Ranking najlepszych odbiorników GNSS w 2020 roku

Odbiorniki Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej (GNSS) to specjalne urządzenia przeznaczone do odbioru sygnałów z globalnych systemów pozycjonowania QZZ, COMPASS, GPS, GLONASS, a także systemów korekcji SBAS. Te satelity znajdują się na różnych orbitach, okrążając naszą planetę lub nad jej określonymi terytoriami. Odbiorniki (są to również odbiorniki satelitarne), które mają możliwość pracy z kilkoma systemami naraz, nazywane są wielosystemowymi.

Urządzenia te są używane przez ludzi do określenia dokładnych współrzędnych na ziemi i nie tylko (możliwe jest pozycjonowanie w przestrzeni bliskiej Ziemi). Ponadto są w stanie zmierzyć dokładny czas i różne parametry, gdy obiekty się poruszają (na przykład kierunek i prędkość). Metoda określania pozycji polega na obliczeniu odległości między satelitą a anteną odbiornika GNSS.

Tak więc, jeśli znane jest położenie kilku satelitów, to za pomocą metody triangulacji można z dużą dokładnością ustalić położenie żądanego obiektu, korzystając z prostych obliczeń geometrycznych.

Same satelity przesyłają sygnał cyfrowy zawierający efemerydy (czyli informacje o orbicie satelity, z którego prowadzona jest transmisja) i ogólny almanach (czyli informacje o położeniu wszystkich satelitów w używanym systemie), a także zaktualizowany czas. Przesyłanie informacji odbywa się na specjalnych częstotliwościach, które są przeznaczone do transmisji satelitarnej. Zwykle są to zakresy od 1100 do 1600 MHz.

Nowoczesne wykorzystanie urządzeń satelitarnych wyniosło sprzęt geodezyjny na zupełnie nowy poziom - teraz dzięki jego pomocy można łatwo rozwiązywać problemy niezbędne nie tylko w budownictwie, ale także w innych obszarach działalności człowieka. Ta gałąź przemysłu wysokoprecyzyjnego rozwija się skokowo, stale pojawiają się różne ulepszenia, więc wybór odpowiedniego odbiornika GNSS może być bardzo trudny ze względu na prostą niemożność śledzenia nowych przedmiotów na stałe. Ponadto trudno jest określić parametry odbiornika, których z pewnością będzie potrzebował użytkownik.

Wybrane cechy funkcjonowania odbiorników

Odbiorniki GNSS nie tylko są w stanie określić lokalizację zarówno na ziemi, jak iw powietrzu, ale mogą również mierzyć właściwości obiektów, niezależnie od tego, czy są w pozycji statycznej, czy poruszają się. Istotą obliczeń jest ciągły pomiar odległości między satelitą a obiektem śledzącym. Każdego roku błąd takich obliczeń systematycznie maleje, a zatem określenie współrzędnych obiektu śledzącego staje się dokładniejsze. W tej chwili dokładność to już kilka metrów.

Skład zestawu satelitarnego GNSS

Z reguły odbiorniki nie są sprzedawane pojedynczo, ale są zawarte w zestawie. Standardowy zestaw takiego wyposażenia składa się z:

• Dwa odbiorniki satelitarne;
• Kontroler terenowy z zainstalowanym oprogramowaniem;
• Antena satelitarna typu GNSS;
• Urządzenie nadawcze (modem).

Obecne technologie osiągnęły już taki poziom rozwoju, że cały powyższy zestaw można zamknąć w jednym urządzeniu. Głównym obszarem zastosowania tych monobloków są prace katastralne i geodezyjne. Istnieją urządzenia, w których kontroler jest wyjmowany osobno i takie urządzenia nazywane są „handheldami”. Bardzo łatwo jest zaktualizować system operacyjny i sterować w nich programami.

WAŻNY! Warto odróżnić odbiorniki GNSS od odbiorników turystycznych GPS. Te pierwsze to precyzyjne urządzenia przemysłowe przeznaczone do użytku w ściśle określonych obszarach. Te ostatnie są potrzebne w podróży i turystyce i mają znacznie mniejszą funkcjonalność.

Obecne zapotrzebowanie na instrumenty GNSS

Odbiorniki do prac geodezyjnych dzielą się na jedno- i dwusystemowe oraz jedno- i dwuczęstotliwościowe. Niemal wszystkie współczesne modele mają możliwość uwzględnienia poprawek różnicowych przy realizacji zadań nawigacyjnych. Korzystając z najnowszego oprogramowania można z wyprzedzeniem zaplanować pomiary geodezyjne, zapisać i przesłać pozyskane dane do urządzeń zewnętrznych (komputer), przeprowadzić wstępną obróbkę zebranych informacji oraz stworzyć cyfrową mapę przestrzeni.

Zastosowania sprzętu GNSS

Takie systemy geodezyjne są szeroko stosowane na początkowych etapach budowy budynków i budowli, a także do pomiarów działek i ich powiązania z obiektami geograficznymi. Główną zaletą stosowania tych urządzeń jest ich niezwykle szybki czas pracy, co umożliwia niemal natychmiastowe przekazanie uzyskanych współrzędnych do obróbki. Między innymi koordynacja GNSS pozwoli nie tylko na sprawne zbudowanie domu, ale także na dokładne ułożenie różnych połączeń, od sieci wodociągowej po sieć przesyłu energii elektrycznej.

W rezultacie obszary priorytetowe to:

• Utrzymanie połączeń geodezyjnych na wszystkich poziomach - od filmowania globalnego po klasyczne;
• Badanie zjawisk naturalnych zachodzących na powierzchni ziemi (ruch skał i lodowców, aktywność sejsmiczna i wulkanizm itp.);
• Konserwacja układania rurociągów, różne etapy budowy, a także rozwiązanie wielu problemów inżynieryjnych i stosowanych;
• Pomoc w zarządzaniu i przydzielaniu gruntów;
• Organizacja manipulacji poziomujących;
• Ustalenie spójnej osi czasu w trybie wysokiej precyzji;
• Rozwiązywanie problemów z zakresu geoinformatyki i kartografii.

Podstawowe metody prowadzenia pomiarów GNSS z wykorzystaniem odbiorników

Tradycyjny metoda to badanie statystyczne, które optymalnie łączy się ze wszystkimi aktualnymi wymiarami podstaw. Aby to zrobić, konieczne jest zainstalowanie dwóch anten w wyznaczonych punktach kontrolnych, będą one przetwarzać całą objętość przychodzących danych. Odbiorniki z kolei będą śledzić satelity i rejestrować stosunkowo podobne parametry.W przypadku tej metody możliwe jest zastosowanie metod „szybkiej statyki” - w skrypcie odbieranych danych przez użytkownika wpisywany jest niewielki błąd, ale wszystkie potrzebne informacje można zebrać w ciągu 15 minut.

Kinematyczny metoda polega na szybkim śledzeniu kilku punktów na raz, ale w tym przypadku należy upewnić się, że sprzęt znajduje się w żądanym miejscu przed rozpoczęciem procesu inicjalizacji (z grubsza mówiąc, do następnego momentu odbioru sygnału satelitarnego). Jeśli nie zdążysz na czas, cała procedura będzie musiała zacząć się od nowa. Wskazane jest stosowanie tej metody na stosunkowo rozległych obszarach, gdy możliwe jest szybkie dotarcie do kolejnego punktu np. Samochodem.

Metoda kinematyczna może być również stosowana na bardzo małych obszarach, stosując zasadę „stój i chodź”. W takim przypadku odległość między punktami powinna być minimalna, a najważniejsze jest to, że w obszarze nie ma żadnych obiektów, które mogłyby zakłócać przepływ sygnału satelitarnego (wieżowce, linie energetyczne itp.).

Między innymi pozycjonowanie może odbywać się w czasie rzeczywistym: komunikacja między odbiornikiem a satelitą jest praktycznie nieprzerwana. Jednak ta metoda będzie wymagać wysokich kosztów energii, których bateria odbiornika GNSS może nie być w stanie obsłużyć. Zazwyczaj takie rozwiązania są stosowane przez inżynierów katastralnych lub geodetów.

Wybór właściwej lokalizacji dla odbiornika bazowego

Lokalizacja ma kluczowe znaczenie dla pomyślnej ankiety. Wykonując postprocessing lub pomiary w czasie rzeczywistym za pomocą odbiornika o jednej lub dwóch częstotliwościach, należy pamiętać, że pozycja łazika (ruchomej anteny) zawsze będzie odniesiona do pozycji bazowej. Każdy błąd w określaniu współrzędnych bazy przez poruszającą się antenę nieuchronnie doprowadzi do zniekształcenia współrzędnych samego łazika.

Dlatego muszą zostać spełnione dwa warunki:

• Niezawodność odbioru GNSS;
• Znane / nieznane współrzędne samej bazy.

Może również istnieć trzeci warunek, jakim jest otoczenie bazy. Antenę bazową należy zainstalować jak najwyżej, aby nie było przeszkód w odbiorze sygnału wzdłuż płaszczyzny poziomej i został osiągnięty maksymalny zasięg.

Warunek nr 1: odbiór GNSS

Upewnij się, że antena jest zainstalowana w miejscu, w którym nie ma przeszkód w widoku określonego obszaru nieba w kierunku pionowym (nie mówimy tutaj o przeszkodach ekranujących ziemię położonych poziomo). Wolna przestrzeń nad bazą pozwoli na zebranie danych z maksymalnej liczby przelatujących nad nią satelitów. Taki układ gwarantuje korzystne działanie systemu jako całości i otrzymywanie wiarygodnych danych nawet z satelitów na orbicie geostacjonarnej, nie mówiąc o nisko latających.

Warunek nr 2: znana / nieznana lokalizacja bazy

W przypadku niektórych metod badawczych może się okazać, że łazik nie zna dokładnie położenia podstawy. Dlatego należy podjąć następujące środki: jeśli konieczne jest osiągnięcie centymetrowej dokładności pomiaru, należy zastosować przybliżone współrzędne w centymetrach, które są znane dla obszaru, w którym zainstalowana jest antena bazowa. Jeśli nie jest to możliwe, to w scenariuszu pomiarowym należy wprowadzić mały błąd, który można następnie wyeliminować znając dokładne współrzędne podstawy.

Proces inicjalizacji

Inicjalizacja to procedura, w której odbiornik w czasie rzeczywistym (lub program w przetwarzaniu końcowym) może ustawić niejednoznaczność całkowitej liczby współrzędnych, która jest charakterystyczna dla fazy nośnej przetwarzania. Takie rozwiązanie jest warunkiem koniecznym, aby odbiornik i jego oprogramowanie uzyskiwały pomiary z dokładnością do centymetra. W związku z tym w celu uzyskania bardzo dokładnych obliczeń konieczne jest ciągłe monitorowanie tego parametru.

WAŻNY! Procesu tego nie należy mylić z inicjalizacją odbiornika przez satelitę, gdy jest ustanowiona podstawowa komunikacja między urządzeniami.W przypadku komunikacji podstawowej dokładność współrzędnych wynosi 5–10 metrów.

Podstawowe parametry sprzętu GNSS, które wymagają szczególnej uwagi

Kluczową rolę w działaniu odbiornika będą odgrywać:

• Technologia przetwarzania sygnału i liczba używanych kanałów. Podczas pracy w trudnych warunkach pogodowych lub geograficznych dokładność pomiarów będzie bezpośrednio zależeć od stabilności sygnału, a tym samym od liczby wykorzystywanych kanałów. Nowoczesne technologie tłumienia obcego hałasu i wielowiązkowa w niektórych modelach pozwalają efektywnie pracować przy niesprzyjającej pogodzie na nierównym terenie;
• Żywotność baterii i moc. Warto zadbać o obecność dodatkowej baterii w zestawie do „wymiany na gorąco”. Obecny standard dla jednej baterii to jeden dzień pracy w terenie;
• Ochrona sprzętu przed pyłem i wilgocią oraz warunki temperaturowe. Najdroższe i zmodernizowane próbki mogą pracować w zakresie od -40 do +60 stopni Celsjusza. Stopień ochrony IP obudowy musi być podany na samym urządzeniu. Na przykład IP67 oznacza, że ​​urządzenie można zanurzyć w wodzie nawet na krótki czas, a jego obudowa jest całkowicie chroniona przed kurzem;
• Format danych do transmisji. Muszą być takie same dla łazika i wyposażenia podstawowego. Wszelkie rozbieżności są natychmiast wykluczane, jeśli jest to sprzęt tej samej firmy. Jeśli producenci urządzeń są różni, to można zastosować standard RTCM, który jest uniwersalny dla wszystkich próbek.

Właściwy wybór odbiorników GNSS przy zakupie

Nawet jeśli potencjalny nabywca nie jest zawodowym geodetą i nigdy wcześniej nie miał do czynienia z takim sprzętem, poniższe kryteria pomogą Ci nie pomylić się z wyborem:

• Łatwość obsługi i niezawodność. Każdy sprzęt tego typu powinien mieć prosty i intuicyjny interfejs, nie mieć zbyt wielu wielopoziomowych menu i opcji. Mówiąc najprościej, należy przestrzegać zasady plug-and-play;
• Możliwość połączenia odbiornika z innymi urządzeniami zewnętrznymi: od modemu i komputera do smartfona;
• Obsługiwane konstelacje satelitów. Tutaj należy zdecydować, w którym obszarze oczekuje się dłuższej pracy. Dla Europy Galileo jest odpowiedni, dla Rosji i krajów WNP lepiej jest używać GLONASS w skali globalnej - GPS. Warto z góry wiedzieć, czy wybrany model jest wielosystemowy - te zazwyczaj są droższe;
• Obecność wyświetlacza cyfrowego. Oczywiście lepiej, gdy jest obecny w modelu. Co więcej, lepiej jest wybrać model z wielopikselowym ekranem LCD, zamiast z fabrycznie zainstalowanymi obrazami. Dobry ekran antystatyczny jest znacznie łatwiejszy i przyjemniejszy w użyciu;
• Producent. Odbiorniki GNSS są technicznie złożonymi urządzeniami, więc geodeci wolą próbki od zachodnich producentów. Jednocześnie nie omijają też Japonii - szczególną popularnością cieszą się modele firmy Leica (oddział Panasonic), które charakteryzują się zwiększoną dokładnością.

Ranking najlepszych odbiorników GNSS w 2020 roku

5 miejsce: SP ProMark 220

W tym modelu zastosowano zaawansowaną technologię ZED-Blade, która zapewnia szybszą inicjalizację i zwiększoną dokładność nawet w przypadku rozszerzonych linii bazowych. Odbiornik stara się jak najlepiej wykorzystać wszystkie konstelacje GNSS, co oznacza wysoką wydajność i dokładność nawet w trudnych warunkach.

• Zastosowane innowacyjne technologie;
• Wyjątkowo przystępna cena;
• Dobra kompletność zestawu.

• Działa tylko z 2 systemami: GLONASS i GPS.

4 miejsce: Set SOUTH S660

Ta próbka jest niezwykle łatwa w użyciu, ma stosunkowo niską wagę i odporny na wstrząsy kompleks dla wszystkich urządzeń wchodzących w skład zestawu.Unikalna konstrukcja anteny pozwala na ultraprecyzyjne pomiary zarówno w trybie statycznym, jak iw czasie rzeczywistym. Konstrukcja urządzenia jest przykładem ergonomii, a interfejs sterowania jest prosty i intuicyjny. Najczęściej stosowany w architekturze krajobrazu.

• Rzeczywisty stosunek wartości do ceny;
• Ergonomiczny styl
• Obsługuje wszystkie znane konstelacje satelitów (oczywiście cywilne).

• Modem działa tylko w sieciach 2G / 3G.

3 miejsce: zestaw SOUTH Galaxy G1

To urządzenie reprezentuje nową generację odbiorników o niewielkich rozmiarach i zwiększonej funkcjonalności. Odbiornik wyposażony jest w automatyczną regulację poziomów odbioru, co w unikalny sposób zwiększa dokładność pomiaru. W konstrukcji zastosowano również specjalny czujnik przechyłu, który pozwala wyeliminować błędy centrowania i automatyzuje komunikację na trasie. Zestaw zdobył nagrodę dla najlepszego przyjaciela geodety 2015 w konkursie Reddot Design Award.

• Model prawie w pełni zautomatyzowany - w niektórych przypadkach nie trzeba nawet naciskać przycisku, aby wykonać pomiary;
• Uhonorowana marka z międzynarodowym wyróżnieniem;
• Działa pod wszystkimi istniejącymi systemami operacyjnymi firmy Microsoft (z wyjątkiem dziesiątej wersji).

• Nie znaleziono (dla swojego segmentu).

2 miejsce: LEICA GS18T LTE

Model ten wyposażony jest w specjalny kompensator, który niweluje niedokładności pomiarów w przypadku wystąpienia kąta nachylenia słupa. Dzięki temu nie jest wymagane stałe poziomowanie urządzenia. Jest bardzo odporny na wpływy elektromagnetyczne, co pozwala zapewnić stabilną łączność z satelitą nawet w pobliżu linii energetycznych. Etui posiada podwyższony poziom ochrony przed kurzem i wilgocią (IP68). Niezwykle bezpretensjonalny na warunki atmosferyczne.

• Działa ze wszystkimi systemami satelitarnymi;
• Nie ma potrzeby dodatkowej kalibracji;
• Dane mogą być przechowywane na nośnikach zewnętrznych (do 8 GB).

• Wysoka cena za niekompletny zestaw.

1. miejsce: GPS Leica GR50

Odbiornik ten można nazwać „serwerem ze świata sprzętu GNSS”. Może pracować zarówno jako stała stacjonarna stacja, jak i jako model referencyjny (referencyjny). Wyjątkowa dokładność urządzenia pozwala na stosowanie go w niezwykle precyzyjnych obszarach, np. Podczas monitorowania odkształceń powierzchni ziemi. Posiada własne oprogramowanie „SmartWorks” nastawione na wykonywanie zadań specjalnych. Może współpracować z wieloma łazikami klienckimi.

• Wielofunkcyjność;
• Własne oprogramowanie;
• Obsługa dużej liczby łazików;
• Działa ze wszystkimi systemami satelitarnymi.

• Wyjątkowo wysoka cena (dostępna tylko dla dużych odbiorców do określonych zastosowań).

Zamiast epilogu

Z uwagi na to, że opisywany sprzęt jest skomplikowany technicznie, należy go kupować tylko u zaufanych dostawców. Ponadto specjaliści radzą robić zakupy na stronach internetowych, ponieważ tam będzie można zaoszczędzić na różnicy w kosztach detalicznych. Ta okoliczność jest najbardziej istotna, ponieważ cena urządzeń jest niezwykle wysoka.