Classificação dos melhores receptores GNSS para 2020

Os receptores do Global Navigation Satellite Systems (GNSS) são dispositivos especiais projetados para receber sinais dos sistemas de posicionamento global QZZ, COMPASS, GPS, GLONASS, bem como dos sistemas de correção SBAS. Esses satélites estão localizados em diferentes órbitas, circundando nosso planeta ou sobre seus territórios específicos. Os receptores (também são receptores de satélite), que têm a capacidade de trabalhar com vários sistemas ao mesmo tempo, são chamados de multissistema.

Esses dispositivos são usados ​​por humanos para determinar as coordenadas exatas no solo e não apenas (o posicionamento no espaço próximo à Terra é possível). Além disso, eles são capazes de medir o tempo exato e vários parâmetros quando os objetos estão se movendo (por exemplo, direção e velocidade). O método pelo qual o posicionamento é realizado é calcular a distância entre o satélite e a antena do receptor GNSS.

Assim, se a posição de vários satélites for conhecida, então usando o método de triangulação, é possível estabelecer a posição do objeto desejado com alta precisão, usando cálculos geométricos simples.

Os próprios satélites transmitem um sinal digital contendo efemérides (ou seja, informações sobre a órbita do satélite a partir do qual a transmissão está sendo conduzida) e um almanaque comum (ou seja, informações sobre a posição de todos os satélites no sistema em uso), bem como o tempo atualizado. A transferência de informações ocorre em frequências especiais que são alocadas para transmissão via satélite. Normalmente, esses são os intervalos de 1100 a 1600 Megahertz.

O uso moderno de dispositivos de satélite trouxe o equipamento geodésico a um nível completamente novo - agora ficou mais fácil, com sua ajuda, resolver problemas necessários não só para a construção, mas também para outras áreas da atividade humana. Este ramo da indústria de alta precisão está se desenvolvendo aos trancos e barrancos, várias melhorias estão aparecendo constantemente, então escolher o receptor GNSS certo pode ser muito difícil, devido à simples impossibilidade de rastrear novos itens em uma base permanente. Além disso, é difícil determinar os parâmetros do receptor que o usuário definitivamente precisará.

Algumas características do funcionamento dos receptores

Os receptores GNSS não são apenas capazes de determinar a localização tanto no solo quanto no ar, mas também podem medir as propriedades dos objetos, independentemente de estarem em uma posição estática ou em movimento. A essência do cálculo é medir continuamente a distância entre o satélite e o objeto de rastreamento. A cada ano, o erro de tais cálculos diminui constantemente e, consequentemente, a determinação das coordenadas do objeto de rastreamento se torna mais precisa. No momento, a precisão já é de vários metros.

Composição do satélite GNSS-set

Como regra, os receptores não são vendidos individualmente, mas estão incluídos no kit. Um conjunto padrão de tal equipamento consiste em:

• Dois receptores de satélite;
• Controlador de campo com software instalado;
• Tipo GNSS da antena parabólica;
• Dispositivo de transmissão (modem).

As tecnologias atuais já atingiram um nível de desenvolvimento tal que todo o conjunto acima pode ser incluído em um dispositivo. O principal campo de aplicação destes monoblocos são os trabalhos cadastrais e geodésicos. Existem dispositivos em que o controlador é retirado separadamente e esses dispositivos são chamados de “unidades portáteis”. É muito fácil atualizar o sistema operacional e controlar os programas neles.

IMPORTANTE! Vale a pena distinguir os receptores GNSS dos receptores turísticos GPS. Os primeiros são equipamentos industriais de alta precisão e se destinam ao uso em áreas estritamente definidas. Estes últimos são necessários para viagens e turismo e têm muito menos funcionalidade.

A necessidade atual de instrumentos GNSS

Os receptores para obras geodésicas são subdivididos em um e dois sistemas, bem como uma e duas frequências. Quase todos os modelos modernos têm a capacidade de levar em consideração correções diferenciais para a implementação de tarefas de navegação. Ao usar o software mais recente, é possível planejar um levantamento geodésico com antecedência, salvar e transferir os dados recebidos para dispositivos externos (computador), realizar o processamento primário das informações coletadas e formar um mapa digital do espaço.

Aplicações de equipamentos GNSS

Esses sistemas geodésicos são amplamente utilizados nas fases iniciais da construção de edifícios e estruturas, bem como para o levantamento de terrenos e sua ligação a objetos geográficos. A principal vantagem da utilização destes dispositivos é o seu tempo de operação extremamente rápido, o que possibilita a transferência das coordenadas obtidas para processamento quase imediatamente. Entre outras coisas, a coordenação GNSS permitirá não só construir uma casa com competência, mas também estabelecer com precisão várias comunicações: de um sistema de abastecimento de água a uma rede de transmissão de energia elétrica.

Como resultado, as áreas prioritárias são:

• Manter conexões geodésicas em todos os níveis - do global à filmagem clássica;
• Estudo dos fenômenos naturais que ocorrem na superfície terrestre (movimento de rochas e geleiras, atividade sísmica e vulcanismo, etc.);
• Manutenção do lançamento de dutos, várias etapas da construção, bem como a solução de diversos problemas de engenharia e aplicados;
• Assistência na gestão e alocação de terras;
• Organização de manipulações de nivelamento;
• Estabelecer uma linha do tempo consistente em modo de alta precisão;
• Resolução de problemas na área da geoinformática e cartografia.

Métodos básicos de realização de uma pesquisa GNSS usando receptores

Tradicional o método é um levantamento estatístico, que é combinado de forma otimizada com todas as dimensões atuais das bases. Para fazer isso, é necessário instalar duas antenas nos pontos de controle designados, eles irão processar todo o volume de dados de entrada. Os receptores, por sua vez, irão rastrear satélites e registrar parâmetros relativamente semelhantes.Para este método, é possível utilizar o método “fast statics” - um pequeno erro é colocado no script dos dados recebidos pelo usuário, mas todas as informações necessárias podem ser coletadas em 15 minutos.

Cinemático o método consiste em rastrear rapidamente vários pontos ao mesmo tempo, mas neste caso é necessário verificar se o equipamento está no ponto desejado antes de iniciar o processo de inicialização (grosso modo, até o próximo momento de recepção do sinal do satélite). Se você não chegar a tempo, todo o procedimento terá que ser reiniciado. É aconselhável usar este método em áreas relativamente grandes, quando é possível chegar rapidamente ao próximo ponto, por exemplo, de carro.

Além disso, o método cinemático pode ser usado em áreas extremamente pequenas, usando o princípio "ficar e andar". Nesse caso, a distância entre os pontos deve ser mínima e o principal é que não haja objetos na área que possam interferir na passagem do sinal do satélite (arranha-céus, linhas de força, etc.).

Entre outras coisas, o posicionamento pode ser realizado em tempo real: a comunicação entre o receptor e o satélite é praticamente ininterrupta. No entanto, este método exigirá altos custos de energia, que a bateria do receptor GNSS pode não ser capaz de suportar. Normalmente, essas soluções são usadas por engenheiros cadastrais ou agrimensores.

Escolhendo o local certo para o receptor base

A localização é crítica para uma pesquisa bem-sucedida. Ao realizar o levantamento pós-processamento ou em tempo real com um receptor de frequência única ou dupla, lembre-se de que a posição do rover (antena móvel) sempre será referenciada à posição da base. Qualquer erro na determinação das coordenadas da base por uma antena móvel levará inevitavelmente à distorção das coordenadas do próprio rover.

Assim, duas condições devem ser atendidas:

• Confiabilidade de recepção GNSS;
• As coordenadas conhecidas / desconhecidas da própria base.

Também pode haver uma terceira condição, que é o ambiente da base. A antena base deve ser instalada o mais alto possível para que não haja obstáculos para a recepção do sinal ao longo do plano horizontal e o alcance máximo seja alcançado.

Condição # 1: recepção GNSS

Certifique-se de que a antena seja instalada em um local onde não haja obstruções à visão de uma área específica do céu na direção vertical (aqui não estamos falando de obstáculos de blindagem de solo localizados horizontalmente). Um espaço livre acima da base permitirá coletar dados do número máximo de satélites voando sobre ela. Tal arranjo garante o funcionamento favorável do sistema como um todo e o recebimento de dados confiáveis ​​até mesmo de satélites em órbita geoestacionária, para não falar dos que voam baixo.

Condição # 2: localização de base conhecida / desconhecida

Com alguns métodos de levantamento, pode muito bem ser que a posição da base não seja exatamente conhecida pelo rover. Portanto, as seguintes medidas devem ser tomadas: se for necessário atingir a precisão da medição em centímetros, deve-se usar as coordenadas aproximadas em centímetros, que são conhecidas para a área onde a antena base está instalada. Se isso não for possível, um pequeno erro deve ser colocado no cenário de medição, que pode então ser eliminado conhecendo as coordenadas exatas da base.

Processo de inicialização

A inicialização é um procedimento no qual o receptor em tempo real (ou o programa em pós-processamento) pode definir a ambigüidade de um número de coordenadas inteiro que é característico da fase de processamento da portadora. Esta solução é uma condição necessária para que o receptor e seu software obtenham medidas com precisão centimétrica. Assim, para cálculos ultraprecisos, é necessário monitorar constantemente este parâmetro.

IMPORTANTE! Este processo não deve ser confundido com a inicialização do receptor pelo satélite, quando a comunicação primária é estabelecida entre os dispositivos.Com a comunicação primária, a precisão das coordenadas é de 5 a 10 metros.

Parâmetros principais do equipamento GNSS que requerem muita atenção

O papel fundamental na operação do receptor será desempenhado por:

• Tecnologia de processamento de sinais e o número de canais usados. Ao trabalhar em condições climáticas ou geográficas difíceis, a precisão das medições dependerá diretamente da estabilidade do sinal e, portanto, do número de canais usados. As tecnologias modernas de supressão de ruídos estranhos e multi-feixes de alguns modelos permitem que você trabalhe efetivamente em clima inclemente em terrenos acidentados;
• Vida útil e energia da bateria. Vale a pena cuidar da presença de uma bateria adicional no kit para “hot swapping” gasto. O padrão atual para uma única bateria é um dia de trabalho de campo;
• Proteção contra poeira e umidade do equipamento e condições de temperatura. As amostras mais caras e modernizadas podem operar na faixa de -40 a +60 graus Celsius. A classificação IP do gabinete deve ser indicada no próprio dispositivo. Por exemplo, IP67 significa que o dispositivo pode até ser imerso em água por um curto período de tempo, e sua caixa está totalmente protegida contra poeira;
• Formato de dados para transmissão. Eles devem ser os mesmos para o rover e o equipamento básico. Quaisquer discrepâncias são imediatamente excluídas se for equipamento da mesma empresa. Se os fabricantes dos dispositivos forem diferentes, é possível usar o padrão RTCM, que é universal para todas as amostras.

A escolha certa de receptores GNSS na compra

Mesmo que o comprador potencial não seja um inspetor profissional e nunca tenha lidado com esse equipamento antes, os critérios listados abaixo o ajudarão a não cometer um erro na escolha:

• Facilidade de uso e confiabilidade. Qualquer equipamento desse tipo deve ter uma interface simples e intuitiva, não deve ter muitos menus e opções de vários níveis. Simplificando, o princípio plug-and-play deve ser seguido;
• A capacidade de conectar o receptor com outros dispositivos externos: de um modem e um computador a um smartphone;
• Constelações de satélites com suporte. Aqui é necessário decidir em qual área o trabalho mais longo é esperado. Para a Europa o Galileo é adequado, para a Rússia e os países da CEI é melhor usar o GLONASS, em escala global - GPS. Vale a pena saber com antecedência se o modelo escolhido é multissistema - geralmente são mais caros;
• A presença de um display digital. Naturalmente, é melhor quando está presente no modelo. Além disso, é preferível escolher um modelo com tela LCD multipixel, em vez de imagens pré-instaladas. Uma boa tela não estática é muito mais fácil e agradável de trabalhar;
• Fabricante. Os receptores GNSS são equipamentos tecnicamente complexos, então os topógrafos preferem amostras de fabricantes ocidentais. Ao mesmo tempo, eles também não ultrapassam o Japão - os modelos da Leica (uma divisão da Panasonic), que são caracterizados por maior precisão, são especialmente populares.

Classificação dos melhores receptores GNSS para 2020

5º lugar: SP ProMark 220

Este modelo usa tecnologia ZED-Blade avançada para inicialização mais rápida e maior precisão, mesmo em linhas de base estendidas. O receptor tenta aproveitar ao máximo todas as constelações GNSS, o que significa alta eficiência e precisão mesmo em condições difíceis.

• Utilizou tecnologias inovadoras;
• Preço extremamente acessível;
• Boa completude do kit.

• Funciona apenas com 2 sistemas: GLONASS e GPS.

4º lugar: Set SOUTH S660

Esta amostra é extremamente fácil de usar, tem um peso relativamente baixo e um complexo resistente a choques para todos os dispositivos incluídos no conjunto.O design exclusivo da antena permite medições ultra precisas nos modos estático e em tempo real. O design do aparelho é um exemplo de ergonomia, e a interface de controle é simples e intuitiva. Mais frequentemente usado para arquitetura paisagística.

• Valor real do dinheiro;
• Design ergonômico
• Suporta todas as constelações de satélites conhecidas (civis, é claro).

• O modem funciona apenas em redes 2G / 3G.

3º lugar: conjunto SUL Galaxy G1

Esta unidade representa uma nova geração de receptores com tamanho pequeno e funcionalidade aprimorada. O receptor é equipado com ajuste automático dos níveis de recepção, o que aumenta a precisão da medição de maneira única. Além disso, um sensor de inclinação especial está incluído no projeto, o que permite eliminar erros de centralização e automatizar as comunicações ao longo da rota. O kit ganhou o prêmio de Melhor Amigo do Surveyor 2015 no Reddot Design Award.

• Modelo quase totalmente automatizado - em alguns casos, você nem precisa pressionar um botão para fazer as medições;
• Marca homenageada com prêmio internacional;
• Funciona em todos os sistemas operacionais existentes da Microsoft (exceto para a 10ª versão).

• Não encontrado (para seu segmento).

2º lugar: LEICA GS18T LTE

Este modelo está equipado com um compensador especial, que atenua as imprecisões nas medições quando ocorre o ângulo de inclinação do poste. Assim, não é necessário nivelamento constante do dispositivo. É muito resistente a influências eletromagnéticas, o que permite garantir uma comunicação estável com o satélite mesmo perto de linhas de energia. O case tem um nível elevado de proteção contra poeira e umidade (IP68). Extremamente despretensioso para as condições meteorológicas.

• Funciona com todos os sistemas de satélite;
• Não há necessidade de calibração adicional;
• Os dados podem ser armazenados em mídia externa (até 8 GB).

• Preço alto por um conjunto incompleto.

1º lugar: GPS Leica GR50

Este receptor pode ser denominado "servidor do mundo dos equipamentos GNSS". Pode funcionar tanto como estação estacionária permanente, quanto como modelo de referência (referência). A precisão excepcional do dispositivo permite que seja usado em áreas extremamente precisas, por exemplo, ao monitorar deformações da superfície terrestre. Possui software próprio “SmartWorks”, focado na execução de tarefas especiais. Ele pode funcionar com muitos rovers clientes.

• Multifuncionalidade;
• Software próprio;
• Suporte para um grande número de rovers;
• Funciona com todos os sistemas de satélite.

• Preço extremamente alto (disponível apenas para grandes compradores para aplicações específicas).

Em vez de um epílogo

Devido ao fato de o equipamento descrito ser tecnicamente complexo, ele deve ser adquirido apenas de fornecedores confiáveis. Além disso, os profissionais aconselham fazer compras em sites da Internet, pois lá será possível economizar na diferença no custo de varejo. Essa circunstância é mais relevante, pois o preço dos aparelhos é extremamente alto.