В номерах газеты N№8 и 9 за 1997 г. было достаточно подробно описаны современные спутниковые навигационные системы GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия), даны их структура построения, характеристики и потенциальные возможности их применения в различных отраслях народного хозяйства, в том числе и строительстве. В данном обзоре, составленном на основе информационных материалов АО "ПРИН" (г. Москва) - представителя фирмы "Trimble" (США, Калифорния), представлены GPS приемники для геодезических и геоинформационных работ.

Фазовые одночастотные приемники серии 4000 SE и 4600 LS Surveyor

Главное достоинство приемников этого типа - относительно низкая стоимость как по сравнению с двухчастотными приемниками фирмы "Trimble", так и с аналогичными приемниками других фирм-изготовителей. Приемники данного типа способны решать практически все задачи по определению координат точек с сантиметровой точностью и полностью удовлетворяют требованиям самых взыскательных геодезистов.

Фазовым одночастотным приемникам доступны следующие режимы работы.

Статическая съемка:

Один приемник (базовый) находится на точке с известными координатами, другой устанавливают на точку, координаты которой необходимо определить, и производят запись измерений во внутреннюю память для их последующей обработки на компьютере и вычисления координат. Весь процесс измерений полностью автоматизирован. Время наблюдения зависит от длины базовой линии (расстояния от базового до подвижного приемника), количества видимых спутников и т.д.

Стандартная точность: ±10 мм +(2хD) мм, где D - длина базовой линии в км.

Кинематическая съемка:

Один приемник (базовый) - неподвижный, находится на точке с известными координатами, остальные - подвижные. Их устанавливают на точку, координаты которой необходимо определить, и производят запись измерений во внутреннюю память приемника для их последующей обработки на компьютере и вычисления координат. Для одночастотного кинематического режима характерно то, что требуется начальная инициализация измерений, т.е. измерение на первой съемочной точке в статическом режиме. Важным условием для работы в этом режиме является открытость местности (поле, луг, строительная площадка и пр.). Время измерений зависит от длины базовой линии (расстояния от базового приемника до подвижного), количества видимых спутников, качества приема сигналов и т.д. Данный режим работы позволяет сократить время измерений на точке до 0,5-1 мин и применяется для координирования большого числа точек, находящихся на ограниченной территории.

Стандартная точность: ±20 мм+(2хD) мм, где D - длина базовой линии в км.

Основные области применения: одночастотные фазовые приемники применяют, когда необходимо: построение геодезических сетей (точность на уровне 1-2 класса триангуляции); сгущение геодезических сетей, на основе уже существующих; создание планово-высотного обоснования для топографической съемки крупных масштабов; планово-высотная привязка аэрофотоснимков; создание сети городской полигонометрии; вынос объектов с точностью 0,5-0,8 м (при комплектации приемников с возможностью приема дифференциальных поправок в формате RTCM-104); вынос объектов с сантиметровой точностью (при комплектации приемников с возможностью работы в RTK-режиме); планово-высотное обеспечение строительных работ; привязка точек наблюдения или отбора проб, устья скважины при проведении изыскательских работ в геологии и геофизике.

Приемник Land Surveyor II(LS II)

Наиболее перспективный из серии одночастотных приемников 4000SE. Он представляет собой 9-канальный приемник с возможностью увеличения каналов до 12, имеет внутреннюю память (стандартно), достаточную для 34 часовой непрерывной записи измерений. Главное преимущество - MaxWell-технология, применяемая при изготовлении микросхем, что существенно улучшает прием и обработку навигационных радиосигналов.

Кроме того, этот приемник может быть модернизирован для работы в двухчастотном режиме.

Комплект поставки приемника 4000 SE Land Surveyor II: приемник 9 каналов L1С/А код и фаза несущей, 2 последовательных порта RS-232, 3 порта питания, постоянное напряжение 10,5-35 В, 7 Вт, 1 Мб внутренней памяти, кабели для связи с РС, 4 аккумуляторные батареи с кабелем питания, прочный контейнер для транспортировки, руководство пользователя.

Наиболее удобным является комплект из двух приемников с программным обеспечением GP Survey Single Frequency 2.0 и антенным комплектом Rover Option, в который входят антенны с кабелем (5 м), рюкзаки для транспортировки приемников в поле, быстроустанавливающиеся штативы с уровнем.

Полный состав комплекта: приемник Land Surveyor II 4000SE - 2 шт., комплект Rover Option - 2 шт., программное обеспечение GP Survey Single Frequency.

Приемник 4600 LS Surveyor - новейшая разработка фирмы "Trimble"

Главные особенности данного приемника: ±овмещение в одном корпусе приемника и антенны, расширение рабочего диапазона температур до минус 40°С, возможность работы в режиме Fast Static (Быстрая съемка) на частоте LI, управление работой приемника с помощью одной кнопки, удобная светодиодная индикация режимов работы, питание от 4 стандартных батарей.

Приемник может осуществлять одновременное слежение за 8 спутниками (8-канальный приемник), имеет внутреннюю память, достаточную для 34-часовой непрерывной записи измерений.

Режим быстрой статики аналогичен статическому режиму с той лишь разницей, что время измерения на точке сокращается до 5-20 мин без потери точности.

Приемник выпускается в двух конфигурациях: однопортовый (Single Port), обладающий всеми вышеперечисленными возможностями и особенностями; двухпортовый (Dual Port), дополнительно оснащенный встроенным программным обеспечением для приема и обработки дифференциальных поправок RTCM-104 формата, передаваемых по радиоканалу и, позволяющих определять координаты непосредственно в поле (без постобработки) с точностью лучше 1 м.

Комплект приемника 4600LS Surveyor Single Port включает: приемник 4600 LS Surveyor 8 каналов L1 C/А код и фаза несущей, 1 последовательный интерфейсный порт RS-232, 1 порт питания, постоянное напряжение 9-28 В, 2 Вт, 1 Мб внутренней памяти, кабели для связи с РС, рулетка для измерения высоты антенны приемника, контейнер для транспортирования, руководство пользователя.

Комплект приемника 4600 LS Surveyor Dual Port включает: приемник 4600 LS Surveyor 8 каналов L1 C/А код и фаза несущей, 2 последовательных интерфейсных порта RS-232, 2 порта питания, постоянное напряжение 9-28 В, 2 Вт, 1 порт для приема сигналов RTCM-104, 1 Мб внутренней памяти, кабель для связи с РС, рулетка для измерения высоты приемника, контейнер для транспортирования, руководство для пользователя.

Наиболее удобным является комплект из 2 приемников с программным обеспечением GP Survey Single Frequency.

Полный состав комплекта включает комплект приемника 4600 LS Surveyor Single (Dual) Port - 2 шт. и программное обеспечение GP Survey Single Frequency.

Комплект программного обеспечения GP Survey Single Frequency

Работает в среде Windows (реализован многозадачный режим). У него полностью графическая интерпретация задач планирования наблюдений, двухчастотный статический и кинематический процессор, интегрированная в общий программный пакет база данных. Комплект включает пакет программ по уравниванию геодезических сетей в любой системе координат (включая систему 1942 г. или местную). Кроме того, имеет возможность сочетания результатов традиционных и GPS наблюдений, а также работы в ортометрической системе высот и с данными, записанными в RINEX-формате.

Стоимость приемников

Цена (FOB, Калифорния) приемников 4000 SE LSII - $13650, 4600 SSi GB - $ 25 950, 4600 SSi GSS - $ 30 950.

Цена рабочих комплектов из 2 или 3 приемников с антеннами и программным обеспечением, на которые установлены специальные скидки, составляет от 22 185 до 62 550 $.

Фазовые двухчастотные приемники серии 4000 SSi

Приемники данного типа предназначены для решения целого круга задач, где требуется высокоточное определение координат. Основное преимущество двухчастотного метода заключается в исключении ошибки, вносимой ионосферой в измеренные отсчеты фазы несущей. Благодаря этому двухчастотный режим работы позволяет проводить измерения на длинных базовых линиях (до 100 км и более) с сантиметровой точностью. Такой возможностью не обладают одночастотные приемники.

Приемникам данного типа доступны следующие режимы работы.

Статическая съемка:

Производится аналогично фазовым одночастотным приемникам.

Стандартная точность: ±5 мм+(1хD), где D - базовая линии в км.

Быстрая статическая съемка: данный режим работы аналогичен статическому с той разницей, что время измерений зависит в первую очередь от количества видимых спутников и составляет 6-20 мин., что значительно увеличивает производительность труда. Длина базовой линии - в пределах 15-20 км.

Стандартная точность: ±5 мм+(1хD) мм, где D - длина базовой линии в км.

Кинематическая съемка: производится аналогично фазовым одночастотным приемникам с той разницей, что не требуется начальная инициализация.

Стандартная точность: ±20 мм+ (1хD) мм, где D - длина базовой линии в км.

Кинематическая съемка в реальном времени (режим RTK) с получением координат в поле (без постобработки) с сантиметровой точностью (доступно только для комплекта GPS Total Station)

Один приемник (базовый) - неподвижный, находится на точке с известными координатами. Его основная функция: обработка измерений фазы несущей сигнала с одновременной передачей данных по радиоканалу передвижным радиоприемникам. Остальные приемники (приемник) - подвижные, принимающие радиосигналы от навигационных спутников и данные от базового приемника. Их устанавливают на точку, координаты которой необходимо определить, и производят измерения на точке в течение нескольких секунд. В этом режиме координаты определяемой точки (например, в местной прямоугольной системе координат) вычисляются передвижным приемником непосредственно в поле (т.е. запись измерений в память приемника и последующая обработка и вычисление координат не требуются). Вычисленные координаты можно записать в память портативного накопителя TDC-1 для последующей обработки с помощью фирменного программного обеспечения TRIMMAP или СREDO (фирмы Кредо-Диалог, г. Минск) с целью построения топографических планов. Возможность модернизации передвижных приемников опцией ОТF позволяет легко произвести быструю и легкую переинициализацию в случае срыва измерений при проведении съемки. Необходимо наличие оборудования (для базовой и передвижной станции).

Основные области применения кинематической съемки в режиме RTK таковы: вынос объектов в натуру, топографическая съемка, создание планово-высотного обоснования на строительной площадке, открытой местности, разбивочные работы и другие.

Стандартная точность: ±10-20 мм + (2хD) мм, где D - длина базовой линии в км.

Основные области применения двухчастотных фазовых приемников: построение высокочастотных геодезических сетей (точность на уровне 1 класса триангуляции и выше); сгущение геодезических сетей; геодинамические исследования; создание планово-высотного обоснования для топографической съемки крупных масштабов; определение координат центров фотографирования (при сопряжении с аэрофотокамерой); плановая привязка аэрофотоснимков; вынос объектов с точностью 0,5-0,8 м (при комплектации приемников с возможностью приема дифференциальных поправок в RTK - режиме); планово-высотное обеспечение строительных работ; создание сети городской полигонометрии; привязка точки наблюдения или отбора проб, устья скважины при проведении изыскательских работ в геологии и геофизике.

Основная особенность приемников серии 4000 SSi - наличие в них новой "Super Trak" технологии, позволяющей за счет новых технических решений производить более качественный прием и обработку навигационных радиосигналов, что позволяет работать в условиях повышенного радиозашумления и, таким образом, делает эти приемники более совершенными.

Приемник Geodetic Surveyor имеет внутреннюю память, достаточную для непрерывной записи измерений в статическом режиме в течение 26 часов. В комплекте приемника имеется зарядное устройство.

В комплект приемника 4000 SSi Geodetic Surveyor входят: приемник 4000 SSiGs 9 каналов L1/L2, C /А код, Р - код и фаза несущей, 2 последовательных интерфейсных порта RS-232, 3 порта питания с 10,5-35 В, 1 Мб внутренней памяти, кабели для связи с РС, ударопрочный контейнер для транспортирования, руководство пользователя.

Наиболее удобным является комплект в составе: комплект приемника Land Surveyor 4000 (SSi) GS-3 шт., комплект Compact L1/L2 Geodetic Antenna Kit с кабелем (5 м) - 3 шт., программное обеспечение GP Survey Dual Frequency 2.0.

Приемник Geodetic System Surveyor имеет внутреннюю память, достаточную для непрерывной записи измерений в статическом режиме в течение 65 часов. Питание приемника осуществляется аналогично 4000 SSi Geodetic Syrveyor.

Стандартный комплект оснащен возможностью вывода секундной метки времени (1 РРS), синхронизированный со всемирным временем (UTC) с высокой точностью, а также входом для фиксации времени внешних событий "Event Marker"(например, срабатывание затвора аэрофотокамеры). Кроме этого, в стандартном комплекте имеется возможность генерировать и принимать дифференциальные поправки в формате RTCM-104, передаваемые по радиоканалу для получения субметровой (О,5-0,8 м) точности в реальном времени (без постобработки).

Приемник Geodetic System Surveyor можно использовать для определения координат при аэрофотосъемке.

Комплект приемника 4000 SSi Geodetic System Syrveyor: приемник 4000 SSi GSS 9 каналов L1/L2, С/A-код, Р-код и фаза несущей, 2 последовательных интерфейсных порта RS-232, 3 порта питания, 2,5 Мб внутренней памяти, 1 РРS-выход, Event marker вход, RTCM-104-вход/выход, OSMII-блок питания, кабели для связи с РС, контейнер для транспортирования и руководство для пользователя.

Специального (с точки зрения цены) комплекта из нескольких приемников этого типа не существует. Поэтому рекомендуется приобретать этот приемник в комплекте с тремя приемниками типа Geodetic Syrveyor.

Комплект GPS Total Station представляет собой комплект из 2 приемников типа 4000 SSi, имеющие те же основные параметры и характеристики, как и приемники типа Geodetic Surveyor, но, кроме этого, оснащенные опцией RTK. Этот комплект позволяет производить статическую, быструю статическую, кинематическую съемку с постобработкой и кинематическую съемку в реальном масштабе времени.

Состав комплекта: комплект приемника 4000 SSi GS - 2 шт., комплект L1/L2 Geodetic Antenna Kit с кабелем - 1 шт., комплект Traverse Antenna Kit: антенна, рюкзак, кабель, штатив для быстрой установки в поле, батарея питания, ручной накопитель TDC1, программное обеспечение TRIMMAP, TRIMCONTOUR, программное обеспечение GP Survey Dual Frequency 2.0.

Комплект программного обеспечения GP Survey Dual Frequency 2.0 работает в среде Windows. Полностью графическая интерпретация задач планирования наблюдений, двухчастотный быстростатический, статический и кинематический процессоры, интегрированная в общий программный пакет база данных. Включает пакет программ по уравниванию геодезических сетей в любой системе координат (включая систему 1942 г. или местную). Кроме того, имеется возможность сочетания традиционных и GPS наблюдений, а также работы в ортометрической системе высот и с данными, записанными в RINEX-формате.

Стоимость приемников

Цена FOB приемников 4000Ssi GS(GSS) - от $ 25 950 до 30 950.

Цена комплектов из двух или трех приемников с антеннами и программным обеспечением, на которые установлены специальные скидки, - от $ 62 450 до 78 450.

Нефазовые приемники (для топографии и ГИС) серии Path Finder

Приемники данного типа предназначены для целей топографии, картографирования и сбора данных для ГИС (географических информационных систем). Данные приемники относятся к семейству кодовых, и поэтому точность определения координат в стандартном режиме составляет от 0,5-0,7 м (для Pro XL) до 2-5 м (для Geo Explorer II). Максимальное удаление от базовой станции - 500 км.

Имеется возможность осуществлять данной аппаратурой съемку не только точечных объектов (столбы, колодцы, деревья и т.д), но и также линейных (дороги, трубопроводы, заборы и т.д.) и площадных (газоны, парки, пастбища, земельные участки). Измерения, сделанные в поле, дифференциально корректируется для повышения точности и выводятся на экран либо преобразуются в какой-либо из доступных ГИС-форматов. Таким образом, существует возможность оперативно создавать цифровую карту местности и накладывать ее на уже существующую подложку. Кроме того, в приемниках этого типа существует возможность приема и обработки дифференциальных поправок в формате RTCM-104 для определения координат в реальном времени (без постобработки) с точностью: ± 0,8-1,0 м Pro XL, С3-5 м Geo Explorer II.

Важной особенностью этих приемников является возможность работы со словарем описаний объектов съемки.

Для этих приемников доступны следующие режимы работы.

Статический режим: производится аналогично фазовым одночастотным и двухчастотным приемникам, весь процесс измерений полностью автоматизирован, максимальное удаление от базовой станции - 500 км. Во время сбора измерений можно ввести описание для объекта съемки. Данный режим применяется для съемки точечных объектов. Стандартная точность: ±0,5-0,7 м Pro XL; С2-5 м Geo ExplorerII

Кинематический режим: один приемник (базовый) - неподвижный, находится на точке с известными координатами, остальные - подвижные. Устанавливать их неподвижно на точки не нужно. Измерения производятся в движении (приемник устанавливается на автомобиль, судно, вертолет, другое транспортное средство или переносится оператором в рюкзаке за спиной). Основное применение этого режима: ±ъемка линейных и площадных объектов.

Стандартная точность: ±1,0-1,5 м - Pro XL, С3-5 м Geo ExplorerII.

Основные области применения кодовых приемников: топографическая съемка при создании земельного кадастра; оконтуривание месторождений полезных ископаемых, земельных и лесных массивов; оперативное внесение изменений в существующие цифровые карты; съемка трубопроводов, дорог, лесных просек и др.; создание планового обоснования для топографических съемок мелких масштабов; вынос проектов, отдельных точек с точностью 0,8-1,0 м при работе с дифференциальными поправками в формате RTCM-104 в реальном времени; привязка точек наблюдения или отбора проб, устья скважины при проведении изыскательских работ в геологии и геофизике.

Приемник ProXL имеет 8 (12 каналов). Изготовлен по Маx Well-технологии. К внешнему порту приемника могут подключаться различные внешние устройства с цифровым выходом, такие, как трубоискатели, тепловизоры и пр. для координатной привязки результатов измерений, сделанных этими устройствами. Портативный компьютер - накопитель TDC-1(TDC-2) позволяет записывать измерения, координаты для тысяч точек, хранить пользовательский словарь объектов и их признаков и присваивать из него значения для точек съемки. Затем с помощью ПО PFINDER легко выполняется дифференциальная коррекция файлов, графический просмотр и исправление данных и экспорт в 22 различных ГИС-форматов (ARC/INFO, AutoCAD DXF, Intergrapf MGE, ERDAS, GRASS, MOSS и др.). Питание от камкордерных батарей. В стандартный комплект входят 2 батареи, полной зарядки которых достаточно для работы приемника в течение 8-10 часов.

Комплект приемника ProXL включает: приемник ProXL, 8 каналов L1, C/A-код с поддержкой фазы несущей, 1 последовательный интерфейсный порт RS-232, 1 порт питания, внутренняя память TDC1 (от 1 Мб до 4 Мб); TDC-2 (от 570 Кб до 3 Мб), RTCM-104 вход, NMEА выход, OSMII-блок питания, кабели для связи с РС, рюкзак для транспортирования в поле, комплект антенны Сompact Dome, контейнер для транспортирования, руководство для пользователя, программное обеспечение PFINDER.

Приемник Geo ExplorerII имеет 6 каналов. Антенна встроена в корпус приемника, имеется возможность использовать внешнюю антенну. Порядок работы аналогичен приемнику Pro XL. Затем с помощью ПО Geo-PС легко выполняется коррекция файлов, графический просмотр, исправление данных и экспорт в 22 различных ГИС-форматов (ARC/INFO, AutoCad, Intergragh MGE, ERDAS,GRASS,MOSS и др.).

В комплект приемника Geo Explorer II входят: приемник Geo ExplorerII, 6 каналов L1,C/A-код, программное обеспечение GEO-PC, батареи питания с зарядным устройством.

Базовая станция CBS - 12-канальный приемник. Аналог приемника Pro XL. Главная особенность - отсутствие внутренней памяти и невозможность подключения контроллера-накопителя. Подключается к компьютеру для накопления данных на жесткий диск. Имеет возможность генерировать и передавать по радиоканалу дифференциальные поправки формата RTCM-104. Таким образом, это - стационарный приемник, устанавливаемый на базе и комплектуемый компьютером. В качестве передвижных приемников можно использовать Pro XL и Geo ExplorerII.

На базе приемников CBS и Pro XL создан комплект, на который действует ценовая скидка, распространяющаяся на Россию, страны СНГ и Балтии.

В него входят: комплект приемника Pro XL - 1 шт., базовая станция CBS-1 шт., программное обеспечение CBS (для управления работой базовой станции) и ПО PFINDER (для обработки измерений).

Важное дополнение к приемникам ProXL и Geo ExplorerII - программное обеспечение Phase Processor, позволяющее повысить точность определения координат (в режиме постобработки) до 10-15 см Pro XL и лучше 1 м - Geo ExplorerII. Но такую точность можно получить лишь в статическом режиме работы (т.е. определения координат точечного объекта).

Стоимость приемников

Цена FOB приемников от $ 4500 до 16 080.

Цена комплектов, включающих базовую станцию GBS, передвижной приемник Pro XL и программное обеспечение, на который действует специальная скидка, составляет $ 14 550.

Навигационные приемники серии Scout

Приемники этого типа относятся к портативным навигационным приемникам и позволяют определять свое местоположение с точностью 50-100 м. Они являются идеальным средством для навигации, так как представляют собой единый блок, в котором совмещены антенна, приемник и ЖК-дисплей. Вес приемника - 400 грамм.

Приемник SCOUT MASTER имеет встроенную функцию для осреднения координат и получения конечного значения с ошибкой 15-20 м. Кроме этого, в приемниках SCOUT MASTER и SCOUT(М)PLUS имеется возможность принимать дифференциальные поправки в формате RTCM-104, тем самым повышая точность местоопределения до 10-15 м.

Питание приемников осуществляется от четырех стандартных батарей АА типа или камкордерной батареи. За дополнительную плату можно приобрести комплект внешней антенны и комплект питания, в который входят камкордерная батарея, зарядное устройство и кабель питания.

Основные области применения: навигация и выход на точку, например при производстве геологической разведки; координирование месторождений; оперативное координирование при чрезвычайных ситуациях разного рода: землетрясениях, аварии трубопроводов, пожарах, разливах нефти и пр.

Стоимость приемников (FOB, Калифорния) составляет от $ 795 до 995.

Александр ЗОТИКОВ

www.nestor.minsk.by