2 июня в Москве продолжил работу V Международный форум по спутниковой навигации, в рамках которого также проходит выставка «Навитех-Экспо-2011». Организаторы: ООО «Профессиональные конференции», Экспоцентр. Мероприятие проходит при поддержке НИС ГЛОНАСС и ГЛОНАСС/ГНСС-Форум. Экспертным партнером мероприятия выступает ГИС-Ассоциация.

Во второй день Форума, в частности, работала секция «Спутниковые навигационные технологии в строительстве, землеустройстве и природопользовании». Открыл работу секции директор направления спутникового позиционирования «Инжинирингового Центра ГФК» О.Евстафьев докладом «Опыт применения спутниковых геодезических средств при строительстве моста через бухту Золотой Рог во Владивостоке». Он рассказал, что из-за погодных особенностей места работ (низкая и плотная облачность, постоянный сильный ветер, туман) использование классических оптических инструментов, такие как тахеометр, оказалось невозможным, поэтому применялись спутниковые технологии. Спутниковые измерения выполнялись для выноса опалубки, контроля съемочного обоснования, увязки координат пунктов на обоих берегах, пунктов геодезической разбивочной основы. Концепция работ требовала наличие не менее двух базовых станций на обоих берегах, единые параметры перехода между системами координат, непрерывное производство всех видов работ и на всех объектах. Все эти требования удалось выполнить благодаря применению спутниковых технологий. Эффективным решением также оказался тахеометр со встроенным ГНСС приемником: это позволяет определять текущее положение тахеометра без привязки к опорным точкам, что очень удобно при недостаточном количестве опорных пунктов, когда невозможно выполнить обратную засечку. Также Евстафьев рассказал о применении спутниковых технологий для непрерывного мониторинга деформаций сооружений. Точность выноса опалубки, по словам докладчика, составила 10 мм в плане и 5 см по высоте; достичь такой точности удалось благодаря хорошей спутниковой видимости, близкого расположения базовых станций и дополнительных комбинированных измерений.

Главный инженер НПК «Джи Пи Эс Ком» Е.Плюсин представил слушателям доклад «Проблемы развертывания сетей базовых референцных станций: ПО, оборудование, вопросы надежности». Он подчеркнул, что в настоящее время все компании используют зарубежное ПО для обслуживания сетей, но многие предпочли бы отечественные аналоги для реализации локальных проектов. Поэтому компания «Джи Пи Эс Ком» ведет разработку собственного программного продукта Shark BaseNet, который должен обеспечивать:

— удаленный доступ и контроль базовых станций;
— прямую настройку референцных станций;
— резервирование и сохранение данных;
— удаленный доступ для потребителей информации;
— получение сетевого решения как для постобработки, так и для режима реального времени.

Новое ПО проходит опытную эксплуатацию в МИИГАиКе, Ярославском филиале БТИ, на Октябрьской железной дороге, подходит для любых производителей базовых станций.

Представитель компании «Topcon Positioning Systems» А.Вейцель в качестве перспективных областей применения высокоточного позиционирования назвал ГИС, геодезию, строительство, сельское хозяйство, где в основном применяется фазовый режим дифференциального позиционирования. Он представил различную продукцию компании (приемники, базовые станции, платы), в частности, рассказал о новом режиме локального позиционирования, для которого требуется всего один приемник. Этот метод позволяет отслеживать положение движущегося объекта (например, сельхозтехники) относительно начала движения с дециметровой точностью. Вейцель также отметил преимущества использования двухсистемных приемников GPS/ГЛОНАСС: это становится критически важным в условиях плохой видимости (например, на застроенных территориях), где две системы дают более точные данные, чем каждая по отдельности; также уменьшается время фиксированного решения в режиме RTK. Также, по словам специалиста, точности GPS и ГЛОНАСС в фазовом режиме и время получения фиксированного решения вполне сопоставимы.

А.Ю. Янкуш, технический директор НПК «ГНСС плюс», в своем докладе подробно рассмотрел все практические проблемы создания и эксплуатации региональных сетей референцных ГНСС базовых станций, основываясь на опыте реализованных проектов (в Смоленской области и Республике Татарстан). Янкуш выделил целые блоки проблем:

— правовые: в стране нет ни одного официального документа, регламентирующего процесс создания и обслуживания подобных сетей, а секретность координат влечет необходимость дополнительной модуляции сигнала.
— экономические: в проектах на ГНСС оборудование и ПО выделяется порядка 20% бюджета проекта, т.е. только стоимость приемника и монтажа, без учета его дальнейшего обслуживания.
— информационные: по мнению эксперта, необходимо активнее пропагандировать выгодность применения референцных сетей не только в сфере геодезии и кадастра, но и для ГИС, мониторинга, диспетчеризации и т.п.
— научные: остро стоит проблема преобразования координат; введение МСК только усложнило ситуацию; по-прежнему нет единых подходов к нелинейному преобразованию координат. Необходимы методы учета движения литосферных плит (по словам Янкуша, Москва, к примеру, сдвигается на 2,5 см в год). Необходимы методы учета межканальной разницы для спутников ГЛОНАСС, разницы приема кода L2C между оборудованием разных производителей. И, что особо подчеркнул докладчик, серьезной проблемой остается отсутствие точной модели геоида с детальной сеткой на территорию РФ.
— геометрия сети: сколько необходимо базовых станций? Обязательно ли их располагать в вершинах равносторонних треугольников, как в классических геодезических сетях? Как зависит густота станций от плотности населения в регионе?
— ГНСС оборудование: докладчик подчеркнул важность таких моментов, как абсолютная калибровка ГНСС антенн, обязательность использования гасителей многолучевости (которые уменьшают ошибки в разы), и усомнился в сегодняшней эффективности мультиприемников (работающих с сетями Galileo, Compass, GPS L5), а так же приемников с богатым функционалом.
— монтаж: Янкуш обратил внимание на такие моменты, как жесткое крепление приемников, расстояние между антенной и подстилающей поверхностью (специальное исследование показало, что оно должно быть строго больше 60 см), выбор типа разъемов и кабелей, использование грозо- и молниезащиты, вид крепления, ориентировку антенны, подачу питания и пр. технические тонкости, оказывающие сильное влияние на качество сети и во многом зависящие от уровня подготовки персонала.
В завершение выступления А.Ю. Янкуш дал некоторые общие рекомендации. Они касались совершенствования правовой основы, создания рабочей группы по решению проблемы пересчета координат, целенаправленному формированию индустрии сетей референцных ГНСС, разработке соответствующих инструкций и рекомендаций, обучению персонала для надлежащего контроля и обслуживания сетей.

Ведущий научный сотрудник ФГУП «СНИИГГиМС» А.Лапко представил доклад об испытаниях отечественной двухсистемной спутниковой аппаратуры производства РВИВ. Испытания проводились на полигоне в Новосибирске; приемник «Геодезия» и АПК «Изыскания» сравнивался с оборудованием зарубежных компаний (Sokkia, Leica). Испытания на открытой местности показали, что при сеансах продолжительностью от 20 мин разницы в точностных характеристиках российского и зарубежного приемника не наблюдается, на закрытых же территориях точность приемника «Геодезия» уступает Sokkia в несколько раз; при наличии препятствий «Геодезия» дает только кодовые решения независимо от длительности сеанса. АПК «Изыскания» по результатам испытаний признан неработоспособным, т.к. в течении нескольких дней не позволял регистрировать никакие сигналы, или позволял на непродолжительные отрезки времени. В числе прочих недостатков были также названы малый объем памяти оборудования, невозможность раздельной обработки сигналов ГЛОНАСС и GPS, регулярный срыв фазы на частоте L2, отсутствие влагозащиты, большая масса, отсутствие возможности связи с современными ноутбуками.

А.Д.Охоцимский представил разработки компании «Септентрио» (Бельгия), способствующие повышению точности технологии RTK. Первая разработка – фильтр Кальмана с «цветным» шумом – касается безсетевых методов спутниковых измерений, когда используется только одна базовая станция. Возникающий при этом «цветной» шум сложнее, чем обычный «белый» шум (свободный от корреляций), который легко описывается оценкой дисперсии. Оценка же дисперсии «цветного шума» обычно получается заниженной. Фильтр Кальмана для «цветного» шума, призванный решить эту проблему, по словам представителя компании, будет готов к 2012 г. Вторая представленная разработка касается частотно-зависимых систематических ошибок и ошибок в связи с задержкой коррекции, принимающих большие значения в ГЛОНАСС, т.к. шум часов спутников ГЛОНАСС больше, чем спутников GPS. Третья разработка – так называемый метод «безионосферного» RTK, когда комбинация фаз L1-L2 содержит не целые, а дробные коэффициенты, что позволяет получить «безионосферную» фазу, тем самым исключив множество погрешностей измерения.

Также в рамках работы форума прошла секция «Спутниковые навигационные технологии в авиационном, железнодорожном и водном транспорте».
Проф. И.Никифоров, University of Technology of Troyes, рассказал о проблемах контроля целостности навигационных систем применительно к авиации, на примере проекта, заказанного Национальными службами Франции, для небольших самолетов без инерциальных систем. Результатом отказа навигационной системы становится дополнительное смещение самолета, что может привести к аварийным ситуациям, поэтому своевременное обнаружение возможности отказа является критически важной задачей.

Представитель ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация» В.Кушельман выступил с докладом «Состояние и перспективы использования аппаратуры спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS на воздушном транспорте». По его мнению, необходимо законодательно обязать перевозчиков оснащать все авиационный транспорт средствами спутниковой навигации ради повышения уровня безопасности, возможностей автоуправления, повышения точности вертолетовождения. Кушельман отметил также необходимость внедрения трасс зональной навигации и модернизации как аппаратуры, так и документации во всей отрасли. По его данным, сегодня в России спутниковыми навигационными средствами ГЛОНАСС/GPS оборудовано только 13% самолетов и 12% вертолетов.

Доклад «Системы интеллектуальной навигации и графы» представил зав. кафедрой «Геодезия, геоинформатика и навигация» ГОУ «Московский государственный университет путей сообщения» С.Матвеев. По его мнению, высокоскоростной транспорт требует решения сложных навигационных задач в режиме реального времени, при этом железнодорожный транспорт имеет преимущество, поскольку точная траектория его движения уже зафиксирована на местности – железнодорожными путями. Благодаря этому можно создать эталонную координатную модель пути (ЭКМП), которая представляет собой функцию координат расстояния, пройденного по оси пути (с сантиметровой точностью). Матвеев назвал эту функцию активной навигационной моделью, в отличие от пассивной модели – когда спутниковые данные о движении объекта отображаются на растровой подложке, как в обычных автонавигаторах. Докладчик также рассказал об измерительных комплексах – интегрированных инерциальных системах, объединяющих ГИС и спутниковые технологии, благодаря которым так называемые службы пути получают информацию миллиметровой точности, необходимую для ремонтных работ, анализа работы ж/д дорог и пр. Модели служб пути, основанные на ЭКМП, позволяют, например, определять положение объекта даже при сигнале с одного спутника, т.к. вся прочая необходимая информация уже содержится в координатной функции. При этом скорости и ускорения можно находить как производные этой функции. По словам докладчика, эта новая технология уже запатентована и проходит отработку на специальном полигоне.
...
Все доклады вызвали интерес слушателей и множество вопросов по конкретным техническим моментам, точностным характеристикам разработок и новых решений.