GNSS оборудование

GNSS и GPS приемники для геодезии

Не прошло еще и века с начала эры освоения космоса, а мы уже вполне привыкли к таким вещам, как охватившие всю Землю спутниковые системы наблюдения за погодой, системы связи и навигации. За очень короткий срок космос стал неотъемлемой частью нашей жизни, невозможно представить сегодняшний мир без космических аппаратов, которые стали нам верными помощниками в работе и познании окружающего мира. И дальнейшее развитие земной цивилизации не может обойтись без освоения всего околоземного пространства.

Навигация - определение координат точки на местности - одна из важнейших задач, которую позволяют решать достижения космических технологий.

Страны, обладающие определенным уровнем научно-технического развития в сфере освоения космоса, создали (создают) свои навигационные системы: ГЛОНАСС - СССР (Россия), GPS - США, Galileo - Европа, Compass - Китай. На сегодняшний день полностью рабочими, т. е. имеющими минимально необходимое количество спутников на орбите, являются две системы: Глобальная Навигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС), созданная в СССР, а далее в России, и Navigation System with Timing and Ranging - NAVSTAR, созданная в США.

Позиционирование означает не только определение местоположения - координат объекта, но и определение вектора скорости его движения. Иначе говоря, определяют направление и скорость движения объекта.

Геодезические RTK системы

Первая глобальная система позиционирования была создана Министерством обороны США для нужд военных, но со временем доступ был открыт и гражданским пользователям. Это послужило толчком для создания GPS приемников, в том числе и геодезических. Мировые производители геодезического оборудования начали выпускать приемники для нужд геодезистов (одним из первых был геодезический GPS приемник Trimble).

Система глобального позиционирования состоит из определенного числа спутников и наземных станций управления и контроля. На главной станции управления и на каждом спутнике установлены точные цезиевые и водородные стандарты частоты и времени. Все колебания и сигналы спутника получают путем умножения и деления частоты опорного генератора.

Каждый спутник излучает несущие колебания: L1, L2 (усовершенствованные сигналы L2C и L5 у GPS). Несущие колебания модулируются кодовыми сигналами: C/A - кодом и P - кодом. У ГЛОНАСС несущие колебания модулируются обоими кодовыми сигналами, у GPS (NAVSTAR) P - кодом модулируются и L1, L2, а C/A - кодом, только колебания первой несущей частоты.

До недавнего времени, геодезические приемники были только односистемными и одночастотными (GPS L1), точность измерений была низкая, геодезические приемники должны были по долгу находиться на измеряемом пункте. С появлением второй частоты L2, точность значительно выросла, а время проведении геодезических измерений значительно уменьшилось.

После введения в строй системы ГЛОНАСС появилась возможность использовать двухсистемное спутниковое оборудование, функционал которого значительно выше. Геодезический GPS приемник становился совершеннее (GPS L1+L2) и далее преобразовался в GNSS (GPS/ГЛОНАСС L1, GPS/ГЛОНАСС L1+L2), а геодезисты получили возможность производить измерения новыми методами (RTK - измерения в реальном времени), что вывело спутниковое геодезическое оборудование на качественно новый уровень.

На точность определения координат геодезического приемника оказывают влияние много различных факторов: эффект ионосферы, изменение орбиты спутника, ошибка часов спутника, влияние отражения сигналов, эффект тропосферы, погрешности вычисления и округления. Производители геодезического оборудования (Leica, Trimble, Topcon и т. д.) постоянно совершенствуют геодезические приемники, встроенные мощные процессоры пересчитывают результаты измерений, внося корректировки на возможные ошибки.

В процессе развития геодезических приемников совершенствовались и способы измерений. На данный момент можно выделить несколько основных методов геодезических спутниковых измерении: абсолютные, относительные, статические, кинематические.