников можно определить относительно первого приемника с точностью нескольких миллиметров. При этом возможны измерения на расстояниях от нескольких метров до тысяч километров. Кроме определения местоположения границ земельного участка также необходимы кадастровый учет и государственная регистрация.
Принципиальным достоинством спутниковых методов позиционирования является возможность определения координат в любое время суток и в любой точке. Отпадает необходимость наличия прямой видимости между исходными и определяемыми пунктами. Это позволяет сократить сроки выполнения геодезических работ , снизилось влияние многих погрешностей, в том числе зависящих от исполнителя.
Виды GNSS-оборудования
Комплексы спутникового позиционирования делятся на бытовые и профессиональные варианты. Первые версии предназначены для применения обычными пользователями для решения повседневных задач. Профессиональная аппаратура сложнее, эффективнее, задействуется в военной отрасли, геодезии, картографии.
South Galaxy G1 Plus
Популярные системы приведены в таблице.
| Наименование | Краткое описание |
| Javad GNSS | Торговая марка является официальным дистрибьютором американского бренда. Javad –это высокоточное геодезическое оборудование и аксессуары. |
| EFT | Моноблочный GNSS-приемник, разработанный с внедрением технологий, обеспечивающих бесперебойную работу и точность в самых суровых климатических условиях. Направленность трекера ЕФТ – геодезия. |
| Prince | ГНСС-приемник с поддержкой всех значимых систем сателлитной навигации. Прибор имеет выход на 4 G и УКВ, электронный уровень. |
| Sokkia | Большинство модификаций этой серии представляют собой моноблок, объединяющий приемник и высокоточную антенну. Трекер оснащен информативной панелью, голосовым и индикаторным оповещением. |
| South Galaxy | Новая, компактная разновидность GNSS-приемников с уникальным дизайном. Особенности: многофункциональность, расширенные возможности, облегчающие труд геодезиста. |
| Spectra | Трекер с платой собственной разработки Precision, поддерживающий 240 каналов. Преимущества: цена, продуманные настройки, выдерживающие самые суровые условия эксплуатации. |
| Stonex | В линейке ГНСС-приборов «Стонекс» – оборудование для любых профильных задач и финансовых возможностей. Не составит проблем подобрать модель для кадастровых измерений и геодезических изысканий. |
| Triumph | Двухантенный ровер, который позиционируется производителем как профессиональная модель. Выдерживает тяжелые нагрузки, выдает точные данные, работает со всеми спутниковыми системами. |
| «Лейка» | В этой серии с русским меню самым популярным стал приемник RTK. Он выдает максимально точный итоговый результат онлайн. |
| R10 | Модель R10 GNSS оснащена новым процессором Trimble. В комплексе с электронным уровнем измерительные процессы ускоряются, возможности прибора увеличиваются. Интерфейс с русификацией настроек. |
Приемник
EFT и другие системы GNSS включают в комплекс принимающее устройство. Оно получает импульсы от орбитальных спутников, анализирует их, определяет расположение объекта. Приборы подразделяются на мультисистемы, роверы GPS, ГЛОНАСС, M4 и другие. Принцип работы и конструкция у большинства трекеров схожи, не считая комплектации, дополнительных функций.
К примеру, приемник Trimble R8 GNSS способен выдавать точные сведения при нечетких сигналах. Подобными характеристиками также обладает GPS Leica.
PrinCe i50
Контроллер
КПК служат для визуализации действий ГНСС-приемников в режиме RTK. Контроллер также необходим при настройке сопряжения между компонентами комплекса. КПК отличаются по двум критериям:
- Программное обеспечение. Лучшим полевым ПО считается Windows (Carlson, Field). На втором месте – «Андроид».
- Формирующие факторы. К ним относятся общий функционал, размер монитора, блок управления, объем памяти, емкость аккумулятора.
Спутниковая антенна
Современные антенны для станций ГНСС отслеживают орбиты с углом отклонения 3°, при этом точность центра фазы не превышает 2 мм, что минимизирует погрешности в измерениях. Дубляж любого типа принимающих элементов – до 1 мм.
Радиомодем
Этот компонент нужен, чтобы правильно настраивать наземную систему. Прибор представляет собой высокоточное устройство, отвечающее за создание надежного беспроводного канала связи. Он служит для трансляции данных съемок в режиме реального времени. В радиомодем входят ровер и база ГНСС. Монтируют аппарат на штативе, подсоединяют посредством кабеля, сопрягают с наружной антенной.
Примером данного устройства является приемник Прин ГНСС.
Каналы передачи данных
Существует насколько каналов по которым база может передавать поправки роверу:
GSM
Поправки передаются через мобильную связь. Для этого в базе и в ровере должны быть вставлены SIM-карточки мобильных операторов с услугой «CSD» (услуга факсимильной передачи данных). На момент января 2018 г. для оператора МТС эта услуга стоит 1мин=2руб, кроме того теперь для МТС эта услуга называется «пакетная передача данных» и она выдается только юридическим лицам. Для работы канала нужно мобильное покрытие территории и денюжка на карточках.
iRTK
Поправки передаются через мобильную сеть с выходом в интернет. Условия для работы как и для GSM канала, но нужны уже просто любые SIM-карты с доступом в интернет и сервер для поддержки и обработки данных.
В среднем база потребляет 1,5мБ в час трафика, т.е при ежедневной работе по 8 часов за 30 дней понадобиться 360мб., при работе по 6 часов за 20 дней — 180мб
NTRIP Работа от базовой станции (БС)
В этом методе в качестве базы используются «базовые станции» сторонних организаций, установленные обычно в городах и «вещающие» свои координаты в эфир. Услуги платные и для работы понадобятся данные доступа к БС. При таком методе для работы вам понадобится только один ровер с контроллером. Очень удобно. Приехали на место, достали GPS, подключились к базовой станции и можно снимать. Рекомендуемое удаление от БС – до 50км, хотя по факту нормально работали и на удалении 70-90км (точность падала до 2см). При этом базовые станции позволяют работать от них как в режиме RTK (NTRIP), так и в режиме «Статика» с последующей обработкой данных.
Радиомодем
Канал данных, при котором поправки передаются по радио. Бывают встроенные модемы, которые встроены в GPS (мощность до 2-6Вт) и обеспечивают связь на удалении до 1-2х километров от базы. Бывают также модемы внешние (мощностью около 20-35-60Вт), которые подключаются к GPS и обеспечат покрытие до 20-25км. Покрытие сильно зависит от типа местности, наличия строений, леса и т.д. Надо сказать, что например в Москве и Питере работать по радио на территории города запрещено. Все там работают от базовых станций через мобильную сеть. Также могут быть проблемы при работе на территории аэропортов и военных объектов. Предварительно уточняйте можно ли работать на объекте в радиорежиме. В малонаселенных районах – этот канал передачи поправок основной.
Состав и структура навигационных сообщений спутников системы GPS
Структурное деление навигационной информации спутников системы GPS осуществляется на суперкадры, кадры, подкадры и слова. Суперкадр образуется из 25 кадров и занимает 750 с (12,5 мин). Один кадр передаётся в течение 30 с и имеет размер 1500 бит. Кадр разделён на 5 подкадров по 300 бит и передаётся в течение интервала 6 с. Начало каждого подкадра обозначает метку времени, соответствующую началу/окончанию очередного 6-с интервала системного времени GPS. Подкадр состоит из 10 30-бит слов. В каждом слове 6 младших разрядов являются проверочными битами.
В 1-, 2- и 3-м подкадрах передаются данные о параметрах коррекции часов и данные эфемерид КА, с которым установлена связь. Содержание и структура этих подкадров остаются неизменными на всех страницах суперкадра. В 4- и 5-м подкадрах содержится информация о конфигурации и состоянии всех КА системы, альманахи КА, специальные сообщения, параметры, описывающие связь времени GPS с UTC, и прочее.
ГНСС АРХИТЕКТУРА
«Будущее уже не то, чем было раньше». – Йоги Берра, бывший игрок и менеджер Высшей Бейсбольной Лиги.
Мистер Берра прав. Внедрение спутниковых систем ГНСС действительно изменило ситуацию.
Системы ГНСС состоят из трех основных компонентов или «сегментов»: космического сегмента, сегмента управления и пользовательского сегмента. Это показано на рис. 2.
Рис. 2
Космический сегмент
Космический сегмент состоит из спутников ГНСС, находящихся на орбите около 20 000 км над землей. Каждая ГНСС имеет собственное «созвездие» спутников, расположенных на орбитах, чтобы обеспечить желаемое покрытие, как показано на рис. 3.
Рис. 3
Каждый спутник в ГНСС созвездии передает сигнал, который идентифицирует его и предоставляет время, орбиту и статус.
В качестве иллюстрации рассмотрим следующее. Вы в центре города и звоните другу. Но Вашего друга нет дома, и поэтому Вы оставляете сообщение:
Это Лори . Время 13:35. . Я нахожусь на северо-западном углу 1-й авеню и 2-й улицы и направляюсь к Вам . Я в порядке, но немного хочу пить .
Ваш друг возвращается через пару минут, слушает Ваше сообщение и «обрабатывает» его, затем перезванивает Вам и предлагает встретиться в другом месте. По сути, Ваш друг произвел Вам «коррекцию орбиты».
Сегмент управления и контроля
Сегмент управления включает в себя наземную сеть главных станций управления, станций загрузки данных и станций мониторинга; в случае GPS, две главные станции управления (одна основная и одна резервная), четыре станции загрузки данных и 16 станций мониторинга, расположенных по всему миру.
В каждой системе ГНСС главная станция управления регулирует параметры орбиты спутников и бортовые высокоточные часы, когда это необходимо, для поддержания точности измерений.
Станции мониторинга, обычно устанавливаемые в обширной географической зоне, отслеживают сигналы и состояние спутников и передают эту информацию на главную станцию управления. Главная станция управления анализирует сигналы, затем передает на спутники поправки для орбиты и времени через станции загрузки данных.
Пользовательский сегмент
Пользовательский сегмент состоит из оборудования, которое обрабатывает полученные сигналы от спутников ГНСС и использует их для получения и применения информации о местоположении и времени. Оборудование варьируется от смартфонов и портативных приемников, используемых туристами, до сложных специализированных приемников, используемых для высокоточных измерений и картографических работ.
НКУ
Управление ОГ GPS осуществляет 2-я оперативная космическая эскадрилья Космического командования ВВС США, расположенная на базе ВВС Шривер (штат Колорадо, США), под оперативным командованием Стратегического командования США (USSTRATCOM) со штаб-квартирой на базе ВВС Оффут (штат Небраска, США). Оперативное командование осуществляется непосредственно Командующим космическими войсками объединённого командования на базе ВВС Ванденберг (штат Калифорния, США).
В настоящее время управление ОГ GPS осуществляет 2-е поколение НКУ, обозначаемое Operational Control Segment (OCS) GPS и включающее в себя:
- главный центр управления (Master Control Station – MCS) на базе ВВС Шривер;
- резервный центр управления (Alternate Master Control Station – AMCS) на базе ВВС Ванденберг;
- глобальную сеть из четырех командно-измерительных и закладочных станций;
- 7 станций сети управления КА ВВС США (Air Force Satellite Control Network – AFSCN), привлекаемых дополнительно для обеспечения точности, гибкости и надежности управления НКА;
- глобальную сеть из 16 станций мониторинга, объединяющую шесть станций мониторинга НКУ GPS, принадлежащих ВВС США, и 10 станций мониторинга Национального агентства геопространственной разведки (National Geospatial Intelligence Agency – NGA).
главный центр управления системой GPS (база ВВС Шривер)
резервный центр управления системой GPS (база ВВС Ванденберг)
станции мониторинга NGA
командно-измерительные и закладочные станции
станции мониторинга GPS ВВС США
станции сети управления КА ВВС США
НКУ GPS реализует беззапросную технологию ЭВО, а глобальная сеть командно-измерительных станций позволяет производить закладку информации на борт с периодичностью 4…6 ч.
В результате, в настоящее время погрешность ЭВИ составляет 0,8 м (СКП), при этом НКА GPS IIF предоставляют услуги навигационно-временного с погрешностью ЭВИ 0,39 м (СКП).
Новый НКУ создается в 4 этапа. Промежуточный этап предполагает модернизацию существующего НКУ OCS в рамках плана развития архитектуры (Architecture Evolution Plan – AEP).
НКУ OCX позволит повысить оперативность управления НКА с одного сеанса приема телеметрической информации продолжительностью 45…90 мин до непрерывного, в том числе через сеть управления КА ВВС США (AFSCN), непрерывно передающую данные на главный центр управления по криптозащищенному каналу в S-диапазоне в формате SGLS/USB.
Программное обеспечение ЭВО НКА в OCX будет основано на разработках Лаборатории реактивного движения NASA (Jet Propulsion Laboratory – JPL), используемых в системе дифференциальной коррекции GDGPS NASA, разработанной для обеспечения растущих потребностей в НВО в реальном времени. Наземная сеть GDGPS включает более 100 пунктов Агентства NASA и неправительственных организаций, оборудованных многочастотной НАП. Данные GDGPS будут использоваться ВВС США также для мониторинга всех сигналов GPS, поскольку в контуре управления системой в настоящее время мониторинг гражданских сигналов не осуществляется.
Сетевая радионавигационная спутниковая система GPS
Американская система GPS по своим функциональным возможностям аналогична отечественной системе Глонасс. Её основное назначение — высокоточное определение координат потребителя, составляющих вектора скорости, и привязка к системной шкале времени. Аналогично отечественной, система GPS разработана для Министерства Обороны США и находится под его управлением. Согласно интерфейсному контрольному документу, основными разработчиками системы являются:
- по космическому сегменту — Rockwell International Space Division, Martin Marietta Astro Space Division;
- по сегменту управления — IBM, Federal System Company;
- по сегменту потребителей — Rockwell International, Collins Avio-nics & Communication Division .
Как и система Глонасс, GPS состоит из космического сегмента, наземного командно-измерительного комплекса и сегмента потребителей.
Как было сказано выше, орбитальная группировка GPS состоит из 28 навигационных космических аппаратов. Все они находятся на круговых орбитах с периодом обращения вокруг Земли, равным 12 часам. Высота орбиты каждого спутника равна ~ 20000 км. НКА системы GPS проходили ряд усовершенствований, которые сказывались на их характеристиках в целом. В табл. 1 приведены краткие характеристики космических аппаратов, используемых в системе.
Таблица 1. Характеристики космических аппаратов, используемых в системе GPS
| Тип НКА | Масса на орбите | Мощность энергоисточников, Вт | Расчётный срок активного существования | Год запуска первого НКА |
| Блок-I | 525 | 440 | — | 1978 |
| Блок-II | 844 | 710 | 5 | 1989 |
| Блок-IIR | 1094 | 1250 | 7,5 | 1997 |
| Блок-IIF | — | — | 14–15 | 2001–2002 |
Таблица 2. Сравнительные характеристики систем ГЛОНАСС и GPS
| Показатель | ГЛОНАСС | GPS |
| Число КА в полной орбитальной группировке | 24 | 24 |
| Число орбитальных плоскостей | 3 | 6 |
| Число КА в каждой плоскости | 8 | 4 |
| Наклонение орбиты | 64,8º | 55º |
| Высота орбиты, км | 19 130 | 20 180 |
| Период обращения спутника | 11 ч. 15 мин. 44 с | 11 ч. 58 мин. 00 с |
| Система координат | ПЗ-90 | WGS-84 |
| Масса навигационного КА, кг | 1450 | 1055 |
| Мощность солнечных батарей, Вт | 1250 | 450 |
| Срок активного существования, лет | 3 | 7,5 |
| Средства вывода КА на орбиту | «Протон-К/ДМ» | Delta 2 |
| Число КА, выводимых за один запуск | 3 | 1 |
| Космодром | Байконур (Казахстан) | Мыс Канаверел (Cape Canaveral) |
| Эталонное время | UTC (SU) | UTC (NO) |
| Метод доступа | FDMA | CDMA |
| Несущая частота:L1L2 | 1598,0625—1604,257/9 L1 | 1575,4260/77 L1 |
| Поляризация | Правосторонняя | Правосторонняя |
| Тип псевдошумовой последовательности | m-последовательность | код Голда |
| Число элементов кода:C/AP | 51151 1000 | 10232,35×1014 |
| Скорость кодирования, Мбит/с:C/AP | 0,5115,11 | 1,02310,23 |
| Уровень внутрисистемных радиопомех, дБ | -48 | -21,6 |
| Структура навигационного сообщения | ||
| Скорость передачи, бит/с | 50 | 50 |
| Вид модуляции | BPSK (Манчестер) | BPSK NRZ |
| Длина суперкадра, мин. | 2,5 (5 кадров) | 12,5 (25 кадров) |
| Длина кадра, с | 30 (15 строк) | 30 (5 строк) |
| Длина строки, с | 2 | 6 |
При проектировании системы в целом и НКА в частности, большое внимание уделяется вопросам автономного функционирования. Так, космические аппараты первого поколения (Блок-I) обеспечивали нормальную работу системы (имеется в виду, без существенных ошибок определения координат) без вмешательства сегмента управления в течение 3–4 дней
В аппаратах Блок-II этот срок был увеличен до 14 дней. В новой модификации НКА Блок-IIR позволяет автономно работать в течение 180 дней без корректировки параметров орбиты с земли, пользуясь лишь автономным комплексом взаимной син-хронизации спутников. Аппараты Блок-IIF предполагается использовать взамен отработавших Блок-IIR.
Услуги системы GPS
Система GPS предоставляет два вида услуг:
- услугу стандартного позиционирования (Standard Positioning Service – SPS) , доступную для всех потребителей;
- услугу точного позиционирования (Precise Positioning Service – PPS) , доступную для санкционированных потребителей.
Каждый КА излучает навигационные сигналы на нескольких несущих частотах. Квадратурные составляющие сигналов, передаваемых на каждой из несущих частот,
подвергаются фазовой манипуляции различными дальномерными ПСП. Структура некоторых из этих ПСП опубликована, соответственно данный сигнал может приниматься
всеми потребителями. Структура другой части ПСП закрыта, поэтому данный сигнал доступен для приёма только санкционированным потребителям, которым структура ПСП известна.
Услуга стандартного позиционирования SPS и временной синхронизации доступна для всех категорий потребителей безвозмездно и глобально и реализуется посредством излучения всеми КА GPS навигационных радиосигналов, модулированных дальномерным кодом C/A (Coarse/Acquisition – грубый приём).
Код C/A представляет собой ПСП Голда длительностью 1 023 символа с тактовой частотой 1,023 МГц. Таким образом, ПСП C/A-кода имеет период повторения T = 1 мс, что соответствует интервалу однозначного измерения псевдодальности около 300 км.
Программа развития GPS предусматривает предоставление гражданским потребителям услуги SPS с помощью L2C, L5 и L1C.
Услуга точного позиционирования PPS реализуется посредством излучения всеми КА ОГ GPS навигационных радиосигналов в диапазонах L1 и L2, модулированных дальномерным P(Y)-кодом.
Услуга PPS предназначена для использования исключительно вооружёнными силами США, федеральными агентствами США и вооружёнными силами некоторых союзников.
Основные принципы работы GPS-технологий в геодезии
GPS-технологии в геодезии основаны на принципе трехмерной геодезической триангуляции, которая позволяет определять точные координаты точек на поверхности Земли.
Основу GPS составляют 24 спутника, находящихся на геостационарной орбите вокруг Земли. Каждый спутник передает сигналы, содержащие информацию о его точном положении и времени передачи сигнала. Спутники также синхронизированы между собой для точного измерения времени.
Пользователь GPS-технологий в геодезии получает сигналы от нескольких спутников одновременно и на основе времени приема сигналов определяет расстояние от приемника до каждого спутника.
Определение координат происходит по принципу геодезической триангуляции. Путем измерения расстояний от приемника до спутников и зная их точные координаты, происходит расчет местоположения приемника на поверхности Земли.
Точность GPS-исчислений впечатляющая — при нормальных условиях точность может составлять всего несколько миллиметров. Однако, приемник должен находиться в открытом пространстве для надлежащей работы.
GPS-технологии в геодезии имеют широкий спектр приложений, начиная от создания точных карт и планов до определения границ земельных участков и проектирования дорог.
Таким образом, использование GPS-технологий в геодезии является важным аспектом для создания точных измерений и картографических данных и значительно упрощает работу геодезистов и инженеров.
Что такое GPS приёмник в геодезии?
Современный GPS-приёмник способен принимать сигналы не только GPS-спутников, но и ГЛОНАСС или её аналогов. Чем больше спутников видит приёмник, тем выше его точность.
Как работает GPS?
GPS-приёмник является очень сложным устройством, и если рассматривать принцип его работы, то можно выделить основные пункты:
- GPS-приёмник принимает сигналы от всех доступных спутников (более 20 на орбите);
- GPS-приёмник оснащён системой обработки сигналов, получая и расшифровывая точные данные времени и положения спутника, и рассчитывая расположение в пространстве;
- Имеет блок устройств, которые отображают координаты, передают их или управляют подключенными исполнительными механизмами.
Как в геодезии применяется GPS оборудование?
С помощью GNSS-приёмников проводятся топографические съёмки, создаются или реконструируются опорные и съёмочные сети, выносятся в натуру различные объекты и границы участков, производится межевание, определяются кадастровые координаты и пр.
GNSS-приёмники обеспечивают максимальную точность координат, которую невозможно достичь другими методами, устраняют зависимость проведения геодезических работ от погодных условий, видимости, растительности и расположения различных посторонних объектов, обеспечивают мобильность и высокую скорость выполнения всех процессов.
Какие спутниковые системы существуют?
● Американская система GPS
GPS (англ. Global Positioning System — система глобального позиционирования, читается Джи Пи Эс, также ГПС (глобальная позиционирующая система)) — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположение во всемирной системе координат WGS 84. Позволяет почти при любой погоде определять местоположение в любом месте Земли (исключая приполярные области) и околоземного космического пространства. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США, при этом в настоящее время доступна для использования в гражданских целях — нужен только навигатор или другой аппарат (например, смартфон) с GPS-приёмником.
Какие есть аналоги данной системы?
● Российская Система — ГЛОНАСС
ГЛОНАСС расшифровывается как Глобальная Навигационная Спутниковая Система. ГЛОНАСС начала своё существование в 1976 году, и активно развивалась на протяжении многих лет. В 2012 году поддержка и развитие системы ГЛОНАСС вышла на более высокий уровень, благодаря постановлению правительства. Как итог, на данный момент функционирует около 30 спутников системы, и ГЛОНАСС используется не только в геодезии, но и в спасательных операциях, картографии, космической навигации, сельском хозяйстве, военной отрасли, авиации, транспортной и прочей навигациях.
● Китайская Система — BeiDou
Идея создания БэйДоу появилась в 1983 году. До 2004 года проводились испытания на региональном уровне, а в 2009 году начался третий, глобальный этап развития системы BeiDou. Орбитальная группировка БэйДоу смешанная, и состоит из более чем 30 космических аппаратов, расположенных на трёх орбитах. Как и ГЛОНАСС, используется для обеспечения информации и координат в различных сферах.
● Европейская — Galileo
Европейская спутниковая система Galileo совсем недавно запустила новые космические аппараты. Два спутника Galileo были запущены на орбиту 5 декабря 2021 года, теперь суммарно насчитывается 28 навигационных спутников Галилео. От GPS системы Galileo отличается более высокой орбитой, что обеспечивает точность до 1 м на широте Полярного круга. Проект Galileo является совместной работой Евросоюза, Украины, России, Китая, Израиля, Южной Кореи и др. стран.
Особенности использования спутниковых геодезических измерений
Одной из особенностей использования спутниковых геодезических измерений является возможность получения данных в режиме реального времени. Спутники систем ГЛОНАСС и GPS предоставляют сигналы, которые позволяют непосредственно на месте выполнять измерения и получать результаты в режиме онлайн. Это упрощает и ускоряет процесс работы, особенно при выполнении крупных кадастровых проектов.
Еще одной особенностью спутниковых геодезических измерений является возможность определения точных координат и высот даже в удаленных и труднодоступных районах. Спутники покрывают всю поверхность Земли, поэтому не существует мест, куда нельзя было бы доставить сигнал. Это позволяет проводить спутниковые измерения в горных районах, на островах, в лесистых местностях и других труднодоступных местах.
| Преимущества спутниковых геодезических измерений: |
|---|
| Высокая точность измерений |
| Возможность работы в режиме реального времени |
| Применимость в удаленных и труднодоступных районах |
| Возможность создания глобальных систем координат |
| Широкий спектр применения в кадастровых работах |
Таким образом, использование спутниковых геодезических измерений в кадастровых работах имеет множество преимуществ, которые позволяют получать высокую точность и надежность результатов. Этот метод позволяет сэкономить время и силы, выполнить работы в труднодоступных районах и получить данные в режиме реального времени, что делает его незаменимым инструментом для геодезистов и кадастровых инженеров.
Виды GPS-Оборудования
- Навигатор туристический. Это все, что встроено в телефоны, навигаторы Garmin и прочие туристические приблуды. Реальная точность таких приборов 5-30 метров. Подходят для поиска дороги, пунктов и т.д. Топографическую съемку такими приборами делать нельзя, но можно использовать для сбора ГИС-данных, где точность 5-30 м допустима.
- Одночастотные (L1) GPS – это приборы, которые работают только по первой базовой частоте. С них начиналась эра GPS-приемников. По факту – работают медленнее, чем другие приборы. Подходят только для измерений по созданию геодезической основы. Работают ими методом «статика». В изысканиях могут использоваться, чтобы привязать наши заложенные репера к пунктам геодезической основы.
- Двухчастотные (L1+L2) – более совершенные приборы. Используются для того же, что и приборы на L1, но работают быстрее и более точнее.
- Двухчастотные с поддержкой RTK – на сегодняшний день одни из самых современных приборов. Позволяют проводить топографическую съемку местности.
Режимы работы спутниковых систем
Различают три основных режима работы спутниковых систем: статика, кинематика с постобработкой и кинематика в реальном времени (RTK).
Режим статики является наиболее точным методом съёмки и применяется для создания и сгущения сетей, задач геодинамики и других видов высокоточных измерений; статика характеризуется продолжительными сеансами спутниковых наблюдений.
Режим кинематики с постобработкой позволяет выполнять топографическую съёмку, например, для целей кадастра и землеустройства. Применение данного режима крайне эффективно для выполнения этих видов работ вследствие коротких сеансов наблюдений по сравнению со статическими наблюдениями. Для реализации метода кинематики с постобработкой требуется полевой контроллер.