Classifica dei migliori ricevitori GNSS per il 2020

I ricevitori Global Navigation Satellite Systems (GNSS) sono dispositivi speciali progettati per ricevere segnali dai sistemi di posizionamento globale QZZ, COMPASS, GPS, GLONASS e dai sistemi di correzione SBAS. Questi satelliti si trovano in orbite diverse, circondando il nostro pianeta o sui suoi territori specifici. I ricevitori (sono anche ricevitori satellitari), che hanno la capacità di lavorare con più sistemi contemporaneamente, sono chiamati multi-sistema.

Questi dispositivi sono utilizzati dagli esseri umani per determinare le coordinate esatte sul terreno e non solo (il posizionamento nello spazio vicino alla Terra è possibile). Inoltre, sono in grado di misurare l'ora esatta e vari parametri quando gli oggetti si muovono (ad esempio, direzione e velocità). Il metodo con cui viene eseguito il posizionamento è calcolare la distanza tra il satellite e l'antenna del ricevitore GNSS.

Pertanto, se la posizione di più satelliti è nota, quindi utilizzando il metodo di triangolazione, è possibile stabilire la posizione dell'oggetto desiderato con elevata precisione, utilizzando semplici calcoli geometrici.

I satelliti stessi trasmettono un segnale digitale contenente effemeridi (ovvero informazioni sull'orbita del satellite da cui viene condotta la trasmissione) e un almanacco comune (ovvero informazioni sulla posizione di tutti i satelliti nel sistema utilizzato), nonché l'ora aggiornata. Il trasferimento delle informazioni avviene su frequenze speciali assegnate alla trasmissione satellitare. Di norma, questi sono gli intervalli da 1100 a 1600 Megahertz.

L'uso moderno di dispositivi satellitari ha portato le apparecchiature geodetiche a un livello completamente nuovo: ora è diventato facile con il suo aiuto risolvere i problemi necessari non solo per la costruzione, ma anche per altre aree dell'attività umana. Questo ramo dell'industria di alta precisione si sta sviluppando a passi da gigante, compaiono costantemente vari miglioramenti, quindi scegliere il ricevitore GNSS giusto può essere molto difficile, a causa della semplice impossibilità di tracciare nuovi elementi su base permanente. Inoltre, è difficile determinare i parametri del ricevitore di cui l'utente avrà sicuramente bisogno.

Alcune caratteristiche del funzionamento dei ricevitori

I ricevitori GNSS non solo possono determinare la posizione sia a terra che in aria, ma possono anche misurare le proprietà degli oggetti, indipendentemente dal fatto che si trovino in una posizione statica o in movimento. L'essenza del calcolo è misurare continuamente la distanza tra il satellite e l'oggetto di tracciamento. Ogni anno l'errore di tali calcoli diminuisce costantemente e, di conseguenza, la determinazione delle coordinate dell'oggetto di tracciamento diventa più accurata. Al momento, la precisione è già di diversi metri.

Composizione del set GNSS satellitare

Di norma, i ricevitori non vengono venduti singolarmente, ma sono inclusi nel kit. Un set standard di tali apparecchiature è costituito da:

• Due ricevitori satellitari;
• Controller da campo con software installato;
• Antenna parabolica tipo GNSS;
• Dispositivo di trasmissione (modem).

Le attuali tecnologie hanno già raggiunto un tale livello di sviluppo che tutto il set di cui sopra può essere racchiuso in un unico dispositivo. Il principale campo di applicazione di questi monoblocchi sono le opere catastali e geodetiche. Ci sono dispositivi in ​​cui il controller viene estratto separatamente e tali dispositivi sono chiamati "palmari". È molto facile aggiornare il sistema operativo e controllare i programmi in essi contenuti.

IMPORTANTE! Vale la pena distinguere tra ricevitori GNSS e ricevitori turistici GPS. Le prime sono apparecchiature industriali di alta precisione e sono destinate all'uso in aree rigorosamente definite. Questi ultimi sono necessari per i viaggi e il turismo e hanno molte meno funzionalità.

L'attuale necessità di strumenti GNSS

I ricevitori per i lavori geodetici sono suddivisi in uno e due sistemi, nonché in una e due frequenze. Quasi tutti i modelli moderni hanno la capacità di tenere conto delle correzioni differenziali per l'implementazione delle attività di navigazione. Quando si utilizza il software più recente, è possibile pianificare in anticipo un rilevamento geodetico, salvare e trasferire i dati ottenuti su dispositivi esterni (computer), eseguire l'elaborazione primaria delle informazioni raccolte e formare una mappa digitale dello spazio.

Applicazioni delle apparecchiature GNSS

Tali sistemi geodetici sono ampiamente utilizzati nelle fasi iniziali della costruzione di edifici e strutture, nonché per il rilevamento di terreni e il loro legame con oggetti geografici. Il vantaggio principale dell'utilizzo di questi dispositivi è il loro tempo di funzionamento estremamente veloce, che consente di trasferire le coordinate ottenute per l'elaborazione quasi immediatamente. Tra le altre cose, il coordinamento GNSS consentirà non solo di costruire una casa in modo competente, ma anche di stabilire con precisione varie comunicazioni: da un sistema di approvvigionamento idrico a una rete di trasmissione di energia elettrica.

Di conseguenza, le aree prioritarie sono:

• Mantenimento delle connessioni geodetiche a tutti i livelli, dalle riprese globali a quelle classiche;
• Studio dei fenomeni naturali avvenuti sulla superficie terrestre (movimento di rocce e ghiacciai, attività sismica e vulcanismo, ecc.);
• Manutenzione della posa di condotte, varie fasi di costruzione, nonché soluzione di molti problemi ingegneristici e applicati;
• Assistenza nella gestione e assegnazione del territorio;
• Organizzazione delle manipolazioni di livellamento;
• Stabilire una sequenza temporale coerente in modalità ad alta precisione;
• Risoluzione di problemi nel campo della geoinformatica e della cartografia.

Metodi di base per condurre un'indagine GNSS utilizzando i ricevitori

Tradizionale il metodo è un'indagine statistica, che si combina in modo ottimale con tutte le dimensioni attuali delle basi. Per fare ciò, è necessario installare due antenne nei punti di controllo designati, elaboreranno l'intero volume di dati in arrivo. I ricevitori, a loro volta, seguiranno i satelliti e registreranno parametri relativamente simili.Per questo metodo, è possibile utilizzare i metodi "statica veloce": un piccolo errore viene inserito nello script dei dati ricevuti dall'utente, ma tutte le informazioni necessarie possono essere raccolte entro 15 minuti.

Cinematica il metodo consiste nel tracciare velocemente più punti contemporaneamente, ma in questo caso è necessario assicurarsi che l'apparecchiatura si trovi nel punto desiderato prima che inizi il processo di inizializzazione (grosso modo, fino al momento successivo di ricezione di un segnale satellitare). Se non lo fai in tempo, l'intera procedura dovrà ricominciare da capo. È preferibile utilizzare questo metodo in aree relativamente ampie, quando è possibile raggiungere rapidamente il punto successivo, ad esempio in auto.

Inoltre, il metodo cinematico può essere utilizzato in aree estremamente piccole, utilizzando il principio "stand and walk". In questo caso la distanza tra i punti dovrebbe essere minima e l'importante è che non ci siano oggetti nel quartiere che possano interferire con il passaggio del segnale satellitare (grattacieli, linee elettriche, ecc.).

Tra l'altro, il posizionamento può essere effettuato in tempo reale: la comunicazione tra ricevitore e satellite è praticamente ininterrotta. Tuttavia, questo metodo richiederà costi energetici elevati, che la batteria del ricevitore GNSS potrebbe non essere in grado di gestire. Solitamente tali soluzioni sono utilizzate da ingegneri catastali o geometri.

Scegliere la giusta posizione per il ricevitore base

La posizione è fondamentale per un sondaggio di successo. Quando si esegue la post-elaborazione o il rilevamento in tempo reale con un ricevitore a frequenza singola o doppia, ricordare che la posizione del rover (antenna mobile) sarà costantemente riferita alla posizione di base. Qualsiasi errore nel determinare le coordinate della base da parte di un'antenna mobile porterà inevitabilmente alla distorsione delle coordinate del rover stesso.

Pertanto, devono essere soddisfatte due condizioni:

• Affidabilità della ricezione GNSS;
• Le coordinate note / sconosciute della base stessa.

Potrebbe esserci anche una terza condizione, che è l'ambiente della base. L'antenna di base deve essere installata il più in alto possibile in modo che non vi siano ostacoli alla ricezione del segnale lungo il piano orizzontale e venga raggiunta la portata massima.

Condizione n. 1: ricezione GNSS

Assicurarsi che l'antenna sia installata in una posizione dove non sono presenti ostacoli per la visione di una determinata area di cielo in direzione verticale (qui non si tratta di ostacoli schermanti a terra posti orizzontalmente). Uno spazio libero sopra la base consentirà di raccogliere dati dal numero massimo di satelliti che la sorvolano. Tale disposizione garantisce il buon funzionamento del sistema nel suo insieme e la ricezione di dati affidabili anche da satelliti in orbita geostazionaria, per non parlare di quelli a bassa quota.

Condizione n. 2: posizione nota / sconosciuta della base

Con alcuni metodi di rilevamento, è possibile che la posizione della base non sia esattamente nota al rover. Pertanto, è necessario prendere le seguenti misure: se è necessario ottenere una precisione di misurazione centimetrica, è necessario utilizzare le coordinate approssimative in centimetri, note per l'area in cui è installata l'antenna di base. Se ciò non è possibile, è necessario inserire un piccolo errore nello scenario di misurazione, che può quindi essere eliminato conoscendo le coordinate esatte della base.

Processo di inizializzazione

L'inizializzazione è una procedura in cui il ricevitore in tempo reale (o il programma in post-elaborazione) può impostare l'ambiguità di un numero di coordinate intero, che è caratteristica della fase portante dell'elaborazione. Questa soluzione è una condizione necessaria affinché il ricevitore e il suo software ottengano misurazioni con una precisione del centimetro. Di conseguenza, per calcoli altamente accurati, è necessario monitorare costantemente questo parametro.

IMPORTANTE! Questo processo non deve essere confuso con l'inizializzazione del ricevitore da parte del satellite, quando viene stabilita la comunicazione primaria tra i dispositivi.Con la comunicazione primaria, la precisione delle coordinate è di 5-10 metri.

Parametri principali delle apparecchiature GNSS che richiedono molta attenzione

Il ruolo chiave nel funzionamento del ricevitore sarà svolto da:

• Tecnologia di elaborazione del segnale e numero di canali utilizzati. Quando si lavora in condizioni meteorologiche o geografiche difficili, l'accuratezza delle misurazioni ottenute dipenderà direttamente dalla stabilità del segnale e quindi dal numero di canali utilizzati. Le moderne tecnologie per la soppressione del rumore estraneo e il multiraggio di alcuni modelli consentono di lavorare efficacemente in condizioni meteorologiche avverse su terreni accidentati;
• Durata e potenza della batteria. Vale la pena curare la presenza di una batteria aggiuntiva nel kit per "sostituire a caldo" quella usata. Lo standard attuale per una singola batteria è un giorno di lavoro sul campo;
• Protezione da polvere e umidità delle apparecchiature e delle condizioni di temperatura. I campioni più costosi e modernizzati possono funzionare nell'intervallo da -40 a +60 gradi Celsius. Il grado di protezione IP della custodia deve essere indicato sul dispositivo stesso. Ad esempio, IP67 significa che il dispositivo può anche essere immerso in acqua per un breve periodo e la sua custodia è completamente protetta dalla polvere;
• Formato dati per la trasmissione. Devono essere gli stessi per il rover e l'apparecchiatura di base. Eventuali difformità vengono immediatamente escluse se si tratta di apparecchiature della stessa azienda. Se i produttori di dispositivi sono diversi, è possibile utilizzare lo standard RTCM, che è universale per tutti i campioni.

La giusta scelta di ricevitori GNSS al momento dell'acquisto

Anche se un potenziale acquirente non è un geometra professionista e non si è mai occupato di tali apparecchiature prima, i criteri elencati di seguito ti aiuteranno a non commettere errori nella scelta:

• Facile da usare e affidabile. Qualsiasi apparecchiatura di questo tipo dovrebbe avere un'interfaccia semplice e intuitiva, non avere troppi menu e opzioni multi-livello. In poche parole, è necessario seguire il principio plug-and-play;
• La possibilità di collegare il ricevitore con altri dispositivi esterni: da un modem e un computer a uno smartphone;
• Costellazioni satellitari supportate. Qui è necessario decidere in quale area è previsto il lavoro più lungo. Per l'Europa Galileo è adatto, per Russia e paesi della CSI è meglio usare GLONASS, su scala globale - GPS. Vale la pena sapere in anticipo se il modello scelto è multi-sistema: di solito sono più costosi;
• La presenza di un display digitale. Naturalmente è meglio quando è presente nel modello. Inoltre, è preferibile scegliere un modello con uno schermo LCD multi-pixel, piuttosto che con immagini preinstallate. È molto più facile e piacevole lavorare con un buon schermo non statico;
• Produttore. I ricevitori GNSS sono apparecchiature tecnicamente complesse, quindi i topografi preferiscono campioni di produttori occidentali. Allo stesso tempo, non bypassano nemmeno il Giappone: i modelli di Leica (una divisione di Panasonic), caratterizzati da una maggiore precisione, sono particolarmente apprezzati.

Classifica dei migliori ricevitori GNSS per il 2020

5 ° posto: SP ProMark 220

Questo modello utilizza la tecnologia avanzata ZED-Blade per un'inizializzazione più rapida e una maggiore precisione anche su linee di base estese. Il ricevitore cerca di sfruttare al meglio tutte le costellazioni GNSS, il che significa alta efficienza e precisione di misurazione anche in condizioni difficili.

• Tecnologie innovative utilizzate;
• Prezzo estremamente conveniente;
• Buona completezza del kit.

• Funziona solo con 2 sistemi: GLONASS e GPS.

4 ° posto: imposta SOUTH S660

Questo campione è estremamente facile da usare, ha un peso relativamente basso e un complesso antiurto per tutti i dispositivi inclusi nel set.Il design unico dell'antenna consente misurazioni estremamente accurate sia in modalità statica che in tempo reale. Il design del dispositivo è un esempio di ergonomia e l'interfaccia di controllo è semplice e intuitiva. Molto spesso utilizzato per l'architettura del paesaggio.

• Valore effettivo del denaro;
• Design ergonomico
• Supporta tutte le costellazioni satellitari conosciute (civili, ovviamente).

• Il modem funziona solo nelle reti 2G / 3G.

3 ° posto: set SOUTH Galaxy G1

Questa unità rappresenta una nuova generazione di ricevitori con dimensioni ridotte e funzionalità avanzate. Il ricevitore è dotato di regolazione automatica dei livelli di ricezione, che aumenta in modo univoco l'accuratezza della misurazione. Inoltre, nel design è incluso uno speciale sensore di inclinazione, che consente di eliminare gli errori di centraggio e automatizza le comunicazioni lungo il percorso. Il kit ha vinto il 2015 Surveyor's Best Friend al Reddot Design Award.

• Modello quasi completamente automatizzato: in alcuni casi non è nemmeno necessario premere un pulsante per effettuare le misurazioni;
• Marchio onorato con un premio internazionale;
• Funziona con tutti i sistemi operativi esistenti di Microsoft (ad eccezione della decima versione).

• Non trovato (per il suo segmento).

2 ° posto: LEICA GS18T LTE

Questo modello è dotato di uno speciale compensatore che appiana le imprecisioni nelle misurazioni quando si verifica l'angolo di inclinazione del palo. Pertanto, non è richiesto il livellamento costante del dispositivo. È altamente resistente alle influenze elettromagnetiche, il che consente di garantire una comunicazione stabile con il satellite anche in prossimità di linee elettriche. La custodia ha un livello maggiore di protezione da polvere e umidità (IP68). Estremamente senza pretese per le condizioni meteorologiche.

• Funziona con tutti i sistemi satellitari;
• Nessuna necessità di calibrazione aggiuntiva;
• I dati possono essere archiviati su un supporto esterno (fino a 8 GB).

• Prezzo alto per un set incompleto.

1 ° posto: GPS Leica GR50

Questo ricevitore può essere definito un "server dal mondo delle apparecchiature GNSS". Può funzionare sia come stazione stazionaria permanente, sia come modello di riferimento (riferimento). L'eccezionale precisione del dispositivo ne consente l'utilizzo in zone estremamente precise, ad esempio, nel monitoraggio delle deformazioni della superficie terrestre. Ha il proprio software "SmartWorks", focalizzato sull'esecuzione di compiti speciali. Può funzionare con molti rover client.

• Multifunzionalità;
• Software proprio;
• Supporto per un gran numero di rover;
• Funziona con tutti i sistemi satellitari.

• Prezzo estremamente alto (disponibile solo per grandi acquirenti per applicazioni specifiche).

Invece di un epilogo

A causa del fatto che l'attrezzatura descritta è tecnicamente complessa, dovrebbe essere acquistata solo da fornitori di fiducia. Inoltre, i professionisti consigliano di fare acquisti sui siti Internet, perché lì sarà possibile risparmiare sulla differenza di prezzo al dettaglio. Questa circostanza è molto rilevante, perché il prezzo dei dispositivi è estremamente alto.