Д т н проф Антонович К М

Д. т. н. , проф. Антонович К. М. Современные требования к развитию наземной инфраструктуры ГНСС

Что такое наземная инфраструктура ГНСС Системы GPS и ГЛОНАСС, как и другие ГНСС, являются системами двойного назначения – военного и гражданского. Военным и авторизованным пользователям доступны все возможности систем – позиционирование по гражданскому и точному коду и по фазе несущей. Чтобы компенсировать этот недостаток, появились подсистемы усиления ГНСС. Одним из элементов этой подсистем усиления ГНСС являются наземные инфраструктуры ГНСС, состоящие из постоянно работающих базовых станций. Базовая станция – это антенна и ГНСС приемник, установленные на точке с известными координатами для сбора измерений, которые необходимы для дифференциальной коррекции измерений полевых приемников. Такие станции могут обслуживать многих пользователей. БС могут быть: локальными, региональными и глобальными непрерывно действующими. Они могут создавать дифференциальные поправки по кодам и по фазе несущей и передавать их пользователям.

Сеть непрерывно действующих станций CORS в США, построенная Национальной геодезической съемкой (National Geodetic Survey, NGS) начала создаваться с 1994 г. с одной станции.

Joining the Continuously Operating Reference Station (CORS) Network Key Requirements Receiver/Antenna is at least dual frequency (L 1 and L 2) Receiver tracks at least ten satellites above 0 degrees Receiver provides L 1 C/A-code pseudorange or P-code pseudorange Receiver provides L 1 and L 2 full wavelength carrier phase Receiver and Antenna models must use international codes Antenna and monument must be coupled by an orienting/leveling device Antenna oriented to TRUE north (Calculate Magnetic Declination) Antenna has NGS phase center variability model available (http: //www. ngs. noaa. gov/ANTCAL) Equipment metadata including photographs and station log must be provided Photos (Description) (Sample) Logs (Blank Log) (Log Instructions) (Log Checker) Data are freely available for distribution Data are recorded on a 30 -second or shorter interval Provider has on-site Internet access Provider maintains all equipment Provider agrees to adopt positional coordinates sanctioned by NGS Status of Future or Proposed CORS

В России 07. 02. 2001 в городе Москва при ГАИШ введена в опытную эксплуатацию первая постоянно действующая GPS базовая станция с доступом к данным через сеть Internet.

Во второй половине 90 -х годов появился новый вид базовых станций, который вначале называли как Multiple reference stations - Множественные базовые станции или базовые станции, управляемые из единого вычислительного центра. Последнее название этой подсистемы усиления ГНСС – Network RTK – сетевой метод измерений в режиме кинематики реального времени, у нас в России такие сети стали называть как ГНСС Инфраструктура или системы точного позиционирования (СТП).

По данным О. В. Евстафьева к настоящему времени в России реализовано на разных стадиях более 40 проектов по созданию Систем точного позиционирования, включающих более 270 активных базовых станций (2012 г. ).

В Новосибирской области создана сеть из 31 постоянно действующей базово станции. Расстояния между такими станциями могут доходить до 100 км, хотя рекомендуется 60 -80 км. На покрываемой ими площади доступно определение координат с погрешностью не более 5 см в плане и 10 см по высоте.

Сети базовых станций устанавливают Геостройизыскания, Нав. Гео. Ком, «ГНСС плюс» и др. компании. Единое руководство и нормативная база отсутствует. Ни о каких требованиях к оборудованию, программному обеспечению, методам работы речь не идет, все решает собственник. На рынке России действуют фирмы Trimble Navigation, Leica, Topcon.

Международная ГНСС служба (МГС, IGS) Вероятно, создание сетей базовых станций было бы невозможно, если бы в 1994 г. не заработала Международная ГНСС служба (МГС, IGS). Эта служба работает под эгидой Международной ассоциации геодезии IAG. Она включает глобальную сеть непрерывно действующих станций, 7 центров Анализа и главный центр анализа (при JPL, Пасадена), Руководящий совет и Центральное бюро. МГС образует одну из служб МСВЗ (IERS), вместе со службами ЛЛС и ЛЛЛ, РСДБ, DORIS. Сеть МГС состоит из 475 станций (2012 г. ), 2/3 из них наблюдают ГЛОНАСС. На сайте МГС есть подробнейшая информация о том, как составить заявку, требования к оборудованию, закреплению, месту установки и т. п. МГС обеспечивает результатами измерений со всех станций сети, точными эфемеридами GPS и ГЛОНАСС, ионосферными и тропосферными задержками и др. Общеземные координаты станций даются с погрешностями 3 мм в плане, 6 мм по высоте, а скорость станции дается с погрешностью 2 мм/год. Ежесуточно IGS обслуживается около 150000 пользователей, объем скачиваемых данных около 25 Гг. Б.

Сейчас на территории России – 26 станций IGS, из них - работают только по GPS – 15, - работают по GPS и по ГЛОНАСС – 11. Для сравнения: в США по ГЛОНАСС работает 10 станций, в Канаде 20 станций.

Станции IGS, работающие по системе ГЛОНАСС

Станции МГС работают непрерывно, производя измерения каждые 30 секунд и передавая данные в центр обработки раз в сутки. Здесь эти данные проходят обработку, в результате чего получаются точные координаты, эфемериды и другие продукты. Однако есть станции, которые работают с частотой 1 измерение в секунду, а данные передаются ежечасно. Такие измерения используются для получения быстрых точных эфемерид. Более того, сейчас в стадии реализации находится проект RTIGS, в соответствии с которым почти 150 станций будут передавать результаты измерений немедленно (запаздывание не более 3 с), по которым будут корректироваться элементы орбиты, и другие данные, что позволит проводить абсолютное позиционирование в режиме RTK без базовой станции с погрешностью не более 10 см.

. Самые совершенные современные приемники обеспечивают погрешности в 3 раза больше (порядка 3 мм). О сертификации Инфраструктуры. Для проведения испытаний в целях утверждения типа средства измерений для Сети АБС необходимо: - подобрать комплект эталонной аппаратуры (по ГОСТ – средство измерения приращений координат), провести его сертификацию; - произвести измерения в различных кластерах Инфраструктуры, которые подтвердили бы точность создаваемого координатного поля. В соответствии с Поверочной схемой эталонное средство измерения приращений координат должно измерять расстояния с погрешностью

Чтобы сертифицировать комплект эталонного средства измерения приращений координат, необходим соответствующий эталон длины. Для этой цели нами использовалась сеть Эталонного пространственного геодезического полигона ПГЭ СГГА, в котором имеются линии требуемой точности.

Мнение О. В. Евстафьева:

Выводы. 1. Сети активных базовых станций (Системы точного позиционирования, ГНСС инфраструктуры) создаются на территории России. Их ввод в эксплуатацию иногда неоправданно затягивается, что снижает экономический эффект от их деятельности. При этом отсутствует единое научно-методическое руководство, которое бы устанавливало требования к самим базовым станциям, режиму их функционирования, методикам сертификации сетей и эталонной аппаратуры, координатно-временному обеспечению, методам применения. 2. Число базовых станций IGS на территории России недостаточно. Закрытие части из них нежелательно. Недостаточно количество станций, работающих по ГЛОНАССу.

Благодарю за внимание!