для чего нужна локализация гнсс

Для чего нужна локализация гнсс

Новости и обновления

Техподдержка и сервис

Номера телефонов ПРИН

Здесь мы делимся самой большой ценностью наших коллег и партнёров: опытом и знаниями.
Читай, изучай и развивай свои профессиональные навыки.
Давай расти вместе!

Новости и обновления

Техподдержка и сервис

Ответы на наиболее часто задаваемые вопросы

Ответы на наиболее часто задаваемые вопросы

Используя большой опыт службы технической поддержки АО «ПРИН», в данной статье мы попытались в доступной форме (вопрос-ответ) изложить ответы на наиболее часто встречающиеся вопросы при работе со спутниковым оборудованием, с которыми сталкиваются «новички», в первый раз получившие комплект ГНСС оборудования.

Оглавление

Общие вопросы

В: На что влияет количество каналов в приёмнике?

О: В общем случае число каналов характеризует возможность одновременного приёма сигналов со спутников различных систем на разных частотах.

Например, чтобы отслеживать сигналы со спутниковых систем NAVSTAR GPS, ГЛОНАСС, BeiDou, Galileo на различных частотах, в т.ч. планируемых, требуется около 200 каналов.

Но на достоверность и скорость получения решения влияют также и алгоритмы чипсета, ответственного за обработку сигналов. Поэтому стоит рассматривать число каналов в приёмнике совместно с возможностями вычислительной обработки платы ГНСС, определяющие качество получаемого решения.

В: Как измерять высоту приёмника?

О: Высоту измеряют от центра пункта или наконечника вехи до середины прокладки антенны, специального выреза в антенне или ручки специального адаптера (по наклонной линии), так и до нижней части приёмника или антенны (по вертикальной линии).

Вопросы, связанные с режимом Статика

В: Как долго необходимо выполнять измерения на точке в статике?

О: Всё зависит от условий наблюдений и типа используемого оборудования. При работе можно руководствоваться следующей формулой:

30 мин+1 мин*L км, где L – расстояние между приёмниками.

В: Какую частоту записи выбрать?

О: Частота (интервал) записи или – период сбора данных об отслеживаемых спутниках.

Достоверность определения местоположения, при прочих равных условиях, повышается при существенном изменении геометрии расположения спутников во время сеанса измерений. Интервала записи 10-15 секунд вполне достаточно для измерений в режиме «Статика». Запись с большей частотой является избыточной.

В режимах «Кинематика», «Stop and Go» требуется более высокая частота записи для накопления необходимого объёма данных при вычислении местоположения. В этих режимах рекомендуется использовать интервал 1 сек.

В: У меня есть файлы «сырых» измерений приемников разных производителей в различных форматах. Как их совместно обработать?

О: Как правило, программы для постобработки поддерживают только «фирменные» форматы сырых данных производителя или универсальный формат RINEX. Используйте программу-конвертер для преобразования файлов необработанных спутниковых измерений в формат RINEX. После этого вы можете выполнить обработку данных, полученных из приёмников различных производителей в одной программе. Вы можете скачать программы для конвертации файлов из приёмников Trimble и PrinCe в RINEX.

В: Какое максимальное расстояние между приёмниками в режиме Статика?

О: Для одночастотных приёмников не рекомендуется выполнять измерения на расстояниях более 10 км. Для многочастотных приёмников пределом могут стать возможности программного обеспечения при обработке длинных базовых линий. Например, при работе с ПО TBC не рекомендуется обрабатывать базовые линии длиннее нескольких сотен километров.

Вопросы, связанные с режимом RTK

В: Какое максимальное расстояние между приёмниками в режиме RTK?

О: Для получения корректных результатов желательно выполнять работы на удалении не более 50 км от одиночной базы. При этом фиксированное решение можно получить и на большем расстоянии, но достоверность такого результата снижается по мере удаления от базы из-за неоднородных условий распространения спутникового сигнала.

В: Какая максимальная дальность радиосвязи в режиме RTK?

О: На дальность радиосвязи влияет множество факторов, например излучаемая мощность передатчика, чувствительность приёмника, частота и скорость передачи, условия распространения сигнала в окружающей среде и т.д.. Чтобы приблизительно оценить дальность работы по радио, вы можете воспользоваться программой PCC Range Estimator.

Например, при мощности передачи 4 Вт дальность радиосвязи в условиях прямой видимости составит около 10 км, а при мощности передачи 35 Вт – около 30 км (при использовании антенны с коэффициентом усиления 0 dBi).

Помните, что программа позволяет выполнить предварительный расчёт максимальной дальности радиосвязи, основываясь на стандартных формулах и параметрах окружающей среды.

В: Пытаюсь запустить RTK съёмку с использованием УКВ, устанавливаю одинаковые частоты на приём и передачу, но связи не происходит. Что я делаю неправильно?

О: Убедитесь, что установлены одинаковые протоколы и скорости на приём и передачу. Иногда из-за особенностей рельефа радиосигнал не может достичь приёмника. В таком случае воспользуйтесь модемом-ретранслятором радиосигнала, для увеличения дальности и сокращения зон с недоступной радиосвязью. Также, если вы осуществляете передачу данных по радио без получения соответствующего разрешения, то вполне возможно, что кто-то использует вашу частоту. В этом случае необходимо сменить частоту передачи данных.

В: Какие сим-карты нужны для работы в режиме RTK по голосовому каналу («по дозвону»)?

О: На SIM картах должна быть активирована услуга «Передача данных по голосовому каналу», «CSD» или «Факсимильная передача данных». Помните, что поддержка данной услуги у конкретного оператора может зависеть от региона.

В: При попытке дозвониться до Базы контроллер отображает сообщение: «Нет несущей». Что это значит?

О: Повторите попытку соединения с базой. Если ошибка всё равно появляется, то, скорее всего, на SIM картах не активирована услуга передачи данных по голосовому каналу или в данном регионе она не поддерживается оператором сотовой связи. Свяжитесь со службой технической поддержки оператора сотовой связи для уточнения деталей.

В: При съёмке в сложных условиях (лес, высокая застройка) координаты точек не сходятся с предполагаемыми координатами («отлетают») даже при фиксированном решении.

О: При работе в неблагоприятных условиях, особенно когда происходят частые потери и восстановления инициализации, рекомендуется выполнить измерение точки, произвести принудительный сброс инициализации и измерить точку повторно (например, как контрольную). Разности координат точки позволяют получить представление о точности съёмки.

Вопросы, связанные с обработкой данных

В: Для чего нужна калибровка (локализация)?

О: Калибровка применяется в том случае, если Вам не известны параметры системы координат, в которой необходимо выполнить работу. Для калибровки необходимо произвести спутниковые наблюдения на пунктах с известными координатами в искомой системе. Эту процедуру можно выполнить как в режиме RTK, так и при постобработке в офисе. В результате калибровки, с использованием метода наименьших квадратов, вычисляется набор параметров, позволяющий выполнить переход от системы WGS 84 к искомой системе координат известных пунктов.

В: Сколько требуется пунктов с известными каталожными координатами для калибровки и как они должны быть расположены?

О: Минимально необходимое количество пунктов зависит от особенностей программного обеспечения при вычислении параметров калибровки. Обычно требуется наличие не менее 4-х точек с известными плановыми и высотными координатами. Опорные пункты должны быть равномерно расположены по границе района работ, образуя замкнутую фигуру.

В: Для чего нужна модель геоида?

О: Модель геоида требуется для перехода от геодезических высот, получаемых в результате спутниковых наблюдений к высотам относительно уровня моря.

В: Где можно найти модель геоида и что с ней делать?

ПК: ProgramFiles (x86)\HuaceNav\CHCGeomaticsOffice\Geoid\

Источник

Сверхточное позиционирование на дороге

Что за GNSS?

GNSS расшифровывается как Global Navigation Satellite System (или Спутниковая Система Навигации) и используется как общий термин для спутниковой локализации с глобальным покрытием по всему земному шару. По состоянию на 2019 год, существует несколько основных спутниковых группировок:

Как это все работает?

Возьмем для примера обычный GPS в нашем телефоне. В зоне видимости с Земли всегда есть как минимум четыре GPS-спутника. Каждый из этих GPS-спутников отправляет информацию о своей позиции и текущее время на GPS-приемники с фиксированным интервалом. Ну а расстояние между GPS-приемником и спутником вычисляется путем нахождения разницы между временем отправки сигнала с GPS-спутника и временем получения сигнала GPS-приемником.

Как только приемник (например, ваш смартфон) получает сигнал хотя бы с трех спутников, вычисляется ваше местоположение (а точнее вашего телефона) с помощью трилатерации. GPS необходимо хотя бы три спутника для вычисления 2D-позиции (долгота и широта) и четыре спутника для 3D-позиции (долгота, широта, высота).

Почему GPS плохо работает в городских условиях?

И хотя под открытым небом GPS работает довольно неплохо, точность сильно падает в городских условиях (ошибка может быть 50 метров и более): высокие здания, провода, мосты и прочие объекты — все это ухудшает точность позиционирования.

Переотражение спутникового сигнала в городе. Фото Uber

Здания часто мешают прямой видимости спутников, и пока сигнал со спутника «летит» в ваш приемник, он успевает несколько раз отразиться от зданий и прийти с искажением. Из-за подобных переотражений точность позиционирования существенно снижается (бывает ± 500 метров). Вы, наверняка, сталкивались с такой ситуацией, когда при заказе такси ваше местоположение на карте отображалось неправильно.

Чтобы исключить эти проблемы, мы используем высокоточные GNSS-приемники, существенно повышающие точность позиционирования с помощью IMU (инерциальные измерительные модули), информации с CAN-шины автомобиля, RTK-поправок и еще немножко другой магии.

Повышение точности

Существует несколько основных способов повысить точность. Взглянем на самые популярные:

По большому счету, базовая станция — это GNSS-приемник в режиме “станция” + софт + радио/интернет канал

Вы знали, что в нашем OSCAR’e?

OSCAR и высокоточные GNSS-приемники

Сантиметровая точность необходима всем беспилотным автомобилям, не только OSCAR. Представьте на секунду, чтобы было бы, если бы беспилотник использовал обычный GPS с точностью ± 50 метров:

Такая низкая точность однозначно приведет к ДТП. Именно поэтому в процессе работы над OSCAR мы проводили исследования и испытывали ряд GNSS приемников, тестируя их в сложных условиях плотной городской застройки.

Автомобиль один, а GPS-треков несколько

В итоге, мы остановились на двух решениях:

В StarLine мы наслаждаемся тем, что делаем безопасный беспилотный автомобиль реальностью. Если тебе также интересна эта тема и ты хочешь строить беспилотное будущее с нами, то приглашаем в команду!

Проект StarLine OSCAR (Open Source Car) открыт для специалистов из Open Source Community, где все желающие могут поучаствовать в процессе разработки беспилотника на уровне кода, опробовать свои алгоритмы на реальном автомобиле, оснащенном дорогостоящим оборудованием.

Источник

Исполнительная-схема.ру

Инструкция по работе с GNSS/GPS оборудованием

Основы работы с GPS оборудованием

Ниже приведу краткий набор теоретических знаний, которые помогут при работе с GPS оборудованием. О том что такое GPS, про всякие там спутники, частоты и т.д. – почитаете в интернете. Мы будем заниматься конкретными вещами, необходимыми для успешной съемки.

Виды GPS-Оборудования

Что влияет на качество сигнала GPS?

Понижают качество измерений следующие факторы:

Наличие препятствий вокруг приемника (строений, деревьев). Каждый приемник обычно показывает количество спутников, сигнал от которых он принимает. В теории для работы приемника достаточно 4 общих спутника (общих для базы и ровера).

На практике при числе спутников:

Так что GPS могут хуже работать в лесу, между домами, которые закрывают горизонт прибору и т.д. Также если вы устанавливаете GPS на пункте триангуляции, где сохранилась металлическая пирамида – увеличьте время стояния. Металл над антенной GPS тоже плохо влияет на измерения.

Объекты создающие активные помехи:

Объекты, которые формируют вокруг себя электромагнитное поле – негативно влияют на прием сигналов GPS. К таким объектам относятся линии электропередач, активные радары аэропортов и военных объектов, промышленное электронное мощное оборудование. То есть лучше избегать ставить GPS под линиями электропередач.

Геометрический фактор PDOP

PDOP – это коэффициент, который показывает «насколько хорошо GPS сейчас работается» Это основной параметр, который отображается во многих GPS приборах.
Значения PDOP:

Режимы работы GPS

«Статика» (STATIC)

Метод статических определений. Наиболее точный из всех методов. Позволяет получить миллиметровую точность. Используется для передачи координат от изветсных пунктов к определяемым пунктам. Минимальный комплект приемников: 2 штуки. Один из приемников называют «база», второй «ровер». Базовый приемник устанавливается над пунктом с известными координатами. Замеряется его высота над точкой и он включается. Затем второй приемник (ровер) устанавливается на объекте над точкой, координаты которой мы хотим узнать. Приемники работают некоторое время. После измерений ровер переставляют на другие определяемые точки и повторяют наблюдения. Потом данные обрабатывают на компьютере и получают координаты определяемых точек. При этом измерения можно вводить в «сеть». Например провести насколько сеансов в разное время с разных пунктов, разными приемниками – свести их в единую сеть на компьютере, обсчитать и уравнять.

Цепочка информации будет выглядеть так:

Тут критически важно знать, что время измерений – это время в течении которого работают оба приемника (совместно). Именно совместная работа приемников с наличием общих спутников потом позволит получить координаты точек. От одной базы может работать множество роверов.

Пример временной записи:

В этом примере всего процесс занял у нас 2 часа (12-14), но полезное время совместных измерений было только 30 минут (12:30 – 13:30). Надо указать, что расстояние между базой и ровером для приемников L1 не должно превышать 20км, а для приемников L2 – до 50 км. Измерения при базисе больше 50 км для приборов L2 проводить можно, но они обрабатываются в специальных программах. Ограничение по расстоянию связано с кривизной земли и наличием общих спутников во время сеанса наблюдений. Однако стоит сказать, что когда я работал в аэрофотосъемке — мы используя специальные программы и приборы типа L2 обрабатывали базисы в 200-300 км. То есть это возможно, но требует дополнительных знаний.

Расчет времени работы в статике:

Каждая модель GPS приемника имеет обычно свои указания по расчету времени работы. Ниже приведу «примерное» время работы исходя из своего опыта. Основные параметры влияющие на время сеанса: количество спутников, расстояние между приемниками и PDOP. Обычно достаточно знать расстояние между приемниками для планирования сеанса.

Расчет времени работы в статике приборами L1:

Расчет времени работы в статике приборами L2:
Общая формула 10 мин. + 0,5минут на км
Пример: Расстояние базиса 20 км = 10мин+0,5*20мин = 20мин
2й вариант (более точный)

Есть основное правило:
— Если все хорошо и до пункта менее 10 км – стоим 30 минут
— Если что-то не так – стоим 1..2..3 часа

Режим работы «Стой-иди» ( STOP&GO)

Режим очень похож на статику с той лишь разницей, что ровер стоит над каждой точкой около 3-х минут и перемещается далее. В приемниках L1 такой режим позволял проводить съемку открытых пространств. С появление RTK режима – теперь практически не используется.
Основные моменты:

Расстояние база ровер – менее 20 км
Время стояния ровером на точке – 3мин
Применяется для топосъемки открытых площадок приемниками L1

Режим RTK (кинематика в реальном времени)

Основной современный режим съемки GPS оборудованием для проведения топографических съемок.
Надо сказать, что не смотря на наличие такого режима привязку временных реперов и других точных пунктов надо делать в режиме «статика».
Основная идея:
База стоит над точками с известными координатами и через канал связи передает некие «поправки» роверу. Ровер их принимает и выдает координаты своего местоположения с
высокой точностью.
Точность = примерно 10мм + 0,5мм * Дальность,км
Пример:
При удалении от базы на 20км получим точность ровера:
10мм + 0,5мм * 20км = 20мм
Это без учета всех остальных поправок. На практике получаем точность 5-50 мм., в зависимости от рельефа местности, может быть гораздо больше…

Каналы передачи данных

Существует насколько каналов по которым база может передавать поправки роверу:

Поправки передаются через мобильную связь. Для этого в базе и в ровере должны быть вставлены SIM-карточки мобильных операторов с услугой «CSD» (услуга факсимильной передачи данных ). На момент января 2018 г. для оператора МТС эта услуга стоит 1мин=2руб, кроме того теперь для МТС эта услуга называется «пакетная передача данных» и она выдается только юридическим лицам. Для работы канала нужно мобильное покрытие территории и денюжка на карточках.

Поправки передаются через мобильную сеть с выходом в интернет. Условия для работы как и для GSM канала, но нужны уже просто любые SIM-карты с доступом в интернет и сервер для поддержки и обработки данных.

В среднем база потребляет 1,5мБ в час трафика, т.е при ежедневной работе по 8 часов за 30 дней понадобиться 360мб., при работе по 6 часов за 20 дней — 180мб

NTRIP Работа от базовой станции (БС)

В этом методе в качестве базы используются «базовые станции» сторонних организаций, установленные обычно в городах и «вещающие» свои координаты в эфир. Услуги платные и для работы понадобятся данные доступа к БС. При таком методе для работы вам понадобится только один ровер с контроллером. Очень удобно. Приехали на место, достали GPS, подключились к базовой станции и можно снимать. Рекомендуемое удаление от БС – до 50км, хотя по факту нормально работали и на удалении 70-90км (точность падала до 2см). При этом базовые станции позволяют работать от них как в режиме RTK (NTRIP), так и в режиме «Статика» с последующей обработкой данных.

Радиомодем

Канал данных, при котором поправки передаются по радио. Бывают встроенные модемы, которые встроены в GPS (мощность до 2-6Вт) и обеспечивают связь на удалении до 1-2х километров от базы. Бывают также модемы внешние (мощностью около 20-35-60Вт), которые подключаются к GPS и обеспечат покрытие до 20-25км. Покрытие сильно зависит от типа местности, наличия строений, леса и т.д. Надо сказать, что например в Москве и Питере работать по радио на территории города запрещено. Все там работают от базовых станций через мобильную сеть. Также могут быть проблемы при работе на территории аэропортов и военных объектов. Предварительно уточняйте можно ли работать на объекте в радиорежиме. В малонаселенных районах – этот канал передачи поправок основной.

Понятие «Фиксированное решение»

При работе в режиме RTK возникает следующая цепочка передачи информации :

Момент, когда ровер успешно принимает поправки от базы и уверенно рассчитывает свои координаты – называется «Фиксированное решение» или в простонародье «Фикса».
Любой контроллер GPS этот момент всегда отображает.

Соответственно правило:
— Есть «фикса» — можно работать и снимать
— Нет «фиксы» — надо ее дождаться, снимать нельзя

Основные моменты когда фикса слетает:

В принципе это основные моменты о которых надо знать при работе с GPS-приемниками. Однако надо помнить, что самообразование – залог профессионализма 🙂

Источник