Зачем нужно высокоточное спутниковое позиционирование

На прошлой неделе я с городостью писал, что наша компания запустила три сети высокоточного позиционирования. Сегодня я обнаружил материал пермского издания, посвященный краевой сети базовых станций (она, числе прочих, упоминалась в прошлой публикации). В заметке сказано, что сети "...позволяют сократить сроки и себестоимость кадастровых работ и увеличить их качество при дорожном строительстве". Это действительно так. Однако информации о том, как это происходит, нет. Поэтому имеет смысл рассказать о том, что такое высокоточное позиционирование, и зачем оно надо.

• 
• Схема расположения сети БС в Пермском крае

Высокоточное спутниковое позиционирование - распространенная на Западе технология, относительно недавно пришедшая в Россию. Суть технологии - в уточнении сигнала, получаемого с навигационных спутников систем ГЛОНАСС и GPS (есть и другие спутниковые системы - Beidou, QZSS и Galileo, но говорить об их широком применении пока рано) за счет их обработки наземными аппаратно-программными комплексами - сетями референцных станций.

Зачем это нужно? У всех есть мобильный телефон или автомобильный навигатор. Возможно, вы сталкивались с ситуацией - вы ведете машину, полагаясь на показания навигатора. В какой-то момент он говорит «Поверните направо». Но вы видите, что на самом деле поворот вы уже проехали. Это вызвано тем, что в самом лучшем случае бытовой навигатор дает точность местоопределения не лучше 5 метров, а обычно – в пятне от 10 до 100 метров (в зависимости от многих условий). Такая низкая точность объясняется тем, что между спутниками и поверхностью Земли – почти 20 тыс. километров. Радиосигнал, поступающий на ваш навигатор, меняется в результате фазовых искажений и атмосферных неоднородностей. Для того, чтобы повысить точность спутникового сигнала, создаются наземные аппаратно-программные комплексы, уточняющие спутниковый сигнал до 1 см в плане и 2 по высоте путем введения так называемых спутниковых поправок.

Такая точность не нужна обычному человеку. Даже учитывая погрешности и неудобства при ошибках навигаторов, существующая точность вполне достаточна. Высокоточная спутниковая навигация на основе сетей референцных станций нужна для промышленного использования - автоматизации работы машин и механизмов, деформационного мониторинга критически важных и опасных объектов, повышения точности геодезических работ.

Как это происходит? Спутники транслируют сигнал, а на Земле его кто-то принимает (обычно этого "кого-то" называют "пользователем"). Так вот, пользователь принимает сигнал, а затем сигнал с оборудования пользователя транслируется в программное обеспечение, управляющее сетью референцных станций. Каждая из станций сети точно знает свое местоположение (она зафиксирована особым образом, а ее координаты занесены в ПО), а также стандартное искажение, которому подвергается навигационный сигнал в данной местности. ПО сравнивает сигнал пользователя с информацией с базовых станций, и передает пользователю сигнал, в который внесена корректирующая информация. Пользователь принимает сигнал, и получает возможность работать с высокой точностью в реальном времени.

В геодезии это актуально в первую очередь для увеличения скорости работы и точности работы. Если при выполнении действий традиционными методами геодезист тратит 50-60% рабочего времени на передачу информации в офис и ее последующую обработку, то при наличии сетей референцных станций он во-первых выполняет непосредственные измерения быстрее, чем обычно, а во-вторых получает результаты измерений со скоростью не хуже 10 секунд, то есть, практически мгновенно.

Очень наглядный пример ускорения работы привел главный инженер Федерального БТИ Сергей Мирошниченко в одном из интервью. Он говорил, что при работе в зоне покрытия сетью референцных станций практически вдвое увеличилась производительность труда геодезистов за счет того, что они получили в два раза больше оборудования, чем у них было. Поясню. Существует технология работы от одиночной базовой станции. В этом случае где-то в поле устанавливается геодезический приемник, а второй приемник берет геодезист, и уходит делать замеры. Первый приемник в этом случае используется в качестве базовой (опорной) станциии. Так вот, при наличии сети базовых станций геодезисты Федерального БТИ смогли выполнить в два раза больше работ по простой причине - для работы стало доступно в два раза больше оборудования, т.к. осовободились приемники, ранее использовавшиеся в качестве базовых.

На сегодня хватит. Если кому-то будет интересно - задавайте вопросы, я расскажу о других областях применения базовых станций.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.