Доступ к rtk поправкам что это
Доступ к rtk поправкам что это
В геодезических изысканиях важно определять координаты точек на местности и места расположения объектов с минимальной погрешностью. Для этого используется навигационное оборудование, которое получает координаты со спутников. Однако в GNSS-приемнике используется принцип относительных измерений, что увеличивает погрешность из-за внешних факторов.
Для увеличения точности при определении координат используются RTK-поправки. Суть их заключается в том, что помимо подвижного приемника RTK — ровера — используется дополнительная стационарная базовая станция RKT — база. Измерение в этом случае ведется парой приемников, координаты одного из которых известны. Поэтому можно внести поправки в получаемый результат на ровере и определить истинные координаты с точностью до нескольких сантиметров по вертикали и горизонтали.
Проект CORS сформировал, поддерживает работу и продолжает расширять сеть базовых станций RTK на территории России. Мы создаем сплошное навигационное поле и организовываем круглосуточное функционирование системы в автоматическом режиме. Клиенты нашей компании могут получать доступ к RTK и пользоваться навигационными данными для собственных изысканий.
В настоящее время в сеть входит 550+ базовых станций, которые работают в 83 субъектах федерации. Мы постоянно модернизируем сеть для улучшения качества обслуживания и работаем над увеличением количества референсных станций в системе.
Преимущества использования сети RTK
Использование в процессе геодезических изысканий большой сети референсных навигационных станций дает такие преимущества:
Как заказать
Хотите получать RTK-поправки от нашей сети базовых станций для геодезических измерений? Обращайтесь за помощью к нашим менеджерам по указанным на сайте телефонам.
РТК – режим для GNSS-оборудования. Всё, о чём вы не постеснялись спросить!
Целью данной статьи является попытка разобраться в специфике данного режима работы GNSS-оборудования, геометрической сути такой методики, рассмотреть виды геодезических работ, где возможен и эффективен режим реального времени и какое оборудование для этого может понадобиться. Множество вопросов в службу технической поддержки на эти темы свидетельствует об актуальности такого «ликбеза», несмотря на весьма древнее происхождение методик реального времени в спутниковой геодезии. В связи с активным развитием в последние годы средств коммуникации и спутниковых сетей базовых станций роль режима реального времени многократно возросла, а в ряде работ стала полностью доминирующей.
Геометрическая и физическая сущность режима реального времени
Начнем, пардон, «от печки»… Как известно, одиночный спутниковый прибор любого класса в силу влияния большого количества негативных факторов высокую точность позиционирования не обеспечивает. Во всяком случае точность геодезического уровня. Поэтому при использовании в геодезических работах спутниковых приборов реализован разностный метод определения координат объектов, т.е. по взаимному положению двух точек. В каждой из них находятся приёмники, принимающие сигналы от спутников нескольких GNSS-систем. Один из них расположен на точке с известными координатами – он считается опорным (базовым). Другой, подвижный (ровер) перемещается по точкам, координаты которых требуется определить. В ходе обработки взаимное положение между такими точками может быть в значительной степени исправлено и, соответственно, существенно повышена точность координирования.
Существует два фундаментальных способа работы:
В первом случае все приемники работают автономно и никакой связи между собой не имеют. Важно только, чтобы регистрация измерений производилась одновременно, т.е. на определённом интервале времени выполнялся приём сигналов от одного и того же созвездия спутников. Записанные таким образом данные поступают на совместную обработку в специальное офисное программное обеспечение, которое решает две основные задачи:
Суть её заключается в присвоении исходной базовой точке известных координат в соответствующей системе отсчета и определении, по компонентам пространственного вектора, координат точки подвижной (определяемой) относительно вновь введённых истинных координат опорной точки.
Поскольку обсуждение подробностей данного режима выходит за рамки данной статьи отметим только, что это наименее оперативный, но и наиболее точный режим работы за счет возможности в течение долгого времени накапливать большие массивы измерений. Это позволяет в процессе обработки добиться максимальной компенсации погрешностей и получить точность координат на уровне миллиметров.
Данный режим, известный под названием «Статика» («Быстрая статика») используется при сгущении геодезических опорных сетей, развитии съёмочного обоснования, опорных базисов и других твердых пунктов. Этот же режим для съёмочных работ в более оперативном варианте называется «Стой-Иди» («Stop and Go») и тоже подразумевает постобработку в офисном ПО.
Во втором случае хоть и выполняются все те же действия: решение вектора между двумя приемниками и дифференциальная коррекция, но реализованы они совершенно иначе. Мало того, что вся обработка происходит в реальном времени, непосредственно в полевом компьютере (контроллере), между приемниками необходимо наличие надежного канала связи для обмена данными. Все настройки, управление съёмкой, обмен данными и регистрацию результатов обеспечивает полевое программное обеспечение, функционал и удобство которого во многом определяют успех оборудования у пользователей. Варианты способов коммуникации между приемниками и необходимое для этого оборудование мы рассмотрим в следующих разделах.
Поскольку данный режим позволяет оперативно, непосредственно на объекте работ получать готовые координаты точек, то он преимущественно используется для съёмочных работ и для выноса в натуру (разбивки) точек и называется «Кинематикой в реальном времени» или RTK.
Как же это работает?
При запуске съёмки на опорном (базовом) приёмнике в полевом ПО необходимо указать точные известные координаты для данной точки в соответствии с ранее назначенной проекту системой отсчета (системой координат). В последующем ПО имеет возможность сравнить текущее приближённое решение с известными значениями и сформировать разности координат для базовой точки. Эти разности в народе именуют «поправками», которые базовый приёмник и отправляет на подвижный (ровер) по тому или иному каналу связи. На самом деле в составе корректирующей информации кроме «поправок» передаётся гораздо больше данных, вплоть до параметров системы координат, но сейчас на этом заострять внимание не будем.
Подвижный приёмник, работая недалеко от базовой станции (до нескольких десятков километров), находится приблизительно в равных с базой условиях приёма спутниковых сигналов и имеет близкий к ней уровень погрешностей определения координат. Таким образом ПО контроллера, находящегося на подвижном приёмнике, приняв корректирующую информацию от базы имеет возможность исправить результаты своей работы в реальном масштабе времени.
Если в проекте полевого контроллера верно произведена настройка системы координат и на объекте обеспечен надёжный канал доставки корректирующей информации, то можно сказать, что ровер выдает сразу готовые точные координаты. Это позволяет выполнять как оперативные съёмочные работы, так и вынос в натуру (разбивку) различных объектов.
Важно отметить, что наличие одного лишь сервиса предоставления корректирующей информации от базовой станции без привязки к местным исходным пунктам геодезической сети и правильной настройки рабочей системы координат не может обеспечить высокоточное абсолютное позиционирование.
Вопросы использования проекций, настройки в контроллере систем координат, в том числе условных локальных, а также применения процедуры калибровки (локализации) района работ заслуживают рассмотрения в отдельной статье.
Каналы связи для режима RTK
Теперь о связи. Сам по себе режим RTK никак не зависит именно от способа коммуникации. Важно, чтобы связь была стабильна на необходимом расстоянии от базового приёмника до ровера. На современном этапе можно выделить четыре категории средств доставки «поправок» к подвижному приёмнику:
В зависимости от условий и специфики работ выбирается тот или иной вариант или их комбинация. Соответственно имеется широкий выбор оборудования в дополнение к основному комплекту приёмник-контроллер.
Кстати о комплектах. В зависимости от используемой технологии комплект может включать от двух и более спутниковых приёмников, включая базовый, плюс оборудование для связи. И наоборот, в связи с бурным развитием сетей опорных базовых станций, комплект может состоять из компактного ровера-моноблока с полевым ПО в смартфоне или даже одно комбинированное устройство в конструктиве наладонного накопителя…
Использование УКВ (UHF) диапазона
Исторически раньше всего на службе RTK использовались радиомодемы УКВ-диапазона. Корнями этот способ связи уходит в береговые сервисы для морской навигации и до сих пор незаменим в регионах, не обеспеченных надежным покрытием сотовой связи. В настоящее время используются устройства, работающие в основном в диапазоне частот 400-470 МГц с мощностью передачи от 0.5 до 30-40 Вт.
Приёмник может иметь встроенный в свой корпус маломощный радиомодуль и компактную УКВ-антенну. В зависимости от условий распространения радиосигнала на объекте дальность обслуживания может составлять от сотен метров до нескольких километров.
Мощные радиомодемы – это отдельные устройства с радиаторами охлаждения и самостоятельными аккумуляторными блоками питания. В комплект таких модемов входят антенны различных габаритов и конструкций, устройства для их установки, кабели различной длины, сечения и назначения, а также вспомогательные аксессуары. На равнинной открытой местности мощные радиомодемы обеспечивают дальность обслуживания до нескольких десятков километров.
Практически все радиомодемы умеют работать в режиме ретранслятора (репитера), что позволяет дополнительно расширить зону обслуживания RTK, а также обеспечить работу на территории со сложным рельефом или при наличии препятствий.
Использование голосовой связи GSM
Бурное развитие сетей сотовой связи позволило кардинально расширить возможности спутникового оборудования в режиме RTK. Дальность взаимодействия стала регламентироваться лишь охватом территории сотовыми сетями и методическими ограничениями спутниковых технологий. Габариты оборудования связи ужались до размеров смартфонов и гнезд для SIM-карт. Поскольку для взаимодействия спутниковых приборов используются голосовые каналы сотовой связи работа тарифицируется как обычный разговор двух абонентов, а на тарифе необходима соответствующая услуга пакетной передачи данных. Для настройки связи достаточно роверу указать мобильный номер базы, что не в пример проще, чем согласовать целый ряд настроек для УКВ-модемов.
Использование Интернет соединения (GPRS)
Следующим шагом стало развитие Интернет-технологий связи. У базовых приемников появилась возможность вещать корректирующую информацию в сеть Интернет. А для подвижных приёмников стал доступен многопользовательский доступ к этим данным. В отличие от GSM-связи «точка-точка» протокол NTRIP предоставляет множеству пользователей индивидуальные идентификаторы и пароли для безопасного RTK-подключения к источнику «поправок» в сети Интернет.
Выход в Сеть обеспечивается посредством всё тех же SIM-карт сотовых операторов, а малый трафик и доступные тарифы гарантируют меньшие затраты на связь в геодезическом производстве.
Возможность организации взаимодействия между базовыми приёмниками позволила развивать сетевые RTK-технологии, объединяя базовые станции в пределах целых регионов. Это позволило обеспечить высокоточными геодезическими измерениями большие территории с однородной системой отсчета.
Сети базовых станций. Технология VRS
О сетях постоянно действующих базовых станций (ПДБС) стоит поговорить отдельно. Если такая сеть присутствует в регионе предстоящих работ, то это мощный инструмент для использования технологий RTK. Кроме этого базовые станции по умолчанию регистрируют «сырые» GNSS-данные и всегда могут быть использованы при постобработке собственных статических измерений пользователей спутниковой геодезической аппаратуры. Базовые станции (БС) – это комплекты спутниковых приёмников модульной конструкции, стационарно расположенные на охраняемых объектах, например, офисных зданиях, где им обеспечены хорошие условия обзора небосвода и стабильный выход в сеть Интернет. Проект сети (места установки одиночных базовых станций) разрабатывается заранее с соблюдением геометрических требований к ее конфигурации. Кроме обеспечения коммуникационных возможностей базовая станция должна быть оснащена специальным сетевым программным обеспечением.
Являясь одним из компонентов разностного спутникового решения стационарная базовая станция позволяет пользователю, имея лишь одиночный комплект GNSS-приёмника (сетевой ровер), успешно выполнять широкий спектр высокоточных геодезических работ на расстояниях в десятки километров от неё.
Однако, имеется важный нюанс. Сама по себе одиночная базовая станция, передавая корректирующую информацию, обеспечивает лишь одну составляющую RTK-технологии – точное позиционирование ровера относительно точки установки антенны БС. Если эта точка изначально не привязана относительно местной опорной сети геодезических пунктов в соответствующей системе координат, то и координаты ровера данной системе отсчета соответствовать не будут.
Базовые станции будучи объединены в сеть позволяют максимально гибко использовать возможности RTK, обслуживая роверы на минимальном их удалении от баз. Венцом сетевых возможностей является технология VRS – виртуальных базовых станций. Станции сети объединены каналами связи и управляются из единого центра. Специальное сетевое программное обеспечение на основе данных приёмников сети может смоделировать результаты измерений в любом месте территории, охваченной сетью, и сформировать поток «поправок» от данной точки. Ровер, передав сведения о своём местоположении, получает решение от смоделированной рядом виртуальной БС. Это гарантирует высокую точность работы в любом месте сети.
Глобальные и облачные сервисы
Ну и наконец несколько слов о глобальных сетевых решениях для обеспечения режима RTK.
Глобальный дифференциальный сервис известен давно и основан на расчетах не по фазе несущей спутникового сигнала, а по коду. Точность позиционирования не высока – от полуметра до полутора метров. Называется такой режим – DGPS. Это уже не грубый навигатор, но и до геодезического уровня еще далеко. Тем не менее такой точности достаточно не только для решения навигационных задач, но и, например, для сбора данных об объектах местности для ГИС. Корректирующая информация передается по тому же спутниковому каналу в L-диапазоне, а формируется она на основе данных глобальной (общемировой) сети базовых станций.
Современная реализация глобального дифференциального сервиса позволяет получить субдециметровую точность координат одиночным роверным приёмником если имеется подписка на данную услугу. Примером такой службы является Trimble CenterPoint RTX. «Поправки» могут передаваться как по спутниковому каналу, так и через Интернет. В течении получаса инициализации точность позиционирования сходится к 4 см и даже лучше в любом месте зоны покрытия данного сервиса.
«Вишенкой на торте» глобальной RTK-технологии стала система Trimble Catalyst. Это пример, так называемой, концепции «Позиционирование как услуга». Комплект включает компактную недорогую спутниковую антенну и устройство на ОС Android с ПО. Несколько вариантов подписки на глобальный сервис обеспечивают различные уровни точности в зависимости от задач – от метровой до сантиметровой.
Примером облачной глобальной службы является Spectra Precision Central. При наличии активной лицензионной поддержки ПО контроллера можно зарегистрироваться на сервере службы и получить доступ к облачному сервису для приёмников Spectra Geospatial.
В заключении
Итак, мы рассмотрели основные аспекты теоретических основ и аппаратной реализации такого современного и эффективного метода спутниковых геодезических измерений как Кинематика реального времени (RTK). Развитие современных средств коммуникации позволило значительно расширить его возможности и обеспечить геодезические работы гибким и высокоточным инструментарием.
Для получения подробной информации по всему спектру геодезического оборудования обращайтесь к менеджерам и службе технической поддержки компании «Геодезия и Строительство».
Тарифы сервиса SmartNet Russia и оформление подписки
Безлимитные RTK тарифы на подключение одного ровера
Доступ ко всем станциям сети. Работа 24/7. Поправки VRS, MAX. Доступ к RINEX файлам.
Лимитированные RTK тарифы на подключение одного ровера
Посекундная тарификация. Списывается только фактическое время подключения.
Поправки VRS, MAX.
Лимитированные RTK тарифы на подключение одного ровера
Посекундная тарификация. Списывается только фактическое время подключения.
Поправки VRS, MAX. Подключение возможно только через онлайн-оплату.
Лимитированные RINEX тарифы
Доступ к RINEX файлам всей сети 24/7. Дискретность от 1 до 60 сек.
Как подключиться
Станции сети
Посмотреть зону покрытия SmartNet
Hexagon SmartNet 2021 | Part of Hexagon
Пакет включает в себя 10 часов работы в RTK. Срок действия подписки 3 месяца. Учитывается только фактическое время подключения ровера к серверу. Тарификация посекундная. По окончании срока действия, неиспользованное время сгорает. Не включает доступ к RINEX файлам.
Включает 10 000 эпох и позволяет скачивать RINEX файлы со всех станций сети SmartNet.
Эпоха — это время, в течение которого записываются GNSS данные (например 1, 5, 30 и т.д сек). Общее число эпох в RINEX файлах, зависит от длины файла и частоты данных.
Например, заказывая: файл длиной 1 час, с частотой 1 сек — вы израсходуете 3600 эпох файл длиной 1 час, с частотой 5 сек — вы израсходуете 720 эпох (в 5 раз меньше) файл длиной 1 час, с частотой 30 сек — вы израсходуете 120 эпох.
Включает 20 000 эпох и позволяет скачивать RINEX файлы со всех станций сети SmartNet.
Эпоха — это время, в течение которого записываются GNSS данные (например 1, 5, 30 и т.д сек). Общее число эпох в RINEX файлах, зависит от длины файла и частоты данных.
Например, заказывая: файл длиной 1 час, с частотой 1 сек — вы израсходуете 3600 эпох файл длиной 1 час, с частотой 5 сек — вы израсходуете 720 эпох (в 5 раз меньше) файл длиной 1 час, с частотой 30 сек — вы израсходуете 120 эпох.
Обращаем ваше внимание, что все данные в хранилище RINEX-файлов выгружаются и записываются во временной зоне UTC+3 MSK.
Инструкция
Включает 100 000 эпох и позволяет скачивать RINEX файлы со всех станций сети SmartNet.
Эпоха — это время, в течение которого записываются GNSS данные (например 1, 5, 30 и т.д сек). Общее число эпох в RINEX файлах, зависит от длины файла и частоты данных.
Например, заказывая: файл длиной 1 час, с частотой 1 сек — вы израсходуете 3600 эпох файл длиной 1 час, с частотой 5 сек — вы израсходуете 720 эпох (в 5 раз меньше) файл длиной 1 час, с частотой 30 сек — вы израсходуете 120 эпох.
Обращаем ваше внимание, что все данные в хранилище RINEX-файлов выгружаются и записываются во временной зоне UTC+3 MSK.
Инструкция
Включает 500 000 эпох и позволяет скачивать RINEX файлы со всех станций сети SmartNet.
Эпоха — это время, в течение которого записываются GNSS данные (например 1, 5, 30 и т.д сек). Общее число эпох в RINEX файлах, зависит от длины файла и частоты данных.
Например, заказывая: файл длиной 1 час, с частотой 1 сек — вы израсходуете 3600 эпох файл длиной 1 час, с частотой 5 сек — вы израсходуете 720 эпох (в 5 раз меньше) файл длиной 1 час, с частотой 30 сек — вы израсходуете 120 эпох.
Обращаем ваше внимание, что все данные в хранилище RINEX-файлов выгружаются и записываются во временной зоне UTC+3 MSK.
Включает 1 000 000 эпох и позволяет скачивать RINEX файлы со всех станций сети SmartNet.
Эпоха — это время, в течение которого записываются GNSS данные (например 1, 5, 30 и т.д сек). Общее число эпох в RINEX файлах, зависит от длины файла и частоты данных.
Например, заказывая: файл длиной 1 час, с частотой 1 сек — вы израсходуете 3600 эпох файл длиной 1 час, с частотой 5 сек — вы израсходуете 720 эпох (в 5 раз меньше) файл длиной 1 час, с частотой 30 сек — вы израсходуете 120 эпох.
Обращаем ваше внимание, что все данные в хранилище RINEX-файлов выгружаются и записываются во временной зоне UTC+3 MSK.
Инструкция
Пакет включает в себя 1 час работы в RTK. Срок действия подписки 7 дней. Учитывается только фактическое время подключения ровера к серверу. Тарификация посекундная. По окончании срока действия, неиспользованное время сгорает. Не включает доступ к RINEX файлам.
Пакет включает в себя 30 часов работы в RTK. Срок действия подписки 6 месяцев. Учитывается только фактическое время подключения ровера к серверу. Тарификация посекундная. По окончании срока действия, неиспользованное время сгорает. Не включает доступ к RINEX файлам.
Пакет включает в себя 3 часа работы в RTK. Срок действия подписки 7 дней. Учитывается только фактическое время подключения ровера к серверу. Тарификация посекундная. По окончании срока действия, неиспользованное время сгорает. Не включает доступ к RINEX файлам.
Уважаемые пользователи, в настоящее время в личном кабинете lksmartnet.geosystems.ru наблюдается проблема со входом из-за окончания срока действия SSL-сертификата.
Для входа на сайт необходимо обойти ограничения браузера.
Сделать это можно выполнив короткую последовательность действий:
Мы работаем над устранением данной проблемы.
Пакет «12 месяцев RTK » позволяет подключиться к любым станциям сети SmartNet в течение 1 года с момента активации. Также включает в себя доступ к RINEX файлам со всех станций сети (800 000 эпох).
Пакет «6 месяцев RTK » позволяет подключаться к любым станциям сети SmartNet в течение 6 месяцев с момента активации. Также включает в себя доступ к RINEX файлам со всех станций сети (400 000 эпох).
Пакет «3 месяца RTK » позволяет подключиться к любым станциям сети SmartNet в течение 90 дней с момента активации. Также включает в себя доступ к RINEX файлам со всех станций сети (200 000 эпох).
Пакет «1 месяц RTK » позволяет подключиться к любым станциям сети SmartNet в течение 30 дней с момента активации. Также включает в себя доступ к RINEX файлам со всех станций сети (60 000 эпох).
Тариф позволяет подключаться к любым станциям сети SmartNet и действует с момента активации и до конца текущих суток (до 23:59:59 МСК). Возможна активация тарифа на следующие сутки или любые определенные даты. Для этого при оплате укажите дату активации. Также включает в себя доступ к RINEX файлам со всех станций сети (3000 эпох).
В результате применения сетевых технологий VRS / MAX повышается точность и производительность RTK съемки. Сетевые поправки позволяют получать координаты полевых объектов с точностью на 30-50% выше, по сравнению с работой от одиночной базовой станции, за счет коррекции нарастания погрешности определения местоположения и моделирования ионосферы и тропосферы.
Технология
Сервер Leica GNSS Spider непрерывно собирает и обрабатывает информацию, поступающую со всех базовых станций, и создает базу данных региональных поправок погрешностей определения местоположения в сети. Эти поправки используются для создания виртуальной базовой станции.
Сервер Leica GNSS Spider непрерывно собирает и обрабатывает информацию, поступающую со всех базовых станций, и создает базу данных региональных поправок погрешностей определения местоположения в сети. Эти поправки используются для создания виртуальной базовой станции. Полевой GNSS ровер интерпретирует и использует данные виртуальной базовой станции, как если бы они поступили от реальной, физической базовой станции, расположенной всего в нескольких метрах от места, где расположен полевой приемник (ровер) пользователя. Для каждого пользователя создается своя виртуальная базовая станция, которая “перемещается” во время передвижения полевого ровера. Таким образом, работа в режиме VRS подразумевает формирование поправок не от конкретной одиночной базовой станции, а от группы станций, расположенных вблизи ровера.
Работа в сетевом режиме имеет ряд существенных преимуществ:
✔ Для получения высокой точности и надежности измерений необходимо, чтобы базовая станция находилась в непосредственной близости от места проведения работ. При работе в сетевом режиме потери точности не происходит, поскольку виртуальная станция формируется всего в нескольких метрах от ровера пользователя
✔ Работа в сетевом режиме позволяет не зависеть от работоспособности конкретной базовой станции, поскольку получение поправок происходит сразу от нескольких станций, находящихся в одном кластере
✔ Технология получения сетевых поправок позволяет избежать постепенного увеличения погрешности, в случае, когда ровер пользователя удаляется от базовой станции, что может быть критично, к примеру, в случае съемки линейных объектов
«Работа в режиме VRS изменила мое представлении о скорости и возможностях RTK съемки…»
Александр Шпак Начальник отдела геодезии компании «Трансстройинвест»