Появится возможность предметно говорить не просто о системе GPS, а о глобальной системе GNSS, объединяющей в себе существующие и перспективные спутниковые системы. В полном объеме оценить преимущества GNSS достаточно сложно, однако уже ясно, что она расширит области применения спутниковой аппаратуры, увеличит точность и надежность позиционирования, повысит производительность работ.
Цель обзора определить основные тенденции развития спутникового оборудования и технологий в приложении к геодезии и другим геонаукам. Для этого следует выделить основные изменения, произошедшие как собственно в Глобальной навигационной спутниковой системе GNSS, так и в ее аппаратном и программном обеспечении.
Мы стоим на пороге новой эпохи в спутниковой навигации, которая качественно изменит ситуацию не только в области наук о Земле. Появится возможность предметно говорить не просто о системе GPS, а о глобальной системе GNSS, объединяющей в себе существующие и перспективные спутниковые системы. В полном объеме оценить преимущества GNSS достаточно сложно, однако уже ясно, что она расширит области применения спутниковой аппаратуры, увеличит точность и надежность позиционирования, повысит производительность работ.
Основа GNSS спутниковая система GPS (США), бесперебойно функционирующая последнее десятилетие, состоит из 29 надежно работающих спутников и имеет большой запас прочности. Несмотря на это правительство США объявило о начале программы модернизации системы. С некоторым отставанием от намеченного графика осенью 2005 г. был введен в эксплуатацию первый спутник серии GPS-IIR-M, передающий сигнал L2C. Запуск второго спутника намечен на апрель 2006 г. С 2007 г. возможен запуск спутников следующего поколения, передающих сигналы на частоте L5, уже третьей по счету. Кроме этого, благодаря расширению наземной сети станций слежения и использованию новой программы обработки и моделирования спутниковых данных, текущая точность и надежность GPS-определений возрастет на 10 15%.
Предпринимаются попытки активизировать вторую реально действующую спутниковую группировку российскую ГЛОНАСС. В декабре 2005 г. были запущены три спутника, один из которых принадлежит новому поколению ГЛОНАССМ с увеличенным сроком службы. В ответ на требование Президента РФ В.В. Путина запустить систему в коммерческое пользование в более короткий срок, чем планировалось, руководство Роскосмоса предложило программу ускоренного развертывания системы в глобальном масштабе к 2009 г.
Как и GPS, система ГЛОНАСС имеет долгосрочную программу модернизации запуск спутников серии ГЛОНАСС-К с третьей гражданской частотой L3. После многолетних согласований Европейский Союз принял решение о развертывании собственной глобальной системы Galileo из 30 спутников. Первый (тестовый) спутник GIOVE-A был запущен в декабре 2005 г. с космодрома Байконур (Казахстан), запуск второго GIOVE-B запланирован на апрель 2006 г.
Помимо глобальных систем активно функционируют широкозонные дифференциальные подсистемы, призванные увеличить надежность и точность GNSS (WAAS в Северной Америке, EGNOS в Европе, MSAS в Японии). В некоторых странах разработаны программы создания дополняющих подсистем (например, Quasi-Zenith Satellite System в Японии или Twinstar в Китае). Кроме государственных программ успешно развиваются глобальные коммерческие сервисы, которые позволяют достичь еще большей точности автономного позиционирования.
Внедрение новых спутниковых систем вызвало бурное развитие сопутствующих отраслей. Почти все ведущие мировые производители спутниковой аппаратуры объявили о создании мультисистемных многоканальных плат с возможностью отслеживания сигналов как существующих систем GPS и ГЛОНАСС, так и планируемых сигналов GPS L5 и Galileo. Некоторые уже предлагают готовые решения на плате с приемом сигналов коммерческих широкозонных подсистем. При уменьшении размера GPSчипсеты становятся дешевле и универсальнее.
Изготовленное на их основе спутниковое оборудование потребляет меньше энергии, становится более универсальным и взаимозаменяемым. Технологии изготовления также не стоят на месте: более компактные приемники часто имеют совмещенную конструкцию и изготавливаются в соответствии с требованиями жестких стандартов работы в полевых условиях. Расширяются интеграционные возможности спутникового оборудования как на уровне внутренних элементов конструкции, так и на уровне подключения внешних устройств (например, сменных панелей или контроллеров). Для ввода и обмена данными все шире используются современные медианосители на основе карт CompactFlash, SD/SDIO и USB.
Сопутствующая программная среда также меняется, постепенно становясь общей для геодезических данных как разных типов, так и разных производителей. Почти повсеместная поддержка универсальных обменных форматов и популярных форматов отдельных производителей упрощает обмен информацией. Кроме этого, для обмена разнородными геоданными стал использоваться открытый формат LandXML, который обеспечивает функциональную совместимость различных прикладных программ независимо от версии. Полевые контроллеры полностью перешли на универсальные операционные системы Microsoft с унифицированным набором прикладного программного обеспечения.
В GNSS-приемниках и в управляющих ими компьютерах стали широко использоваться современные беспроводные технологии связи (Bluetooth и WiFi). Встроенный приемопередатчик Bluetooth позволяет установить связь приемник контроллер или контроллер контроллер, а также соединить их с компьютером или мобильным телефоном без использования кабелей. Модуль Wi-Fi применяется для быстрой и безопасной передачи данных из устройства в любой компьютер корпоративной локальной сети WLAN, а также для подключения к Интернету в специальных точках беспроводного доступа.
В полевой практике геодезистов получил широкое распространение беспроводной обмен данными по сетям GSM/GPRS. Сети GSM используются для удаленного обмена данными с офисом по электронной почте, выхода в Интернет, работы в режиме реального времени. Комбинация современного программно-аппаратного обеспечения и средств передачи данных позволяет создать беспроводный офис непосредственно в полевых условиях. После завершения съемки данные мгновенно отправляются на обработку, а в ответ поступает задание на следующий объект работ.
GSM-сети нашли широкое применение при создании сетей GNSS-инфраструктуры. Данные от сети базовых станций (в том числе разных производителей) поступают в режиме реального времени в центр управления, обрабатываются и по GSM/GPRS-каналам распределяются в режиме RTK. Благодаря таким сетям существенно повышается точность, производительность и надежность съемки, а также значительно увеличивается расстояние от базовых станций до подвижного приемника, что позволяет охватить территорию районов или государств. Сети имеют масштабируемую структуру и могут легко расширяться до сотен и даже тысяч GNSS-приемников. В качестве средств передачи данных могут использоваться принятые стандартные форматы RTCM/ RTCM NET, VRS или FKP, передающиеся, например, с помощью открытого Интернетпротокола NTRIP. Для работы в таких сетях выпускаются специализированные базовые станции с прямым подключением к сети Интернет, не требующие выделенного компьютера.
В заключение следует отметить некоторые изменения в концепции продвижения продукции со стороны компаний-поставщиков. Очевидно, что вместо расширенного набора инструментов пользователю предлагается набор готовых решений. Аппаратное и программное обеспечение все более адаптируется к требованиям конкретных отраслей. Устанавливаются более тесные взаимоотношения между продукцией, технологией и сервисом. В результате геодезист может выбирать из широкого диапазона опций, включая геодезические технологии, каналы связи и вспомогательные услуги, такие как GNSSинфраструктура, и получать полностью интегрированное геодезическое решение, что обеспечивает полную совместимость офисного и полевого программного обеспечения; повышенную гибкость решений благодаря использованию оптимальных средств и методик работы; адаптацию специализированных технологий и локализацию геодезических решений для специфических требований рынка.
RSS
Реклама
Цель обзора определить основные тенденции развития спутникового оборудования и технологий в приложении к геодезии и другим геонаукам. Для этого следует выделить основные изменения, произошедшие как собственно в Глобальной навигационной спутниковой системе GNSS, так и в ее аппаратном и программном обеспечении. 
Изготовленное на их основе спутниковое оборудование потребляет меньше энергии, становится более универсальным и взаимозаменяемым. Технологии изготовления также не стоят на месте: более компактные приемники часто имеют совмещенную конструкцию и изготавливаются в соответствии с требованиями жестких стандартов работы в полевых условиях. Расширяются интеграционные возможности спутникового оборудования как на уровне внутренних элементов конструкции, так и на уровне подключения внешних устройств (например, сменных панелей или контроллеров). Для ввода и обмена данными все шире используются современные медианосители на основе карт CompactFlash, SD/SDIO и USB. 
