Millor rànquing de receptors GNSS per al 2020

Els receptors de sistemes de navegació global per satèl·lit (GNSS) són dispositius especials dissenyats per rebre senyals dels sistemes de posicionament global QZZ, COMPASS, GPS, GLONASS, així com dels sistemes de correcció SBAS. Aquests satèl·lits es troben en diferents òrbites que envolten el nostre planeta o sobre els seus territoris específics. Els receptors (també són receptors de satèl·lit), que tenen la capacitat de treballar amb diversos sistemes alhora, s’anomenen multisistema.

Aquests dispositius són utilitzats pels humans per determinar les coordenades exactes a terra i no només (el posicionament a l’espai proper a la terra és possible). A més, són capaços de mesurar el temps exacte i diversos paràmetres quan es mouen objectes (per exemple, direcció i velocitat). El mètode mitjançant el qual es realitza el posicionament és calcular la distància entre el satèl·lit i l'antena del receptor GNSS.

Així, si es coneix la posició de diversos satèl·lits, mitjançant el mètode de triangulació, és possible establir la posició de l’objecte desitjat amb alta precisió, mitjançant càlculs geomètrics senzills.

Els mateixos satèl·lits transmeten un senyal digital que conté efemèrides (és a dir, informació sobre l’òrbita del satèl·lit des d’on es realitza la transmissió) i un almanac general (és a dir, informació sobre la posició de tots els satèl·lits del sistema que s’utilitza), així com el temps actualitzat. La transferència d’informació es fa a freqüències especials que s’assignen per a la transmissió per satèl·lit. Com a regla general, aquests són els rangs d’entre 1100 i 1600 Megahertz.

L’ús modern de dispositius per satèl·lit ha portat els equips geodèsics a un nivell completament nou; ara s’ha convertit en fàcil amb la seva ajuda per resoldre problemes que són necessaris no només per a la construcció, sinó també per a altres àrees de l’activitat humana. Aquesta branca de la indústria d'alta precisió es desenvolupa a passos de gegant, apareixen diverses millores constantment, de manera que triar el receptor GNSS adequat pot ser molt difícil, a causa de la simple impossibilitat de fer un seguiment permanent de nous articles. A més, és difícil determinar els paràmetres del receptor que definitivament necessitarà l'usuari.

Algunes característiques del funcionament dels receptors

Els receptors GNSS no només són capaços de determinar la ubicació tant a terra com a l’aire, sinó que també poden mesurar les propietats dels objectes, independentment de si estan en posició estàtica o en moviment. L’essència del càlcul és mesurar contínuament la distància entre el satèl·lit i l’objecte de seguiment. Cada any, l'error d'aquests càlculs disminueix constantment i, per tant, la determinació de les coordenades de l'objecte de seguiment es fa més precisa. De moment, la precisió ja és de diversos metres.

Composició del conjunt de satèl·lits GNSS

Com a regla general, els receptors no es venen individualment, sinó que apareixen immediatament al kit. Un conjunt estàndard d’aquest equip consisteix en:

• Dos receptors de satèl·lit;
• Controlador de camp amb programari instal·lat;
• Antena parabòlica tipus GNSS;
• Dispositiu transmissor (mòdem).

Les tecnologies actuals ja han assolit un nivell de desenvolupament tal que tot el conjunt anterior es pot incloure en un sol dispositiu. El principal camp d’aplicació d’aquests monoblocs són les obres cadastrals i geodèsiques. Hi ha dispositius en què el controlador es treu per separat i aquests dispositius s'anomenen "dispositius de mà". És molt fàcil actualitzar el sistema operatiu i controlar-ne els programes.

IMPORTANT! Val la pena distingir entre receptors GNSS i receptors turístics GPS. Els primers són equips industrials d’alta precisió i estan destinats a l’ús en zones estrictament definides. Aquests últims són necessaris per a viatges i turisme i tenen molta menys funcionalitat.

La necessitat actual d’instruments GNSS

Els receptors per a treballs geodèsics es subdivideixen en un i dos sistemes, així com en una i dues freqüències. Gairebé tots els models moderns tenen la capacitat de tenir en compte correccions diferencials per a la implementació de tasques de navegació. Quan s’utilitza el programari més recent, és possible planificar prèviament una enquesta geodèsica, desar i transferir les dades obtingudes a dispositius externs (ordinador), realitzar un processament primari de la informació recollida i formar un mapa digital de l’espai.

Aplicacions d'equips GNSS

Aquests sistemes geodèsics s’utilitzen àmpliament en les fases inicials de la construcció d’edificis i estructures, així com per a la inspecció de parcel·les i la seva vinculació a objectes geogràfics. El principal avantatge d’utilitzar aquests dispositius és el seu temps de funcionament extremadament ràpid, que permet transferir les coordenades obtingudes per processar-les gairebé immediatament. Entre altres coses, la coordinació GNSS permetrà no només construir una casa de manera competent, sinó també establir diverses comunicacions amb precisió, des d’un sistema de subministrament d’aigua fins a una xarxa de transmissió d’energia elèctrica.

Com a resultat, les àrees prioritàries són:

• Mantenir connexions geodèsiques a tots els nivells, des del rodatge global fins al clàssic;
• Estudi de fenòmens naturals que es produeixen a la superfície terrestre (moviment de roques i glaceres, activitat sísmica i vulcanisme, etc.);
• Manteniment de la col·locació de canonades, diverses etapes de construcció, així com la solució de molts problemes d’enginyeria i aplicats;
• Assistència en la gestió i assignació de terrenys;
• Organització de manipulacions d’anivellament;
• Establir una línia de temps coherent en mode d'alta precisió;
• Resolució de problemes en el camp de la geoinformàtica i la cartografia.

Mètodes bàsics per dur a terme una enquesta GNSS mitjançant receptors

Tradicional el mètode és una enquesta estadística, que es combina òptimament amb totes les dimensions actuals de les bases. Per fer-ho, cal instal·lar dues antenes als punts de control designats, que processaran tot el volum de dades entrants. Els receptors, al seu torn, faran un seguiment dels satèl·lits i registraran paràmetres relativament similars.Per a aquest mètode, és possible utilitzar els mètodes "estàtiques ràpides": l'usuari posa un petit error a l'script de les dades rebudes, però es pot recollir tota la informació necessària en un termini de 15 minuts.

Cinemàtic el mètode consisteix a fer un seguiment ràpid de diversos punts alhora, però en aquest cas cal assegurar-se que l'equip es troba al punt desitjat abans que comenci el procés d'inicialització (aproximadament, fins al següent moment de rebre un senyal de satèl·lit). Si no ho feu a temps, haurà de tornar a començar tot el procediment. Es recomana utilitzar aquest mètode en zones relativament grans, quan és possible arribar ràpidament al següent punt, per exemple, amb cotxe.

A més, el mètode cinemàtic es pot utilitzar en àrees extremadament petites, mitjançant el principi "stand and walk". En aquest cas, la distància entre els punts ha de ser mínima i el més important és que no hi hagi cap objecte al districte que pugui interferir amb el pas del senyal del satèl·lit (edificis de gran alçada, línies elèctriques, etc.).

Entre altres coses, el posicionament es pot dur a terme en temps real: la comunicació entre el receptor i el satèl·lit és pràcticament ininterrompuda. Tanmateix, aquest mètode requerirà uns costos energètics elevats, que és possible que la bateria del receptor GNSS no pugui gestionar. Normalment, aquestes solucions les fan servir enginyers cadastrals o agrimensors.

Triar la ubicació adequada per al receptor base

La ubicació és fonamental per obtenir una enquesta amb èxit. Quan es realitzi un post-processament o un enquesta en temps real amb un receptor de freqüència simple o doble, recordeu que la posició del rover (antena mòbil) es referirà constantment a la posició base. Qualsevol error en determinar les coordenades de la base per una antena mòbil conduirà inevitablement a una distorsió de les coordenades del mateix rover.

Per tant, s'han de complir dues condicions:

• Fiabilitat de la recepció de GNSS;
• Les coordenades conegudes / desconegudes de la mateixa base.

També pot haver-hi una tercera condició, que és l’entorn de la base. L'antena base s'ha d'instal·lar el més alt possible per tal que no hi hagi obstacles per a la recepció del senyal al llarg del pla horitzontal i s'arribi al màxim abast.

Condició núm. 1: recepció GNSS

Assegureu-vos que l’antena estigui instal·lada en un lloc on no hi hagi cap obstrucció a la vista d’una zona concreta del cel en direcció vertical (aquí no parlem d’obstacles de protecció del terra situats horitzontalment). Un espai lliure per sobre de la base permetrà recopilar dades del nombre màxim de satèl·lits que la sobrevolin. Aquest acord garanteix el funcionament favorable del sistema en general i la recepció de dades fiables fins i tot de satèl·lits en òrbita geoestacionària, per no parlar de les de baix vol.

Condició núm. 2: ubicació coneguda / desconeguda de la base

Amb alguns mètodes d’enquesta, pot ser que el rover no conegui exactament la posició de la base. Per tant, s’han de prendre les mesures següents: si és necessari aconseguir una precisió de mesura en centímetres, haureu d’utilitzar les coordenades aproximades en centímetres, conegudes per la zona on està instal·lada l’antena base. Si no es pot fer això, s'hauria de posar un petit error a l'script de mesura, que es pot eliminar coneixent les coordenades exactes de la base.

Procés d’inicialització

La inicialització és un procediment en el qual el receptor en temps real (o el programa en procés posterior) pot establir l’ambigüitat d’un número de coordenades enteres, que és característic de la fase portadora de processament. Aquesta solució és una condició necessària perquè el receptor i el seu programari obtinguin mesures amb una precisió del centímetre. En conseqüència, per fer càlculs molt precisos, és necessari controlar constantment aquest paràmetre.

IMPORTANT! Aquest procés no s’ha de confondre amb la inicialització del receptor pel satèl·lit, quan s’estableix la comunicació primària entre dispositius.Amb la comunicació primària, la precisió de les coordenades és de 5-10 metres.

Paràmetres principals dels equips GNSS que requereixen molta atenció

El paper clau en el funcionament del receptor el tindran:

• Tecnologia de processament de senyals i nombre de canals utilitzats. Quan es treballa en condicions meteorològiques o geogràfiques difícils, la precisió de les mesures obtingudes dependrà directament de l'estabilitat del senyal i, per tant, del nombre de canals utilitzats. Les modernes tecnologies per suprimir el soroll aliè i els feixos múltiples d'alguns models us permeten treballar eficaçment amb inclemències meteorològiques en terrenys difícils;
• Durada i potència de la bateria. Val la pena tenir cura de la presència d'una bateria addicional al kit per "canviar en calent" l'utilitzada. L’estàndard actual per a una sola bateria és un dia de treball de camp;
• Protecció contra la pols i la humitat dels equips i les condicions de temperatura. Les mostres més cares i modernitzades poden funcionar entre -40 i +60 graus centígrads. La qualificació IP del recinte s’ha d’indicar al propi dispositiu. Per exemple, IP67 significa que fins i tot el dispositiu es pot submergir a l'aigua durant un curt temps i que la seva funda està completament protegida de la pols;
• Format de dades per a la transmissió. Han de ser els mateixos per a l’equip de base i el rover. Qualsevol discrepància s’exclou immediatament si es tracta d’equips de la mateixa empresa. Si els fabricants de dispositius són diferents, és possible utilitzar l’estàndard RTCM, que és universal per a totes les mostres.

L’elecció correcta dels receptors GNSS en comprar-los

Fins i tot si un comprador potencial no és un agrimensor professional i no ha tractat prèviament amb aquest equip, els següents criteris ajudaran al màxim a no equivocar-se amb l’elecció:

• Fàcil d'utilitzar i fiable. Qualsevol equip d’aquest tipus ha de tenir una interfície senzilla i intuïtiva, no tenir massa menús i opcions de diversos nivells. En poques paraules, s’ha de seguir el principi plug-and-play;
• La possibilitat de connectar el receptor amb altres dispositius externs: des d’un mòdem i un ordinador fins a un telèfon intel·ligent;
• Constel·lacions de satèl·lits compatibles. Aquí cal decidir en quina àrea s’espera la feina més llarga. Per a Europa, Galileo és adequat, per a Rússia i els països de la CEI és millor utilitzar GLONASS a escala mundial: el GPS. Val la pena saber per endavant si el model escollit és multisistema, normalment són més cars;
• La presència d’una pantalla digital. Naturalment, és millor quan està present al model. A més, és preferible triar un model amb una pantalla LCD de diversos píxels en lloc de fer-ho amb imatges preinstal·lades. És molt més fàcil i agradable treballar amb una bona pantalla no estàtica;
• Fabricant. Els receptors GNSS són equips tècnicament complexos, de manera que els enquestadors prefereixen mostres de fabricants occidentals. Al mateix temps, tampoc passen per alt el Japó: els models de Leica (una divisió de Panasonic), que es caracteritzen per augmentar la precisió, són especialment populars.

Millor rànquing de receptors GNSS per al 2020

5è lloc: SP ProMark 220

Aquest model utilitza l’avançada tecnologia ZED-Blade per a una inicialització més ràpida i una precisió millorada fins i tot en línies de base esteses. El receptor intenta aprofitar al màxim totes les constel·lacions GNSS, cosa que significa una alta eficiència i precisió de mesura fins i tot en condicions difícils.

• Tecnologies innovadores utilitzades;
• Preu extremadament assequible;
• Bona integritat del kit.

• Funciona només amb 2 sistemes: GLONASS i GPS.

4t lloc: conjunt S660 SUD

Aquesta mostra és extremadament fàcil d'utilitzar, té un complex relativament baix i resistent als cops per a tots els dispositius inclosos al conjunt.El disseny únic de l’antena permet realitzar mesures ultra precises tant en modes estàtics com en temps real. El disseny del dispositiu és un exemple d’ergonomia i la interfície de control és senzilla i intuïtiva. S’utilitza més sovint per a l’arquitectura del paisatge.

• Relació qualitat preu;
• Disseny ergonòmic
• Admet totes les constel·lacions de satèl·lits conegudes (civils, per descomptat).

• El mòdem només funciona a xarxes 2G / 3G.

3r lloc: joc Galaxy S1 de SUD

Aquesta unitat representa una nova generació de receptors amb una mida petita i una funcionalitat millorada. El receptor està equipat amb un ajust automàtic dels nivells de recepció, que augmenta de manera única la precisió de la mesura. A més, s’inclou un sensor d’inclinació especial al disseny, que permet eliminar els errors de centratge i automatitzar les comunicacions al llarg de la ruta. El kit va guanyar el Surveyor's Best Friend 2015 al Reddot Design Award.

• Model gairebé totalment automatitzat: en alguns casos ni tan sols cal prémer un botó per prendre mesures;
• Marca reconeguda amb un premi internacional;
• Funciona amb tots els sistemes operatius existents de Microsoft (excepte la 10a versió).

• No trobat (per al seu segment).

2n classificat: LEICA GS18T LTE

Aquest model està equipat amb un compensador especial que suavitza les inexactituds de les mesures quan es produeix l’angle d’inclinació del pal. Per tant, no és necessari un anivellament constant del dispositiu. És altament resistent a les influències electromagnètiques, cosa que permet assegurar una comunicació estable amb el satèl·lit fins i tot a prop de les línies elèctriques. La caixa té un major nivell de protecció contra la pols i la humitat (IP68). Extremadament sense pretensions a les condicions meteorològiques.

• Funciona amb tots els sistemes de satèl·lit;
• No cal un calibratge addicional;
• Les dades es poden emmagatzemar en suports externs (fins a 8 GB).

• Preu elevat per a un conjunt incomplet.

1r classificat: GPS Leica GR50

Aquest receptor es pot anomenar "servidor del món dels equips GNSS". Pot funcionar tant com a estació estacionària permanent com com a model de referència (referència). L'excepcional precisió del dispositiu permet utilitzar-lo en zones extremadament precises, per exemple, quan es controlen deformacions de la superfície terrestre. Té el seu propi programari "SmartWorks", enfocat a realitzar tasques especials. Pot funcionar amb molts rovers de clients.

• Multifuncionalitat;
• Programari propi;
• Suport per a un gran nombre de rovers;
• Funciona amb tots els sistemes de satèl·lit.

• Preu extremadament alt (només disponible per a grans compradors per a aplicacions específiques).

En lloc d’un epíleg

Atès que l’equip descrit és tècnicament complex, només s’ha de comprar a proveïdors de confiança. A més, els professionals aconsellen fer compres en llocs d'Internet, ja que allà serà possible estalviar en la diferència de cost al detall. Aquesta circumstància és molt rellevant, ja que el preu dels dispositius és extremadament elevat.