Современные тенденции развития программного обеспечения сети базовых станций ориентированы на обязательное использование регламентированных стандартов дифференциальных поправок, визуализацию местоположения пользователей с помощью картографического портала Google, авторизацию и идентификацию пользователей, наличие встроенной биллинговой системы, мониторинг взаимного положения станций в режиме реального времени

С.А. Ванин (НПП «НАВГЕОКОМ»)

В общем случае под ГЛОНАСС/GPS-инфраструктурой подразумевается сеть постоянно действующих базовых (референцных) станций, которая предназначена для обеспечения топографо-геодезических работ. Она задает единую геодезическую основу и позволяет автоматизировать процесс определения координат объектов в режимах постобработки и реального времени. По площади покрываемой территории сети базовых станций подразделяются на локальные, региональные или национальные.

По традиции основными потребителями геодезической информации являются компании, работающие в области геодезии и кадастра, но все больший интерес к высокоточным данным стали проявлять специалисты в области строительства, точного земледелия, коммунального хозяйства. Отдельно стоит упомянуть направления, связанные с геодинамикой и мониторингом геологической среды, изучением деформаций и смещений инженерных сооружений и грунтов.

Как правило, совмещение результатов геодезических работ одного или нескольких проектов, выполненных с использованием отличающихся государственных или местных систем координат, различными исполнителями или от разных исходных пунктов, является крайне непростой, а иногда и невыполнимой задачей. Основным преимуществом сетей постоянно действующих базовых станций является обеспечение равноточности и согласованности результатов геодезических измерений в требуемой системе координат на всей обслуживаемой территории. После реализации проекта спутниковой инфраструктуры большинство работ, связанных с позиционированием, можно выполнять в режиме реального времени. Это означает, что за несколько секунд каждый потребитель данных системы непосредственно на месте выполнения работ может определить координаты объекта с необходимой ему точностью.

Основными элементами ГЛОНАСС/GPS-инфраструктуры являются постоянно действующие базовые станции, специализированное программное обеспечение и аппаратура конечных пользователей.

К оборудованию постоянно действующей базовой станции предъявляется ряд специфических требований, которые отличают его от обычных приемников спутникового позиционирования геодезического класса. В первую очередь, это возможность передачи данных по протоколу TCP/IP, наличие Web-интерфейса, позволяющего удаленно выполнять настройки и управлять базовой станцией без необходимости ее физического посещения. Также желательна поддержка базовым приемником передачи данных по протоколам FTP и HTTP. Такие производители, как Leica Geosystems (Швейцария) и Trimble Navigation (США), создали собственные линейки аппаратно-программных комплексов для формирования спутниковой геодезической инфраструктуры. Специально разработанные приемники геодезического класса Leica GRX1200+ и Trimble NetR5 (NetR8) имеют схожие технические характеристики и наилучшим образом подходят для использования в качестве постоянно действующих базовых станций. Приемник Topcon GR3 (Topcon, Япония) того же класса несколько уступает названным выше моделям, главным образом из-за отсутствия встроенного Web-интерфейса.

Программное обеспечение — важнейший элемент современной спутниковой геодезической инфраструктуры. С одной стороны, основные производители в этом сегменте (Trimble, Leica, Geo++, Topcon) достигли примерно равного технического уровня получения и распространения спутниковых данных. С другой — каждый производитель имеет свою технологию формирования так называемых сетевых поправок (VRS, i-Max, FKP и т. п.). Поэтому для владельцев сети и потенциальных пользователей при выборе программного продукта определяющими критериями могут являться удобство интерфейса, возможность подключения дополнительных программ и модулей, количество действующих сетей, использующих данное программное обеспечение. Поскольку владелец сети, как правило, заинтересован в привлечении максимально широкого круга пользователей, сеть должна поддерживать работу приемников спутникового позиционирования разных классов и производителей во всех режимах, включая предоставление сетевых дифференциальных поправок.

Если говорить о проекте в целом, то ситуация с современными сетями базовых станций весьма схожа с положением дел в сетях сотовой связи GSM. Владелец мобильного телефона редко задумывается о модели и типе оборудования, установленного на вышках сотового оператора. Для него важны качественная связь, низкие тарифы и хорошее сервисное обслуживание. Так и для большинства пользователей ГЛОНАСС/GPS-инфраструктуры приоритетны простота и надежность подключения их полевых устройств к системе базовых станций, профессионализм технической поддержки и спектр оказываемых услуг. Если владелец сети сможет предоставлять необходимые данные в режиме реального времени, создаст удобный и эффективный Интернет-портал доступа к сети и разработает экономически привлекательную тарифную политику, то количество потребителей будет неуклонно расти.

Современные тенденции развития программного обеспечения сети базовых станций ориентированы на обязательное использование регламентированных стандартов дифференциальных поправок, визуализацию местоположения пользователей с помощью картографического портала Google, авторизацию и идентификацию пользователей, наличие встроенной биллинговой системы, мониторинг взаимного положения станций в режиме реального времени и т. д.

В Российской Федерации первая сеть постоянно действующих базовых станций была создана в 2004 г. (проект «Москва»); она состоит из 22 референцных станций Leica Geosystems, расположенных на территории Московской области. Для централизованного управления станциями используется программное обеспечение компании Geo++ (Германия). После установки и инсталляции составляющих система была передана под управление Центру спутниковых технологий (ЦСТ, структурное подразделение ФГУП «Госземкадастрсъемка» — ВИСХАГИ). Сеть обеспечивает потребителей дифференциальными поправками в режиме реального времени в пределах территории Московской области. Несмотря на стабильный спрос в течение последних лет, сеть имеет ограниченные возможности для качественного роста. Это, главным образом, связано с развертыванием ГЛОНАСС и появлением новых сетевых технологий, позволяющих использовать меньшее число базовых станций для покрытия территории, сопоставимой по площади с Московской областью.

Тем не менее, долгое время система точного позиционирования на территории Москвы и Московской области была единственным примером GPS-инфраструктуры в России. В то время как Европа стремительно развивала сети регионального и национального уровня, в нашей стране устанавливались только одиночные базовые станции, обеспечивающие, как правило, данными для работы в режиме постобработки.

В 2007 г. отделом инфраструктурных проектов НПП «НАВГЕОКОМ» была впервые реализована идея построения сети базовых станций на территории РФ с использованием GPS и ГЛОНАСС. Сеть обеспечивает данными как для работы в режиме постобработки, так и в режиме реального времени. Заказчиком выступало МУП «Институт «Горкадастрпроект» (Краснодар). По сути, это был пилотный проект по созданию современной спутниковой инфраструктуры без привлечения иностранных специалистов на объект заказчика. Цикл работ включал установку оборудования, инсталляцию и настройку программного комплекса, выполнение геодезических работ по определению координат базовых станций в местной системе координат, их регистрацию, обучение специалистов заказчика. По аналогичной схеме были реализованы проекты для ОАО «Сургутнефтегаз» и ОАО «ТНК-BP», а также муниципальные проекты для мэрии Архангельска и МУП «Муниципальный институт генплана» (Сочи).

В 2008 г. компания «НАВГЕОКОМ» заключила контракты на создание спутниковых сетей в Новосибирской области и Красноярском крае совместно с Сибирской государственной геодезической академией и ОАО «ВостсибНИИгипрозем». Компания «ПРИН» объявила о старте проекта по построению сети в Кировской области. Своеобразным расширением системы точного позиционирования на территории Москвы и Московской области является создание в настоящее время сети базовых станций на территории Тверской области. Реализацию проекта осуществляет ЦСТ. В 2009 г. ГУП «Мосгоргеотрест» выступило заказчиком формирования корпоративной сети базовых станций на территории Москвы.

Однако, несмотря на значительный рост числа завершенных и текущих работ, отечественные инфраструктурные проекты во многом уступают западным с точки зрения управления и экономической окупаемости. Проекты в Российской Федерации редко начинаются с серьезного бизнес-планирования, оценки количества потенциальных потребителей и затрат на эксплуатацию системы. Между тем, для решения задачи окупаемости ГЛОНАСС/GPS-инфраструктуры необходимо проведение постоянных маркетинговых мероприятий, связанных с арендой аппаратуры и демонстрационными показами, проведением пользовательских семинаров и продвижением коммерческих сервисов и услуг для новых групп потребителей. Однако зачастую финансирование муниципальных проектов полностью прекращается после установки базовых станций и сдачи сети в тестовую эксплуатацию. Средства на поддержку и дальнейшее развитие муниципальных или региональных проектов выделяются крайне редко. Это приводит к тому, что многие муниципальные проекты, находящиеся в рабочем состоянии и практически полностью готовые к эксплуатации, «замораживаются».

Средний срок возврата инвестиций и вывода сети в режим самоокупаемости в Европе и США составляет 3–4 года. Многие европейские национальные сети, в том числе в Финляндии, Великобритании, Германии, Дании, являются очень успешными с экономической точки зрения. В России пока нет подтвержденных данных о периоде окупаемости проектов ГЛОНАСС/GPS-инфраструктуры. Что касается ведомственных или корпоративных сетей, то заказчики проектов не предоставляют статистической информации о снижении материально-технических затрат и повышении эффективности выполнения топографо-геодезических работ. Хотя такие данные могли бы косвенным образом свидетельствовать об экономической эффективности того или иного проекта.

Современные сети базовых станций предъявляют высокие требования к компании — интегратору проекта, реализация которого подразумевает не только поставку оборудования, но и выполнение комплекса работ. Необходимо провести рекогносцировку, заложить пункты сети базовых станций, установить вычислительный центр и организовать каналы передачи данных, выполнить геодезические работы по определению координат базовых станций и зарегистрировать их в межрегиональном управлении геодезии и картографии, обучить персонал заказчика и оказывать в дальнейшем техническое и постпроектное сопровождение для эффективного развития проекта в будущем.

Особое внимание как заказчику, так и исполнителю проекта стоит уделить геодезической привязке базовых станций. Согласно инструкции ГКНИП-17-002–93 «О порядке осуществления государственного геодезического надзора в РФ» топографо-геодезические и картографические работы могут проводиться предприятиями только после регистрации и рассмотрения технических проектов и программ на каждый конкретный объект работ в инспекциях Госгеонадзора или органах архитектуры и градостроительства. На основании требований инструкции исполнитель должен составить программу работ по построению сети референцных станций на планируемую территорию и в установленном порядке согласовать ее с заказчиком. После регистрации геодезических работ исполнителю выдается разрешение на производство топографо-геодезических и картографических работ в межрегиональном управлении геодезии и картографии.

По окончании работ составляется технический отчет. Он должен содержать сведения о составе и объеме выполненных работ, используемых технологиях, полученной точности, исходных данных, принятой системе координат и высот, а также о контроле и приемке работ. Среди материалов, предъявляемых в межрегиональное управление геодезии и картографии, должен быть список выполненных работ с указанием их объема и показателей качества, выписки исходных данных.

Кроме того, существует процедура сертификации сетей постоянно действующих базовых станций. Проект «Москва» и ГЛОНАСС/GPS-инфраструктура МУП «Институт «Горкадастрпроект» также прошли добровольные испытания и получили сертификат об утверждении сетей постоянно действующих базовых станций как типа средств измерений. Это, помимо регистрации проекта в Государственном реестре средств измерений, дает заказчику дополнительный независимый контроль реализации проекта исполнителем.