أفضل تصنيف لأجهزة استقبال GNSS لعام 2020

أجهزة استقبال أنظمة الأقمار الصناعية للملاحة العالمية (GNSS) هي أجهزة خاصة مصممة لتلقي إشارات من أنظمة تحديد المواقع العالمية QZZ و COMPASS و GPS و GLONASS بالإضافة إلى أنظمة تصحيح SBAS. تقع هذه الأقمار الصناعية في مدارات مختلفة تحيط بكوكبنا ، أو فوق مناطق محددة. تسمى أجهزة الاستقبال (وهي أيضًا أجهزة استقبال للأقمار الصناعية) ، والتي لديها القدرة على العمل مع عدة أنظمة في وقت واحد ، بنظام متعدد.

يستخدم البشر هذه الأجهزة لتحديد الإحداثيات الدقيقة على الأرض وليس فقط (من الممكن تحديد المواقع في الفضاء القريب من الأرض). بالإضافة إلى ذلك ، يمكنهم قياس الوقت الدقيق والمعلمات المختلفة عندما تتحرك الأشياء (على سبيل المثال ، الاتجاه والسرعة). الطريقة التي يتم بها تحديد الموقع هي حساب المسافة بين الساتل وهوائي مستقبل GNSS.

وبالتالي ، إذا كان موقع العديد من الأقمار الصناعية معروفًا ، فعندئذٍ باستخدام طريقة التثليث ، يمكن تحديد موضع الكائن المطلوب بدقة عالية ، باستخدام حسابات هندسية بسيطة.

ترسل الأقمار الصناعية نفسها إشارة رقمية تحتوي على التقويم الفلكي (أي معلومات حول مدار القمر الصناعي الذي يتم الإرسال منه) وتقويمًا مشتركًا (أي معلومات حول موقع جميع الأقمار الصناعية في النظام المستخدم) ، بالإضافة إلى الوقت المحدث. يتم نقل المعلومات على ترددات خاصة مخصصة للإرسال عبر الأقمار الصناعية. كقاعدة عامة ، هذه هي النطاقات من 1100 إلى 1600 ميغا هرتز.

أدى الاستخدام الحديث لأجهزة الأقمار الصناعية إلى نقل المعدات الجيوديسية إلى مستوى جديد تمامًا - أصبح الآن من السهل بمساعدتها حل المشكلات الضرورية ليس فقط للبناء ، ولكن أيضًا لمجالات أخرى من النشاط البشري. يتطور هذا الفرع من الصناعة عالية الدقة على قدم وساق ، وتظهر تحسينات مختلفة باستمرار ، لذلك قد يكون اختيار مستقبل GNSS المناسب أمرًا صعبًا للغاية ، نظرًا لاستحالة بسيطة لتتبع عناصر جديدة على أساس دائم. علاوة على ذلك ، من الصعب تحديد معلمات المستقبل التي سيحتاجها المستخدم بالتأكيد.

بعض ميزات عمل أجهزة الاستقبال

لا تستطيع مستقبلات GNSS تحديد الموقع على الأرض وفي الهواء فحسب ، بل يمكنها أيضًا قياس خصائص الكائنات ، بغض النظر عما إذا كانت في وضع ثابت أو تتحرك. جوهر الحساب هو القياس المستمر للمسافة بين القمر الصناعي وجسم التعقب. كل عام يتناقص الخطأ في مثل هذه الحسابات بشكل مطرد ، وبالتالي ، يصبح تحديد إحداثيات كائن التعقب أكثر دقة. في الوقت الحالي ، تبلغ الدقة بالفعل عدة أمتار.

تكوين مجموعة GNSS الساتلية

كقاعدة عامة ، لا يتم بيع أجهزة الاستقبال بشكل فردي ، ولكن يتم تضمينها في المجموعة. تتكون المجموعة القياسية من هذه المعدات من:

• اثنين من أجهزة استقبال الأقمار الصناعية.
• وحدة تحكم ميدانية مع برنامج مثبت ؛
• طبق القمر الصناعي نوع GNSS ؛
• جهاز الإرسال (مودم).

لقد وصلت التقنيات الحالية بالفعل إلى هذا المستوى من التطوير بحيث يمكن وضع كل المجموعة المذكورة أعلاه في جهاز واحد. المجال الرئيسي لتطبيق هذه الكتلة الواحدة هو الأعمال المساحية والجيوديسية. هناك أجهزة يتم فيها إخراج وحدة التحكم بشكل منفصل وتسمى هذه الأجهزة "الأجهزة المحمولة". من السهل جدًا تحديث نظام التشغيل وبرامج التحكم فيها.

مهم! يجدر التمييز بين مستقبلات GNSS وأجهزة استقبال السياح GPS. الأول عبارة عن معدات صناعية عالية الدقة ومصممة للاستخدام في مناطق محددة بدقة. هذه الأخيرة مطلوبة للسفر والسياحة ولديها وظائف أقل بكثير.

الحاجة الحالية لأجهزة GNSS

تنقسم أجهزة استقبال الأعمال الجيوديسية إلى نظام أحادي وثنائي ، بالإضافة إلى نظام أحادي وثنائي التردد. تتمتع جميع النماذج الحديثة تقريبًا بالقدرة على مراعاة التصحيحات التفاضلية لتنفيذ مهام التنقل. عند استخدام أحدث البرامج ، من الممكن التخطيط مسبقًا لمسح جيوديسي وحفظ البيانات التي تم الحصول عليها ونقلها إلى أجهزة خارجية (كمبيوتر) وإجراء المعالجة الأولية للمعلومات التي تم جمعها وتشكيل خريطة رقمية للفضاء.

تطبيقات معدات GNSS

تستخدم هذه الأنظمة الجيوديسية على نطاق واسع في المراحل الأولى من تشييد المباني والهياكل ، وكذلك لمسح قطع الأراضي وربطها بالأشياء الجغرافية. الميزة الرئيسية لاستخدام هذه الأجهزة هي وقت التشغيل السريع للغاية ، مما يجعل من الممكن نقل الإحداثيات التي تم الحصول عليها للمعالجة على الفور تقريبًا. من بين أمور أخرى ، سيسمح تنسيق GNSS ليس فقط ببناء منزل بكفاءة ، ولكن أيضًا لوضع اتصالات مختلفة بدقة ، من نظام إمداد المياه إلى شبكة نقل الطاقة الكهربائية.

ونتيجة لذلك ، فإن المجالات ذات الأولوية هي:

• الحفاظ على الروابط الجيوديسية على جميع المستويات - من التصوير العالمي إلى التصوير الكلاسيكي ؛
• دراسة الظواهر الطبيعية التي تحدث على سطح الأرض (حركة الصخور والأنهار الجليدية ، النشاط الزلزالي والبراكين ، إلخ) ؛
• صيانة مد خطوط الأنابيب ، ومراحل البناء المختلفة ، وكذلك حل العديد من المشاكل الهندسية والتطبيقية ؛
• المساعدة في إدارة الأراضي وتخصيص الأراضي ؛
• تنظيم التلاعب التسوية.
• وضع جدول زمني ثابت في وضع الدقة العالية ؛
• حل المشكلات في مجال المعلوماتية الجغرافية ورسم الخرائط.

الطرق الأساسية لإجراء مسح GNSS باستخدام أجهزة الاستقبال

تقليدي الطريقة عبارة عن مسح إحصائي ، يتم دمجه على النحو الأمثل مع جميع الأبعاد الحالية للقواعد. للقيام بذلك ، من الضروري تثبيت هوائيين في نقاط التحكم المحددة ، حيث سيقومان بمعالجة الحجم الكامل للبيانات الواردة. ستقوم أجهزة الاستقبال بدورها بتتبع الأقمار الصناعية وتسجيل معلمات متشابهة نسبيًا.بالنسبة لهذه الطريقة ، من الممكن استخدام طرق "الإحصائيات السريعة" - يتم وضع خطأ صغير في نص البيانات المستلمة من قبل المستخدم ، ولكن يمكن جمع جميع المعلومات الضرورية في غضون 15 دقيقة.

الحركية تتكون الطريقة من التتبع السريع لعدة نقاط في وقت واحد ، ولكن في هذه الحالة من الضروري التأكد من أن الجهاز في النقطة المرغوبة قبل بدء عملية التهيئة (تقريبًا ، حتى اللحظة التالية لاستقبال إشارة القمر الصناعي). إذا لم تقم بذلك في الوقت المناسب ، فسيتعين على الإجراء بأكمله البدء من جديد. يُنصح باستخدام هذه الطريقة في مناطق كبيرة نسبيًا ، عندما يكون من الممكن الوصول بسرعة إلى النقطة التالية ، على سبيل المثال ، بالسيارة.

أيضًا ، يمكن استخدام الطريقة الحركية في مناطق صغيرة جدًا ، باستخدام مبدأ "الوقوف والمشي". في هذه الحالة ، يجب أن تكون المسافة بين النقاط ضئيلة ، والشيء الرئيسي هو عدم وجود أشياء في المنطقة يمكن أن تتداخل مع مرور إشارة القمر الصناعي (المباني الشاهقة ، وخطوط الكهرباء ، وما إلى ذلك).

من بين أمور أخرى ، يمكن تحديد الموقع في الوقت الفعلي: الاتصال بين جهاز الاستقبال والقمر الصناعي غير منقطع عمليًا. ومع ذلك ، ستتطلب هذه الطريقة تكاليف طاقة عالية ، والتي قد لا تتمكن بطارية مستقبل GNSS من التعامل معها. عادة ما يتم استخدام هذه الحلول من قبل المهندسين المساحيين أو المساحين.

اختيار الموقع الصحيح لجهاز الاستقبال الأساسي

الموقع أمر بالغ الأهمية لإجراء مسح ناجح. عند إجراء معالجة ما بعد المعالجة أو المسح في الوقت الفعلي باستخدام مستقبل تردد فردي أو مزدوج ، تذكر أن موضع العربة الجوالة (الهوائي المتحرك) سيُشار إليه باستمرار إلى الموضع الأساسي. أي خطأ في تحديد إحداثيات القاعدة بواسطة هوائي متحرك سيؤدي حتما إلى تشويه إحداثيات العربة الجوالة نفسها.

وبالتالي ، يجب استيفاء شرطين:

• موثوقية استقبال GNSS ؛
• الإحداثيات المعروفة / غير المعروفة للقاعدة نفسها.

قد يكون هناك أيضًا شرط ثالث ، وهو بيئة القاعدة. يجب تثبيت هوائي القاعدة على أعلى مستوى ممكن بحيث لا توجد عوائق أمام استقبال الإشارة على طول المستوى الأفقي ويتم الوصول إلى النطاق الأقصى.

الشرط 1: استقبال GNSS

تأكد من تثبيت الهوائي في مكان لا توجد فيه عوائق لعرض منطقة معينة من السماء في الاتجاه الرأسي (لا نتحدث هنا عن عوائق الحماية الأرضية الموجودة أفقيًا). تسمح المساحة الواضحة فوق القاعدة بجمع البيانات من أكبر عدد من الأقمار الصناعية التي تحلق فوقها. يضمن مثل هذا الترتيب التشغيل المناسب للنظام ككل واستلام بيانات موثوقة حتى من الأقمار الصناعية في المدار الثابت بالنسبة للأرض ، ناهيك عن الأقمار الصناعية التي تحلق على ارتفاع منخفض.

الشرط رقم 2: موقع معروف / غير معروف للقاعدة

مع بعض طرق المسح ، قد يكون موقع القاعدة غير معروف تمامًا للعربة الجوالة. لذلك ، يجب اتخاذ الإجراءات التالية: إذا كان من الضروري تحقيق دقة قياس بالسنتيمتر ، فعليك استخدام الإحداثيات التقريبية بالسنتيمتر ، والمعروفة بالمنطقة التي تم تركيب الهوائي الأساسي فيها. إذا لم يكن ذلك ممكنًا ، فيجب وضع خطأ بسيط في سيناريو القياس ، والذي يمكن بعد ذلك القضاء عليه من خلال معرفة الإحداثيات الدقيقة للقاعدة.

عملية التهيئة

التهيئة هي إجراء يمكن من خلاله للمستقبل في الوقت الفعلي (أو برنامج في مرحلة ما بعد المعالجة) ضبط غموض رقم إحداثي صحيح يميز مرحلة المعالجة الحاملة. هذا الحل هو شرط ضروري لجهاز الاستقبال وبرامجه للحصول على قياسات بدقة السنتيمتر. وفقًا لذلك ، لإجراء حسابات دقيقة للغاية ، من الضروري مراقبة هذه المعلمة باستمرار.

مهم! يجب عدم الخلط بين هذه العملية وتهيئة جهاز الاستقبال بواسطة القمر الصناعي ، عند إنشاء اتصال أولي بين الأجهزة.مع الاتصال الأساسي ، دقة الإحداثيات هي 5-10 أمتار.

المعلمات الأساسية لمعدات GNSS التي تتطلب اهتماما وثيقا

سيتم لعب الدور الرئيسي في تشغيل جهاز الاستقبال بواسطة:

• تقنية معالجة الإشارات وعدد القنوات المستخدمة. عند العمل في ظروف جوية أو جغرافية صعبة ، فإن دقة القياسات ستعتمد بشكل مباشر على ثبات الإشارة ، وبالتالي على عدد القنوات المستخدمة. تتيح لك التقنيات الحديثة لقمع الضوضاء الخارجية والحزم المتعددة لبعض الطرز العمل بفعالية في الطقس العاصف على الأراضي الوعرة ؛
• عمر البطارية والطاقة. يجدر الاهتمام بوجود بطارية إضافية في المجموعة "للتبديل السريع" المستهلكة. المعيار الحالي لبطارية واحدة هو يوم واحد من العمل الميداني ؛
• حماية المعدات من الغبار والرطوبة وظروف درجة الحرارة. يمكن أن تعمل أغلى العينات وأكثرها حداثة في نطاق من -40 إلى +60 درجة مئوية. يجب الإشارة إلى تصنيف IP للحاوية على الجهاز نفسه. على سبيل المثال ، IP67 يعني أنه يمكن حتى غمر الجهاز في الماء لفترة قصيرة ، وحالته محمية تمامًا من الغبار ؛
• تنسيق البيانات للإرسال. يجب أن تكون هي نفسها بالنسبة للعربة الجوالة والمعدات الأساسية. يتم استبعاد أي تناقضات على الفور إذا كانت معدات من نفس الشركة. إذا كانت الشركات المصنعة للأجهزة مختلفة ، فمن الممكن استخدام معيار RTCM ، وهو عالمي لجميع العينات.

الاختيار الصحيح لأجهزة استقبال GNSS عند الشراء

حتى إذا لم يكن المشتري المحتمل مساحًا محترفًا ولم يتعامل مطلقًا مع هذه المعدات من قبل ، فإن المعايير التالية ستساعدك على عدم ارتكاب خطأ في الاختيار:

• سهولة الاستخدام والموثوقية. يجب أن يكون لأي جهاز من هذا النوع واجهة بسيطة وبديهية ، ولا تحتوي على الكثير من القوائم والخيارات متعددة المستويات. ببساطة ، يجب اتباع مبدأ التوصيل والتشغيل ؛
• القدرة على توصيل جهاز الاستقبال بأجهزة خارجية أخرى: من مودم وجهاز كمبيوتر إلى هاتف ذكي ؛
• الأبراج الفضائية المدعومة. من الضروري هنا تحديد المنطقة التي يتوقع فيها عمل أطول. بالنسبة لأوروبا ، يعد Galileo مناسبًا ، وبالنسبة لروسيا وبلدان رابطة الدول المستقلة ، من الأفضل استخدام GLONASS ، على نطاق عالمي - GPS. يجدر معرفة ما إذا كان النموذج المختار متعدد الأنظمة - فهذه عادة ما تكون أكثر تكلفة ؛
• وجود شاشة رقمية. بطبيعة الحال ، من الأفضل أن تكون موجودة في النموذج. علاوة على ذلك ، يُفضل اختيار طراز بشاشة LCD متعددة البكسل ، بدلاً من الصور المثبتة مسبقًا. الشاشة الجيدة غير الساكنة أسهل بكثير وأكثر متعة في العمل معها ؛
• الصانع. أجهزة استقبال GNSS هي معدات معقدة تقنيًا ، لذلك يفضل المساحون عينات من الشركات المصنعة الغربية. في الوقت نفسه ، لا يتجاوزون اليابان أيضًا - النماذج من Leica (قسم من Panasonic) ، والتي تتميز بالدقة المتزايدة ، تحظى بشعبية خاصة.

أفضل تصنيف لأجهزة استقبال GNSS لعام 2020

المركز الخامس: SP ProMark 220

يستخدم هذا النموذج تقنية ZED-Blade المتقدمة لتهيئة أسرع وزيادة الدقة حتى على خطوط الأساس الممتدة. يحاول المستقبِل تحقيق أقصى استفادة من جميع مجموعات النجوم الخاصة بنظام GNSS ، مما يعني الكفاءة العالية والدقة حتى في الظروف الصعبة.

• التقنيات المبتكرة المستخدمة ؛
• سعر معقول للغاية ؛
• الاكتمال الجيد للمجموعة.

• يعمل فقط مع نظامين: GLONASS و GPS.

المركز الرابع: تعيين SOUTH S660

هذه العينة سهلة الاستخدام للغاية ، ولها وزن منخفض نسبيًا ومركب مقاوم للصدمات لجميع الأجهزة المضمنة في المجموعة.يسمح التصميم الفريد للهوائي بإجراء قياسات فائقة الدقة في الوضع الثابت وفي الوقت الفعلي. تصميم الجهاز هو مثال على بيئة العمل ، وواجهة التحكم بسيطة وبديهية. غالبا ما تستخدم في هندسة المناظر الطبيعية.

• القيمة الفعلية للمال
• تصميم مريح
• يدعم جميع الأبراج الفضائية المعروفة (مدني بالطبع).

• المودم يعمل فقط في شبكات 2G / 3G.

المركز الثالث: مجموعة SOUTH Galaxy G1

تمثل هذه الوحدة جيلًا جديدًا من أجهزة الاستقبال ذات الحجم الصغير والوظائف المحسنة. تم تجهيز جهاز الاستقبال بضبط تلقائي لمستويات الاستقبال ، مما يزيد بشكل فريد من دقة القياس. أيضًا ، يتم تضمين مستشعر إمالة خاص في التصميم ، والذي يسمح لك بالتخلص من أخطاء التمركز وأتمتة الاتصالات على طول الطريق. فازت المجموعة بجائزة أفضل صديق للمساح لعام 2015 في جائزة Reddot Design.

• نموذج مؤتمت بالكامل تقريبًا - في بعض الحالات لا تحتاج حتى إلى الضغط على زر لأخذ القياسات ؛
• علامة تجارية مشرفة مع جائزة دولية ؛
• يعمل في ظل جميع أنظمة التشغيل الحالية من Microsoft (باستثناء الإصدار العاشر).

• غير موجود (لشريحته).

المركز الثاني: LEICA GS18T LTE

تم تجهيز هذا النموذج بمعوض خاص ، والذي يعمل على تلطيف عدم الدقة في القياسات عند حدوث زاوية ميل العمود. وبالتالي ، فإن التسوية المستمرة للجهاز غير مطلوبة. إنه مقاوم للغاية للتأثيرات الكهرومغناطيسية ، مما يجعل من الممكن ضمان اتصال ثابت مع القمر الصناعي حتى بالقرب من خطوط الكهرباء. تتميز العلبة بمستوى متزايد من الحماية من الغبار والرطوبة (IP68). متواضع للغاية لظروف الطقس.

• يعمل مع جميع أنظمة الأقمار الصناعية.
• لا حاجة لمعايرة إضافية ؛
• يمكن تخزين البيانات على وسائط خارجية (تصل إلى 8 جيجابايت).

• سعر مرتفع لمجموعة غير كاملة.

المركز الأول: GPS Leica GR50

يمكن أن يسمى هذا المستقبل "خادم من عالم معدات GNSS". يمكن أن تعمل كمحطة ثابتة دائمة وكنموذج مرجعي (مرجعي). تسمح الدقة الاستثنائية للجهاز باستخدامه في مناطق دقيقة للغاية ، على سبيل المثال ، عند مراقبة تشوهات سطح الأرض. لديها برنامجها الخاص "SmartWorks" ، الذي يركز على أداء المهام الخاصة. يمكن أن تعمل مع العديد من العملاء المتجولين.

• تعدد الوظائف.
• البرامج الخاصة
• دعم عدد كبير من المركبات الجوالة ؛
• يعمل مع جميع أنظمة الأقمار الصناعية.

• سعر مرتفع للغاية (متاح فقط للمشترين الكبار لتطبيقات محددة).

بدلا من الخاتمة

نظرًا لحقيقة أن المعدات الموصوفة معقدة تقنيًا ، يجب شراؤها فقط من موردين موثوقين. علاوة على ذلك ، ينصح المحترفون بإجراء عمليات شراء على مواقع الإنترنت ، لأنه سيكون من الممكن توفير الفرق في تكلفة البيع بالتجزئة. هذا الظرف هو الأكثر صلة ، لأن سعر الأجهزة مرتفع للغاية.