Рейтинг лучших GNSS-приемников на 2023 год

Приемники глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS) — это специальные устройства, предназначенные для приема сигналов от систем глобального позиционирования QZZ, COMPASS, GPS, ГЛОНАСС и систем коррекции SBAS. Эти спутники расположены на разных орбитах, окружающих нашу планету или ее определенные территории. Приемники (они же спутниковые), которые могут работать с несколькими системами одновременно, называются мультисистемами.

Эти устройства используются людьми для определения точных координат на земле и за ее пределами (возможно позиционирование в космосе близко к Земле). Кроме того, они могут измерять точное время и различные параметры движения объектов (например, направление и скорость). Метод определения местоположения заключается в вычислении расстояния между спутником и антенной приемника GNSS.

Таким образом, если известно положение нескольких спутников, то с помощью метода триангуляции можно с высокой точностью установить положение искомого объекта, используя простые геометрические вычисления.

Сами спутники передают цифровой сигнал, содержащий эфемериды (т. Е. Информацию об орбите спутника, с которого осуществляется передача) и общий альманах (т. Е. Информацию о положении всех спутников в используемой системе), а также обновленную время. Передача информации происходит на специальных частотах, предназначенных для спутниковой передачи. Как правило, это диапазоны от 1100 до 1600 Мегагерц.

Современное использование спутниковой техники вывело геодезическое оборудование на качественно новый уровень: теперь с его помощью стало легко решать задачи, необходимые не только для строительства, но и для других сфер жизнедеятельности человека. Эта отрасль индустрии высокой точности развивается семимильными шагами, постоянно появляются различные улучшения, поэтому выбор подходящего приемника GNSS может быть очень сложным из-за простой невозможности постоянного отслеживания новинок. К тому же сложно определить параметры приемника, которые обязательно понадобятся пользователю.

Некоторые особенности функционирования приемников

Приемники GNSS не только способны определять положение как на земле, так и в воздухе, но они также могут измерять свойства объектов, независимо от того, находятся ли они в статическом положении или в движении. Суть расчета заключается в непрерывном измерении расстояния между спутником и объектом слежения. С каждым годом погрешность таких вычислений неуклонно уменьшается, и, как следствие, определение координат объекта слежения становится более точным. На данный момент точность уже несколько метров.

Состав спутникового GNSS-комплекта

Как правило, ресиверы не продаются по отдельности, а поставляются сразу в комплекте. Стандартный набор такого оборудования состоит из:

• Два спутниковых ресивера;
• Полевой контроллер с установленным ПО;
• Спутниковая антенна типа GNSS;
• Передающее устройство (модем).

Современные технологии уже достигли такого уровня развития, что весь вышеперечисленный набор может быть упакован в одно устройство. Основная область применения этих блоков — кадастровые и геодезические работы. Есть устройства, где контроллер выдвигается отдельно, и такие устройства называют «портативными». Обновить операционную систему и проверить программы в ней очень просто.

ВАЖНЫЙ! Стоит различать приемники GNSS и туристические приемники GPS. Первые представляют собой высокоточное промышленное оборудование и предназначены для использования в строго определенных областях. Последние необходимы для путешествий и туризма и имеют гораздо меньший функционал.

Современная потребность в GNSS-приборах

Приемники для геодезических работ делятся на одно- и двухсистемные, а также одно- и двухчастотные. Практически все современные модели имеют возможность учитывать дифференциальные поправки при выполнении навигационных действий. Используя новейшее программное обеспечение, можно заранее спланировать геодезические исследования, сохранить и передать полученные данные на внешние устройства (компьютеры), произвести первичную обработку собранной информации и сформировать цифровую карту пространства.

Области применения GNSS-оборудования

Такие геодезические системы широко используются на начальных этапах строительства зданий и сооружений, а также для обнаружения земельных участков и их привязки к географическим объектам. Основным преимуществом использования этих устройств является их чрезвычайно быстрое время работы, что позволяет практически сразу передавать полученные координаты для обработки. Помимо прочего, согласование ГНСС позволит не только грамотно построить дом, но и аккуратно проложить различные коммуникации: от водопровода до сети электропередачи.

Следовательно, приоритетными направлениями являются:

• Поддержание геодезических связей на всех уровнях, от глобального до классического снимка;
• Изучение природных явлений, происходящих на земной поверхности (движение горных пород и ледников, сейсмическая активность и вулканизм и др.);
• Сопровождение прокладки трубопроводов, различных этапов строительства, а также решение многих инженерных и прикладных задач;
• Оказывать помощь в землеустройстве и отводе земель;
• Организация выравнивающих манипуляций;
• Установите согласованную временную шкалу в режиме высокой точности;
• Решение задач в области геоинформатики и картографии.

Основные способы ведения GNSS-съемки с помощью ресиверов

Традиционный метод — это статистическое обследование, которое оптимально согласовано со всеми измерениями текущих данных. Для этого нужно в обозначенных контрольных точках установить две антенны, они будут обрабатывать весь объем поступающих данных. Приемники, в свою очередь, будут следовать за спутниками и записывать относительно похожие параметры. Для этого метода можно использовать «быстрые статические» методы: в скрипт данных, полученных пользователем, вставляется небольшая ошибка, но всю необходимую информацию можно собрать в течение 15 минут.

Кинематический метод заключается в быстром нанесении нескольких точек одновременно, но в этом случае необходимо убедиться, что оборудование находится в нужной точке до начала процесса инициализации (проще говоря, до следующего момента приема спутника сигнал). Если не сделать это вовремя, всю процедуру придется начинать заново. Рекомендуется использовать этот метод на относительно больших площадях, когда есть возможность быстро добраться до следующей точки, например, на машине.

Кроме того, кинематический метод может использоваться на очень малых площадях по принципу «стоять и ходить». При этом расстояние между точками должно быть минимальным, а главное, чтобы в зоне не было предметов, которые могли бы помешать прохождению спутникового сигнала (небоскребы, линии электропередач и т.д.).

Помимо прочего, позиционирование может производиться в режиме реального времени: связь между приемником и спутником практически не прерывается. Однако этот метод потребует больших затрат энергии, с которыми батарея приемника GNSS может не справиться. Обычно такие решения используют кадастровые инженеры или геодезисты.

Грамотный выбор местоположения базового приемника

Местоположение имеет решающее значение для успешного опроса. При выполнении постобработки или съемки в реальном времени с одночастотным или двухчастотным приемником помните, что положение ровера (движущейся антенны) всегда будет относиться к положению базы. Любая ошибка в определении координат базы движущейся антенной неизбежно приведет к искажению координат самого марсохода.

Следовательно, необходимо выполнение двух условий:

• Надежность приема ГНСС;
• Известные / неизвестные координаты самой базы.

Также может быть третье условие — базовая среда. Базовая антенна должна быть установлена ​​как можно выше, чтобы не было препятствий для приема сигнала в горизонтальной плоскости и чтобы была достигнута максимальная дальность действия.

Условие №1: GNSS-прием

Убедитесь, что антенна установлена ​​в месте, где нет препятствий для обзора определенного участка неба в вертикальном направлении (это не препятствия, расположенные горизонтально). Свободное пространство над базой позволит собирать данные с максимального количества пролетающих над ней спутников. Такое расположение гарантирует правильное функционирование системы в целом и прием надежных данных даже со спутников на геостационарной орбите, не говоря уже о тех, которые находятся на малых высотах.

Условие № 2: известность/неизвестность положения базы

При использовании некоторых методов съемки местоположение базы может быть неизвестно роверу точно. Поэтому необходимо принять следующие меры: если необходимо получить сантиметровую точность измерения, необходимо использовать приблизительные координаты в сантиметрах, известные для местности, где установлена ​​базовая антенна. Если это невозможно, в сценарий измерения необходимо внести небольшую ошибку, которую затем можно устранить, зная точные координаты базы.

Процесс инициализации

Инициализация — это процедура, в которой приемник реального времени (или программа в постобработке) может установить неоднозначность целого числа координат, характерную для фазы обработки несущей. Это решение является необходимым условием для приемника и его программного обеспечения для получения измерений с сантиметровой точностью. Следовательно, для получения высокоточных расчетов необходимо постоянно контролировать этот параметр.

ВАЖНЫЙ! Этот процесс не следует путать с инициализацией приемника спутником, когда между устройствами устанавливается первичная связь. При первичной связи точность координат 5-10 метров.

Основные параметры GNSS-оборудования, требующие пристального внимания

Ключевую роль в работе ресивера будут играть:

• Технология обработки сигналов и количество используемых каналов. При работе в сложных погодных или географических условиях точность полученных измерений будет напрямую зависеть от стабильности сигнала, а следовательно, от количества используемых каналов. Современные технологии подавления посторонних шумов и многолучевость некоторых моделей позволяют эффективно работать в сложных погодных условиях на пересеченной местности;
• Срок службы батареи и мощность. Стоит позаботиться о наличии дополнительной батареи в израсходованном комплекте «горячей замены». Текущий стандарт для одной батареи — один день полевых работ;
• Пылевлагозащита оборудования и температурный режим. Более дорогие и модернизированные образцы могут работать в диапазоне от -40 до +60 градусов Цельсия. Степень защиты IP корпуса должна быть указана на самом устройстве. Например, IP67 означает, что устройство можно погружать в воду даже на короткое время, а его корпус полностью защищен от пыли;
• Формат данных для передачи. Они должны быть одинаковыми для марсохода и основного оборудования. Несоответствия сразу исключаются, если они касаются оборудования той же компании. Если производители устройств разные, можно использовать стандарт RTCM, универсальный для всех образцов.

Грамотный выбор GNSS-приемников при покупке

Даже если потенциальный покупатель не является профессиональным геодезистом и никогда не имел дела с таким оборудованием, перечисленные ниже критерии помогут вам не ошибиться в выборе:

• Проста в использовании и надежна. Любое подобное оборудование должно иметь простой и понятный интерфейс, не иметь слишком много меню и многоуровневых опций. Одним словом, нужно соблюдать принцип plug-and-play»;
• Возможность подключения ресивера к другим внешним устройствам: от модема и компьютера до смартфона;
• Поддерживаемые спутниковые группировки. Здесь необходимо определиться, в какой области планируется самая продолжительная работа. Для Европы подходит Galileo, для России и стран СНГ лучше использовать ГЛОНАСС, в глобальном масштабе — GPS. Если выбранная модель является мультисистемной, стоит знать заранее: они обычно дороже;
• Наличие цифрового дисплея. Конечно, лучше всего, когда он присутствует в модели. Также лучше выбирать модель с многопиксельным ЖК-экраном, а не с предустановленными изображениями. С хорошим нестатическим экраном работать намного проще и приятнее;
• Режиссер. Приемники GNSS — технически сложное оборудование, поэтому геодезисты предпочитают образцы западных производителей. При этом не обходит стороной и Японию: особой популярностью пользуются модели от Leica (подразделение Panasonic), отличающиеся повышенной точностью.

Рейтинг лучших GNSS-приемников на 2023 год

5-ое место: SP ProMark 220

В этой модели используется передовая технология ZED-Blade для более быстрой инициализации и большей точности даже при расширенных базовых параметрах. Приемник пытается максимально использовать все созвездия GNSS, что означает высокую эффективность и точность измерения даже в сложных условиях.

Имя	Показатель
Страна выпуска	Китай
Количество каналов	45
Срок службы батареи, в часах	восемь
Рабочая температура, в градусах Цельсия	От -20 до +60
Частота записи данных	2 Гц
Цена, руб	165 000

Преимущества:

• Используемые инновационные технологии;
• Чрезвычайно доступная цена;
• Хорошая укомплектованность комплекта.

Недостатки:

• Работает только с 2 системами: ГЛОНАСС и GPS.

4-ое место: Комплект SOUTH S660

Этот образец чрезвычайно прост в использовании, имеет относительно небольшой вес и ударопрочную сборку для всех устройств, входящих в комплект. Уникальная конструкция антенны позволяет проводить сверхточные измерения как в статическом, так и в реальном времени. Дизайн устройства является примером эргономики, а интерфейс управления прост и интуитивно понятен. Чаще всего используется для ландшафтной архитектуры.

Имя	Показатель
Страна выпуска	Китай
Количество каналов	692
Срок службы батареи, в часах	одиннадцать
Рабочая температура, в градусах Цельсия	От -25 до +70
Частота записи данных	1-20 Гц
Цена, руб	340 000

Преимущества:

• Фактическая стоимость денег;
• Эргономичный дизайн
• Он поддерживает все известные спутниковые группировки (конечно, мирные жители).

Недостатки:

• Модем работает только в сетях 2G / 3G.

3-ье место: Комплект SOUTH Galaxy G1

Это устройство представляет собой новое поколение приемников с уменьшенными размерами и расширенными функциональными возможностями. Приемник оснащен автоматической регулировкой уровней приема, что однозначно увеличивает точность измерения. Кроме того, в конструкцию включен специальный датчик наклона, который исключает ошибки центрирования и автоматизирует связь в пути. Этот комплект получил награду Surveyor’s Best Friend 2015 от Reddot Design Award».

Имя	Показатель
Страна выпуска	Китай
Количество каналов	220
Срок службы батареи, в часах	7
Рабочая температура, в градусах Цельсия	От -45 до +65
Частота записи данных	1-50 Гц
Цена, руб	420 000

Преимущества:

• Практически полностью автоматизированная модель: в некоторых случаях даже не нужно нажимать кнопку для измерения;
• Бренд удостоен международной награды;
• Работает со всеми существующими операционными системами Microsoft (кроме десятой версии).

Недостатки:

• Не найдено (для своего сегмента).

2-ое место:  LEICA GS18T LTE

Эта модель оснащена специальным компенсатором, который сглаживает неточности измерений при проверке угла наклона вехи. Поэтому в постоянном выравнивании устройства нет необходимости. Он обладает высокой устойчивостью к электромагнитным воздействиям, что позволяет обеспечить стабильную связь со спутником даже в непосредственной близости от линий электропередачи. Корпус имеет повышенный уровень защиты от пыли и влаги (IP68). Крайне неприхотлив к погодным условиям.

Имя	Показатель
Страна выпуска	Япония
Количество каналов	556
Срок службы батареи, в часах	7
Рабочая температура, в градусах Цельсия	От -40 до +65
Частота записи данных	1-20 Гц
Цена, руб	820000

Преимущества:

• Работает со всеми спутниковыми системами;
• Нет необходимости в дополнительной калибровке;
• Данные могут храниться на внешнем носителе (до 8 ГБ).

Недостатки:

• Высокая цена за неполный комплект.

1-ое место: GPS Leica GR50

Этот ресивер можно назвать «сервером из мира GNSS-оборудования». Он может функционировать как постоянная стационарная станция, так и как эталонная модель (эталон). Исключительная точность устройства позволяет использовать его в очень точных областях, например, при мониторинге деформаций земной поверхности. Имеет собственное программное обеспечение SmartWorks, ориентированное на выполнение специальных задач. Он может работать со многими клиентами роверов.

Имя	Показатель
Страна выпуска	Япония
Количество каналов	555
Срок службы батареи, в часах	24
Рабочая температура, в градусах Цельсия	От -40 до +65
Частота записи данных	1-50 Гц
Цена, руб	1,800,000

Преимущества:

• Многофункциональность;
• Собственное программное обеспечение;
• Поддержка большого количества вездеходов;
• Работает со всеми спутниковыми системами.

Недостатки:

• Чрезвычайно высокая цена (доступна только крупным покупателям для конкретных приложений).

Вместо эпилога

В связи с тем, что описываемое оборудование технически сложное, приобретать его следует только у проверенных поставщиков. Кроме того, профессионалы советуют делать покупки на интернет-сайтах, ведь там можно будет сэкономить на разнице в розничной стоимости. Это обстоятельство более актуально, потому что цена на устройства чрезвычайно высока.