Комплексное решение Trimble VRS на основе ГЛОНАСС/GPS базовых станций для нефтегазовой отрасли и горного дела
Бородко Е.А.
Компания ГеоПолигон
Компания ГеоПолигон, входящая в холдинг ГЕОКОСМОС, предлагает геодезическое оборудование, наземные лазерные сканирующие системы и инфраструктурное оборудование на основе решений Trimble VRS.
Наземная инфраструктура сетей ГЛОНАСС/GPS базовых станций предназначена для автоматизированного сбора, обработки, хранения и предоставления координатно-временных и высокоточных навигационных данных потребителям.
Компания ГеоПолигон предлагает три решения основанных на решениях Trimble VRS:
- Одиночные Базовые станции (БС);
- Сети базовых станций;
- VRS-сети.
Основными областями практического применения VRS-технологий являются:
- обеспечение высокопроизводительной геодезической съемки, включая:
• определение границ и площадей земельных участков;
• градостроительные и кадастровые работы;
• привязку стационарных объектов;
• маркшейдерские работы;
• поддержку аэрофотосъемки;
• сгущение геодезических сетей;
• землеустроительные работы;
• сейсмосъемку;
• поддержка географических информационных систем (ГИС);
• координатное обеспечение нефтегазового комплекса:
- прокладки и контроля нефте-, газопроводов;
- поддержка поисково-разведочных работ полезных ископаемых;
- оконтуривание месторождений и т.п.;
- обеспечение строительных и дорожных работ, мониторинг сложных сооружений, территорий проживания с высокой геодинамикой;
- обеспечение точного внесения посевного материала, удобрений и гербицидов в целях их экономии при выполнении сельскохозяйственных работ с использованием наземной техники и сельскохозяйственной авиации;
• экологический мониторинг (определение границ загрязненных участков местности, контроль уровня загрязненности атмосферы и т.п.).
Большинство компаний в нефтегазовой области ведут работы:
- по топографо-геодезическому обеспечению объектов нефтегазового комплекса;
- по созданию и обновлению цифровых карт разных масштабов вдоль трасс газопроводов;
• по крупномасштабным топографическим съемкам компрессорных и газораспределительных станций для последующего создания цифровых топографических планов и трехмерных моделей станций;
• по инженерно-геодезическим изысканиям для проектирования строительства промышленных объектов;
• по мониторингу транспортных средств и нефти газопроводов;
• по получению и мониторингу пространственных данных;
• по геофизическим исследованиям.
Для проведения подобных работ активно используются современные приборы и технологии – электронные тахеометры, спутниковые ГЛОНАСС\GPS приемники (в том числе и в режиме реального времени), цифровую фотограмметрию, цифровые технологии создания и обновления топографических планов и карт, трехмерных моделей объектов и местности. Однако, с развитием науки и техники, на первый план выходят современные технологии сетей ГЛОНАСС\GPS БС и лазерного сканирования объектов и местностей.
Для решения ряда стандартных вопросов и проблем, возникающих при работе с ГНСС аппаратурой, во всем мире создаются сети ГЛОНАСС/GPS базовых станций в последующем объединяемых в сети ГНСС инфраструктуры. На рисунке показана стандартная схема наземной ГНСС инфраструктуры Trimble VRS. Основными компонентами являются: базовые станции (дифференциальные, контрольно-корректирующие и региональные станции); центр управления или вычислительный центр; сети коммуникаций и передачи информации; подвижные станции (потребители).
Современные требования государства и потребителей информации на территории РФ обуславливают создание наземной инфраструктуры сетей ГЛОНАСС/GPS БС, которые формируют условия для гарантированного получения качественных координатно-временных данных и навигационных услуг. Так же это относится к новому закону «О навигационной деятельности».
Отличием сетей базовых станций Trimble VRS от стандартных решений является надежность и точность поставляемых пользователю данных; скорость и простота работы с ГНСС аппаратурой; коммерческое использование системы. Как известно, основной проблемой при стандартном решении в спутниковых методах является удаленность от базовой станции в режимах РТК и Пост-обработки. Trimble VRS позволяет решить эти вопросы и проблемы.
Как работают БС? Все БС в автоматическом режиме непрерывно собирают навигационную информацию со спутников ГНСС и по каналам связи передают ее в Центр Управления (ЦУ). Программное обеспечение ЦУ анализирует полученные данные и формирует ряд поправок: ионосферную, многолучевость, точность работы спутников и ошибки часов спутников, затем, создает модель на всю зону покрытия сети. Программа также вырабатывает DGPS-поправку для обеспечения навигации и создает VRS Для точного позиционирования в реальном времени (1-5 см). В начале работы пользователь отправляет на ЦУ свои навигационные координаты. ЦУ рассчитывает и создает в радиусе 15 метров виртуальную базовую станцию, и прибор, с которым работает пользователь, получает поправку от этой БС, что позволяет обеспечить его надежными и точными данными. Данная технология может быть использована как для режима РТК, так и для режима пост-обработки.
При проектировании сети большое внимание уделяется местам и способом установки оборудования. Точки установки базовых станций делятся на две составляющие для установки ГНСС приемника и спутниковой ГНСС антенны. Максимальное расстояние между приемником и антенной составляет 10 км. К местам расположения антенн предъявляются основные требования: открытое небо; отсутствие металлических конструкций в радиусе 1,5 м; отсутствие других радиоэлектронных передатчиков в радиусе 300 м; устойчивость. Оптимальное расположение антенн — монументальные сооружения (крыши зданий). Для установки приемника необходимо всего два условия: сети коммуникаций и электропитание.
Компания Trimble является мировым лидером в области ГНСС-технологий и имеет огромный опыт создания подобных сетей. Преимущества использования сетей БС многократно доказаны и подтверждены в научной литературе.
Сети ГЛОНАСС/GPS базовых станций позволят: осуществлять контроль и надзор за выполнением работ с ГНСС аппаратурой; повысить точность и качество геодезических данных, получаемых при помощи ГНСС аппаратуры; расширить применение в различных областях (транспорте, С/Х, строительстве); использование единого формата, позволяющего работать в официально принятой на территории РК системе координат
Trimble имеет огромный опыт по реализации проектов основанных на решениях сетей ГЛОНАСС\GPS БС и VRS технологий для областей геодезии, картографии, кадастра, мониторинга транспортных средств, навигации, строительства, геофизических исследований, морской навигации, безопасности и др.
Расчёты показали, что рентабельность использования Trimble VRS и мобильных ГИС ниже, чем при использовании традиционного набора геодезических приборов.
Современные возможности Trimble VRS решений в нефтегазовом комплексе и горном деле позволят:
• повысить эффективности выполнения маркшейдерских работ;
• увеличить скорость выполнения полевых работ в 2-5 раза, чем при использовании традиционных методов;
• при коммерческой реализация достичь высокой окупаемости и сократить затраты;
• обновлять практически весь ряд топографических карт с высокой точностью и надежность измерений;
• повысить рентабельность и снизить трудозатраты;
• удобно настраиваемая и быстро обучаемая система;
• возможность совершенствования и дополнительного развития системы.