Как работает rtk gps

Применение технологии RTK в точном земледелии позволяет производить обработку полей с максимальной точностью в 2-5 см, что особенно важно при выращивании пропашных культур. Кроме этого, технология RTK сохраняет указанную точность из года в год, что позволяет сельскохозяйственной технике чётко соблюдать траекторию, записанную во время посева, при последующей обработке и уборке урожая. Применение RTK позволяет экономить топливо, средства защиты растений, удобрения, обеспечить максимальную сохранность урожая и минимизировать воздействие человеческого фактора на всех этапах работ.

Стоимость установки базовой станции RTK сравнима со стоимостью оформления подписки на дифференциальный сервис OmniSTAR в течение трёх лет для трёх тракторов, оснащённых автопилотами. Таким образом, если в хозяйстве работает два и более автопилота, то установка базовой станции будет экономически эффективна за счёт достаточно быстрой самоокупаемости, более высокой точности и отсутствия зависимости от сроков оформления и подключения платных сервисов OmniSTAR.

RTK технология повышения точности систем глобального позиционирования GPS и ГЛОНАСС в точном земледелии основана на размещении в центральной части хозяйства базовой станции, генерирующей поправку, и передающего устройства в виде радиомодема или GSM (GPRS) модема. Заявленная точность соблюдается в радиусе 40 км от места установки базовой станции, при большей удалённости эффективность поправок будет постепенно снижаться.

Основным преимуществом режима является возможность точной обработки сигнала в реальном времени. Существует несколько видов использования навигационных поправок: постпроцессинг, DGPS, и, собственно, RTK. Различаются они точностью полученных измерений, и временем, затраченным на их получение.


Эффективным средством топографо-геодезического производства зарекомендовала себя методология определения пространственных координат посредством спутниковых геодезических измерений, проводимых в режиме реального времени. Точность измерений определяется типом применяемого оборудования и методикой проведения, варьируясь в интервале от нескольких метров (получение данных для ГИС-проектов) до сантиметров (для разбивочных работ и исполнительных съемок высокой точности).

Передача корректирующих данных в режиме реального времени (технология RTK) от базового приемника подвижному осуществляется посредством технологии DGPS ретрансляторами со спутников уточняющих дифференциальных подсистем (EGNOS, WAAS, MSAS и др.) либо радиомодемами с УКВ-диапазоном.

Распространение в геодезии технологии RTK обуславливается, в первую очередь, развитием средств мобильной связи с постоянным расширением территории покрытия. Такие средства обладают небольшими габаритами и весом, гибкими тарифами связи, не требуют специального разрешения на использование радиочастот, поддерживаются производителями геодезического спутникового оборудования.

Выход спутниковых геодезических измерений в режиме реального времени на новый уровень осуществляется благодаря развитию сетей действующих базовых станций и применению ряда сетевых решений по предоставлению разнообразных дифференциальных сервисов (VRS-сети, децентрализованные NTRIP серверы).

Преимущества технологии RTK

Отсутствие сомнений в преимуществах технологии RTK обуславливается многолетним опытом подтверждения заявленных производителями качеств. Однако существуют вопросы относительно точности определения пространственных координат и ряда технологических моментов. Это вызывает многочисленные дискуссии и создает ложные предпосылки в выборе методики осуществления геодезических работ. Основными позициями касательно данного вопроса являются:
• влияние качества исходных координат пунктов государственных и ведомственных опорных геодезических сетей;
• существование многочисленных региональных (местных) плоских прямоугольных СК (систем координат) при том, что сведения о параметрах их задания отсутствуют;
• эффективность применения мультисистемных спутниковых приемников ГНСС (глобальных навигационных спутниковых систем) GPS и ГЛОНАСС;
• специфика работы в трудных условиях (покрытая густой растительностью или застроенная территория);
• строгое соблюдение при проведении измерений требований методических рекомендаций и нормативных документов.

Ограничение применения технологии RTK

Кроме преимуществ технологии RTK, использующие сотовые каналы связи обладают и специфическими недостатками и ограничениями, такими как:

1. Неравномерное покрытие или отсутствие сотовой связи на ряде обширных территорий.
2. Требование наличия специализированной услуги по пакетной передаче данных (при применении голосовых каналов связи) или доступа в Интернет (GPRS).

Эти причины обуславливают зависимое положение проводимых работ от стабильности и качества услуг сотовой связи, особенностей настроек у местных операторов.


Значительное улучшение точности, надежности и оперативности измерений пространственных координат прогнозируется с появлением новых приемников ГНСС, которые смогут работать не только с GPS системой, но и с ГЛОНАСС, а в более отдаленной перспективе и с другими системами — COMPASS (Китай), Galileo (Евросоюз) и тому подобными. Ожидается, что при пополнении и финальном введении в строй системы ГЛОНАСС новые приемники ГНСС будут обладать возможностью одновременного отслеживания порядка 20 спутников различных систем, что обеспечит достаточную избыточность для проведения высокоточных оперативных наблюдений.

Исследование возможностей применения технологии GSM RTK

Использование режима RTK предоставляет некоторые преимущества в сравнении со стандартной технологией, такие как высокая производительность и возможность непосредственного контроля получаемых данных в поле, что позволяет в ряде случаев избежать применения постобработки. Однако при использовании оборудования GPS в режиме RTK расстояние от базовой станции, как правило, имеет ограничение в 15-20 км.

Оборудование и условия проведения

Результатом исследования явилось определение точности измерения пространственных координат стендовых контрольных точек. В качестве стенда использовался прямоугольный столик с одним отверстием в центре и четырьмя угловыми для обеспечения принудительного центрирования спутниковых антенн и отражателя. Контрольной точкой являлся геометрический центр каждого отверстия.

Координаты контрольных точек определялись в локальной СК, а затем при постобработке проводилась их редукция на поверхность относимости стенда (плоскость, совпадающую с плоскостью стенда). Минимизация ошибок, связанных с учетом высоты отражателя и антенны, осуществлялась благодаря установочным приспособлениям для принудительного центрирования, обеспечивающим постоянство элементов редукции на поверхность относимости.

В комплект оборудования для исследований входили:
• тахеометр Nikon NPR332 с отражателем (типа минипризма);
• приемник Trimble R7GNSS — подвижный комплект;
• приемник Trimble R8GNSS — подвижный комплект, оснащенный GSM модемом;
• приемник Trimble R7GNSS с GSM модемом EFT, устанавливаемый на базовой станции;
• контроллер Trimble TSC2, представляющий собой комплект установочных приспособлений, предназначенный для принудительного центрирования отражателя и антенны спутникового приемника;
• прямоугольный столик (стенд) с контрольными точками.

Результаты


Такие результаты демонстрируют, что отклонения абсолютных координат почти не зависят от удаленности базового приемника.

Сравнением длин диагоналей на разных станциях была получена оценка различными методами относительной точности измерения пространственных координат.

Проведенное одновременное наблюдение порядка 12-15 спутников ГЛОНАСС и GPS, наличие стабильности GSM-связи на протяжении всех этапов измерений и благоприятные условия дали возможность определить среднюю квадратическую погрешность нахождения абсолютных пространственных координат посредством приемников ГНСС в режиме GSM RTK на различном удалении от базового приемника (в пределах 1 — 3 см), при сохранении времени инициализации, не превышающего одной минуты. Аналогичный результат достигался и на других удалениях от базовой станции (в 20 км, в 50-60 км и даже на 100 км).

Выводы

Понятно, что рано делать окончательные выводы, исходя только из представленного объема исследований, но полученные результаты тестовых измерений определенно указывают на широчайшие перспективные возможности применения технологии GSM RTK при проведении измерений с помощью оборудования ГНСС в различных направлениях геодезического обеспечения. Также данные результаты могут внести значительные коррективы в разработку стратегии построения сетей действующих базовых станций.

RTK GNSS приёмник позволяет производить геодезические измерения в режиме реального времени.

Суть RTK GNSS метода заключается в приёме спутникового сигнала одновременно подвижным ровером в определяемой точке и базовой станцией в известной точке. База фиксирует разницу в вычисленных и фактических данных и передаёт RTK поправку на ровер.

  • Сантиметровая и даже субсантиметровая точность.
  • Высокая скорость измерений без постобработки.

Передача поправок может осуществляться по радиоканалу или же с использованием сетей мобильных операторов, если работы выполняются в зоне их покрытия.

Осуществлять вынос в натуру, используя RTK GPS приёмник, проще, чем с помощью тахеометра: измерения можно проводить в одиночку. Базовая станция в процессе работы не требует наблюдения, а ровер может удаляться от базы на большое расстояние.

Высокая точность позволяет использовать геодезические приёмники RTK в таких сферах, как:

  • Геодезические изыскания.
  • Кадастровые работы.
  • Сопровождение строительства.
  • Автоматическое управление строительными машинами и другой техникой.

Данные могут передаваться между станциями по сотовому или радиомодему.

Сотовый модем работает через сети мобильных операторов и передаёт данные по voice-соединению или GPRS-каналу.

Радиомодемы используются в зонах без GSM покрытия и работают только в прямой видимости между базой и ровером. Повысить радиус действия RTK GNSS приёмника позволяют внешние радиомодемы с повышенной мощностью передатчика.

Довольно часто RTK GPS приёмники оснащаются Bluetooth-модулем, обеспечивающими беспроводную связь с контроллером или внешним модемом.

Готовое RTK решение включает в себя комплект из двух GNSS-приёмников, способных работать в RTK режиме. Один приёмник устанавливается на треноге, другой — на вехе, с антеннами для приёма спутникового сигнала и модемами для передачи/приёма поправок.

Два варианта комплектации:

  1. Наборы для RTK съёмки, в которые входят:
  2. геодезический GPS-приёмник с внутренним источником питания;
  3. внешняя антенна;
  4. модем;
  5. контроллер.
  6. Портативные моноблоки: в одном корпусе объединён спутниковый приёмник с интегрированной антенной и внутренним модемом.

Для совместной работы с ровером необходимо использовать контроллер с программным обеспечением для RTK, позволяющий:

  • визуально отслеживать получаемые результаты;
  • уравнивать результаты в процессе съёмки;
  • заранее загрузить координаты точек при выносе проекта в натуру.

Программа подскажет вам необходимое направление и удаление между пикетами.

Повышение скорости съёмки, например, при геодезических изысканиях в поле, обеспечат транспортные средства. Смонтировать антенну RTK GPS приёмника или сам ровер, если он имеет интегрированную антенну, можно прямо на крыше автомобиля.

Наземная ГНСС инфраструктура или локальная сеть постоянно действующих референсных станций, к которым вы сможете получить доступ для использования данных с RTK поправками, позволяет обойтись только покупкой ровера.

Купить RTK GPS приёмник целесообразно для значительного повышения производительности вашего труда: с помощью спутникового оборудования вы сможете в одиночку выполнять значительно больше измерений, чем за то же время сделали бы с напарником с помощью оптического оборудования.

Читайте также:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Adblock
detector