Сети базовых референцных станций RTK

В наши дни RTK-сети функционируют во многих странах мира таких как: США, Германия, Австралия, Россия и т. д. Данные сети могут варьироваться по размеру от небольших локальных сетей, состоящих из нескольких базовых станций, до обширных национальных проектов, которые покрывают территорию всей страны.

Сетевые RTK-поправки могут формироваться с использованием различных методов и концепций, таких как: МАХ (Master-Auxiliary Corrections), i-MAX (индивидуальные поправки МАХ), VRS (Виртуальная базовая станция). Более подробная информация о методах формирования сетевых RTK-поправок предоставлена в соответствующих разделах.

Ниже приведено сравнение функциональных возможностей одиночной базовой станции и RTK-сети.

Одиночная базовая станция RTK

Одиночная базовая станция может быть установлена на крыше офисного здания, на постоянной основе, или только на время выполнения работ в поле на исходном пункте. В обоих случаях принцип работы одинаковый.

Принцип работы в режиме RTK заключается в том что, базовая станция устанавливается на точке с известными координатами и передает поправки на полевой приемник (ровер) с помощью радио модема или GSM-соединения. Как правило, используется односторонняя линия связи.

Необходимо отметить три основных этапа при работе в режиме RTK:

1) Базовая станция и ровер принимают сигналы от одного и того же созвездия спутников;

2) Базовая станция передает свои координаты и спутниковые измерения на ровер;

3) Ровер совместно обрабатывает измерения с базовой станции со своими измерениями и вычисляет координаты в режиме реального времени.

Координаты вычисляются с использованием специальных алгоритмов, например, SmartRTK в Leica Systems 1200. Основным преимуществом данного алгоритма является возможность надежной и эффективной работы на расстоянии до 50 км от базовой станции.

Преимущества одиночной базовой станции:

     
  • относительно простой и понятный принцип работы
  •  

Недостатки одиночной базовой станции:

     
  • приобретение локальной базовой станции;
  • временные затраты на установку и настройку базовой станции;
  • уменьшение точности определения координат с удаление ровера от базовой станции.
  •  

Уменьшение точности определения координат при увеличении расстояния от базовой станции происходит в основном из-за влияния атмосферы. По мере увеличения расстояния, увеличивается разница в состоянии атмосферы над ровером и базовой станцией. Это делает белее затруднительным для ровера процесс разрешение неоднозначности фазовых измерений и приводит к уменьшению точности.

Сетевой метод RTK

Для сетевого RTK требуется наличие как минимум пяти базовых станций расположенных на расстоянии не более 70 км друг от друга.

Первое требование для реализации сетевого метода RTK заключается в том, что все базовые станции сети должны непрерывно передавать «сырые» спутниковые данные на центральный сервер, где установлено специализированное программное обеспечение, такое как Leica GNSS Spider.

Целью сетевого RTK является минимизация влияния ошибок, зависящих от расстояния, на определения координат в пределах территории покрываемой сетью базовых станций.

Принцип функционирования сети базовых станций RTK:

     
  • Наблюдение общих спутников: Ровер и центральный сервер (через базовые станции) наблюдают одно и то же созвездие спутников.
  • Разрешение неоднозначности: используя соответствующий алгоритм, центральный сервер разрешает неоднозначность фазовых измерений на базовых станциях сети.
  • Формирование RTK поправок: Сервер формирует и передает RTK поправки роверу.
  • RTK решение: Ровер использует RTK поправки для получения RTK решения.
  •  

Ровер подключается к центральному серверу с использованием односторонней или двух сторонней линии связи (радиомодем, GSM соединение или Интернет). Как только ровер получает RTK-данные, он вычисляет свое местоположение, используя соответствующий алгоритм. Какой алгоритм использует ровер, и как минимизируются ошибки за расстояние, зависит от применяемого метода сетевого RTK.

Ранее, в качестве примеров сетевого RTK, были упомянуты методы МАХ и VRS, которые сейчас доступны на рынке. В каждом из этих методов выполняется минимизация (или моделирование) ошибок с использованием различных концепций. В зависимости от выбранного метода данный процесс моделирование выполняется или центральным сервером или непосредственно ровером. Поэтому принцип обмена данными между RTK сетью и ровером для каждого метода разный, что может приводить к некоторым различиям в эффективности, точности и надежности получения результатов. Данная тема будет рассмотрена более подробно в соответствующих разделах.

Достоинства сетевого RTK:

     
  • отпадает необходимость в установке временных базовых станций на исходных пунктах;
  • равноточное определение координат ровера;
  • обеспечение высокоточных результатов при значительных расстояниях между базовыми станциями и ровером;
  • необходимо меньшее количество станций для покрытия одной и той же территории по сравнению с количеством станций при использовании обычного RTK;   
  • более высокая надежность и доступность получения RTK-поправок (даже если одна из базовых станций по какой либо причине перестает функционировать другая станция продолжает поддерживать работу ровера).
  •  


RTK_pic2.jpg

к другим материалам