Система дифференциальной коррекции и мониторинга. Системы дифференциальной коррекции Информацию О. Дополнительные навигационные датчики

О компании OmniSTAR

Компания OmniSTAR является мировым лидером в области предоставления услуг высокоточного DGPS сервиса с передачей поправок по спутниковым каналам связи. Компания OmniSTAR является подразделением корпорации Fugro, штаб-квартиры которой расположены в Нидерландах, США и Австралии. 250 офисов корпорации, расположенные более чем в 55 странах, представляют свои интересы в области геодезии, позиционирования и геотехнологий как для наземных, так и морских приложений. Компания OmniSTAR предоставляет коммерческий спутниковый DGPS сервис по всему миру, и является лидером в областиразработок и внедрения DGPS технологий. DGPS решение компании OmniSTAR было разработано в соответствии с требованиями, применяемыми к системам высокоточного позиционирования в наземных приложениях.

Компания OmniSTAR (100 наземных референц-станций, 3 центра загрузки данных на спутники, и 2 контрольных центра (Network Control Centres)) обеспечивает надежный DGPS сервис по всему миру 24 часа в сутки, 365 дней в году. Данные сервиса OmniSTAR передаются от сети геостационарных спутников по каналам связи в L - диапазоне, что позволяет любому пользователю, оформившему подписку на сервис, воспользоваться этими услугами. Эта уникальная система автоматически обеспечивает оптимальное решение позиционирования для всех пользователей с помощью методики известной как виртуальная базовая станция (Virtual Base Station (VBS)). Такой способ дифференциальной коррекции является более точным чем, например, формирование дифференциальных поправок от одиночной референц-станции, или от виртуальной базовой станции с фиксированным местоположением.

Принцип работы

Система OmniSTAR использует работу сети референц-станций (или базовых станций) для измерений ошибок GPS сигналов, вызванных атмосферой, временной неточностью, и орбитальными эффектами. Данные, собранные этими референц-станциями передаются в центр управления (Network Control Centres), где происходит их проверка на целостность и достоверность. После этого, полученная информация загружается на геостационарные спутники, которые ретранслируют ее на покрываемые области. Такая процедура обеспечивает быстрый доступ пользовательских приемников к данным, передаваемых референц-станциями. Пользовательские приемники обрабатывают эти данные, получаемые со всех доступных референц-станций, чтобы получить оптимальное решение позиционирования. Вследствии того, что все данные, генерируемые референц-станциями OmniSTAR, являются доступными для пользовательских приемников, существует возможность использовать всю информацию одновременно, принимая во внимание расстояния между местоположениями пользователя и референц-станциями OmniSTAR. Такой подход позволяет рассчитать поправки, задав весовую оценку для каждой референц-станции как функцию расстояния до области работ. В результате, получается один набор дифференциальных поправок, оптимизированный для данного района работ, и формируется виртуальная базовая станция (Virtual Base Station). Эти оптимизированные поправки вычисляются каждый раз, при получении информации со спутников. Такой подход делает приемлемой систему OmniSTAR как для статических, так и для динамических приложений.

Опции подписки на услугу OmniSTAR VBS:

• VBS Continental (Континентальная VBS): Сигнал покрывает территорию всего континента (например, Европы)
• VBS Regional (Региональная VBS): Сигнал покрывает территорию выбранного региона или государства
• Agri-License (Земледельческая лицензия): VBS формируется на локальную территорию, выбранную пользователем

Область применения сервиса OmniSTAR:

• Сбор GIS данных
• Топографические съемки
• Точное земледелие
• Картографирование и землеустройство
• Поисковые и спасательные операции
• Системы слежения за транспортными средствами и позиционирование
• Навигация
• Мониторинг окружающей среды
• Военные применения
• Мониторинг активов предприятий
• Авиация
• Аэрогеофизика
• Фотограмметрия
• Драгирование

Преимущества VBS

• VBS обеспечивает высокую точность определения координат для больших областей
• VBS является очень надежной системой, не зависящей от одной референц-станции
• Отсутствие "скачков" позиционирования при переключении от одной референц-станции к другой.

Глобальное покрытие

Сервис OmniSTAR основан на системе геостационарных спутников, образующих несколько зон глобального спутникового покрытия. Такая система позволяет декодировать сигналы OmniSTAR практически в любой точке земного шара.

Гибкие условия подписки

Пользователи OmniSTAR имеют возможность оформлять подписку ежегодно или сразу на несколько лет. Также можно оформлять подписку на несколько месяцев. Кроме того, вы можете использовать сервис OmniSTAR в почасовом режиме (минимум 150 часов). Подписка на определенное количество часов загружается в приемник пользователя, и при использовании дифференциального сервиса, это количество начинает отсчитываться.

Надежность технологии VBS

Все наземные референц-станции имеют дублированный канал связи с центром управления (Network Control Centres). Основной канал связи реализован на основе выделенной линии, а запасной на основе dial up соединения.

Основной и вспомогательный спутниковый сервис покрывает большинство заселенных территорий по всему миру. В том случае, если в основном сервисе будет обнаружен какой-либо сбой, приемники, принимающие поправки OmniSTAR, способны автоматически переключаться на запасной сервис.

Поправки OmniSTAR не зависят от какой-либо наземной референц-станции. Для формирования поправок используется средневесовой математический алгоритм VBS. Следовательно, если одна из референц-станций перестанет функционировать, то это окажет лишь незначительное влияние на суммарную точность системы.

Европейский и Африканский континенты покрываются несколькими спутниковыми DGPS сервисами. По желанию пользователя можно дополнительно заказать автоматическое переключение между несколькими системами.

Сигналы OmniSTAR не подвержены влиянию грозовых разрядов или электрических полей.

Современное земледелие предусматривает наличие сервисов коррекции. Система дифференциальной коррекции представляет собой комплекс методов, которые смогут улучшить параметры работы навигации: точные показатели, надежность и доступность интеграции данных.

Чем отличаются друг от друга сервисы коррекции?

Каждый сервис коррекции имеет свои особенности и технические характеристики. Сантиметровую точность в измерениях имеют:

• CenterPoint RTK – точность меньше 25 мм, принимает сигнал сервиса точных поправок не дальше 15 тыс. м от базы. Используется в хозяйствах, удаленных до 15 км от базы RTK, либо на открытом пространстве. Сервис может быть полезен при сельскохозяйственных работах, там, где может потребоваться точность вертикальная или горизонтальная.
• CenterPoint VRS – точность меньше 2,5 см, может корректировать данные в больших районах с наличием GSM. Система может обеспечить высокие показатели точности показателей. Используется в хозяйствах, находящихся в зоне действия сотовых операторов. Может потребоваться для исполнения работ на габаритных участках. Применяется для ленточного засева, дренирования и выравнивания земельного участка.
• CenterPoint RTX – точность меньше 3,8 см. GNSS поправки отправляются через сотового оператора и повторяются с показателем 3,8 см с периодичностью 1,5”. Корректировки сразу идут на приемник, который может находиться где угодно. Используется в хозяйствах, которые есть за покрытием RTK. Необходимо для с/х работ с точностью до 4 см.

Системы дифференциальной коррекции и мониторинга, работающие с дециметровой точностью – это:

• RangePoint RTX – точность от 5 до 10 см. Передает дифференциальные GNSS корректировки во многие страны мира. Подходит к приемникам, имеющим CFX-750 дисплей в Trimble FMX.
• OmniSTAR НР – точность меньше 500 мм, от ряда к ряду меньше 150 мм. Используется для эффективного посева зерна, полива и его уборки. Работает на открытой территории.
• OmniSTAR ХР / G2 – точность измерений до 100 мм. Высокая эффективность при орошении и культивации зерна. Применяется для работ, где нужен четкий спутниковый сигнал ГЛОНАСС + GPS. Работает на открытом пространстве.

В Москве, чтобы корректировать системы вождения применяются также:

• SBAS (EGNOS);
• Trimble CENTER POINT RTX.

Показатели субметровой точности обеспечиваются системой OmniSTAR VBS. Погрешность измерений от 15 до 20 см. Нужна для культивирования зерновых насаждений и полива.

Дифференциальная коррекция – это метод, который значительно увеличивает точность собираемых GPS данных. В этом случае используется приёмник, расположенный в точке с известными координатами (базовая станция), а второй приёмник собирает данные в точках с неизвестными координатами (передвижной приёмник).

Данные, полученные в точке с известными координатами, используются для определения ошибок содержащихся в спутниковом сигнале. Затем информация с базовой станции совместно обрабатывается с данными передвижного приёмника, вместе с учётом ошибок содержащихся в спутниковом сигнале, что позволяет устранить ошибки в координатах полученных на передвижном приёмнике. Необходимо знать координаты базовой станции как можно точнее, так как точность, получаемая в результате дифференциальной коррекции, напрямую зависит от точности координат базовой станции.

Существует два метода выполнения дифференциальной коррекции, в реальном времени и в постобработке.

1.3.2 Дифференциальная коррекция в реальном времени

При работе методом дифференциального GPS в реальном времени, базовая станция вычисляет и передаёт (посредством радиосвязи) ошибки для каждого спутника, в то время как он собирает данные. Эти коррекции, принимаемые передвижным приёмником, используются для уточнения определяемого местоположения. В результате мы можем видеть на экране приёмника дифференциально скорректированные координаты.

Это может быть полезно, когда необходимо знать, где Вы находитесь непосредственно в поле. Эти скорректированные положения могут быть сохранены в файл на накопителе. Поправки, передаваемые в реальном времени, обычно используют формат в соответствии с рекомендациями RTCM SC-104. Система GPS- SR530 может выполнять дифференциальную коррекцию в реальном времени.

1.3.3 Дифференциальная коррекция в постобработке

При работе методом дифференциального GPS в постобработке, базовая станция записывает ошибки для каждого спутника прямо в компьютерный файл. Передвижной приёмник также записывает свои данные в компьютерный файл. После возвращения из поля, два файла обрабатываются вместе с помощью специального программного обеспечения, и на выходе получается дифференциально скорректированный файл данных передвижного приёмника. Система GPS-SR530 включает в себя программу для выполнения дифференциальной коррекции в постобработке.

Вывод: одной из замечательных особенностей картографической системы GPS-SR530 является возможность использования дифференциальной коррекции, как в реальном времени, так и в постобработке. Если, во время работы в режиме реального времени, радиосвязь прервётся (например, Вы удалитесь от базовой станции на слишком большое расстояние), то приёмник продолжит записывать нескорректированные данные, которые могут быть в дальнейшем обработаны с помощью дифференциальной коррекции в постобработке.

1.4 Приёмник

GPS приёмник вычисляет положение с периодом менее одной секунды и обеспечивает точность от дециметров до 5 метров при работе в дифференциальном режиме измерений. Приёмник имеет определенный вес, размер, объём памяти для хранения данных и количество каналов, которые он использует для слежения за спутниками.

В то время как Вы стоите на одном месте или перемещаетесь, приёмник получает сигналы с GPS спутников и затем вычисляет Ваше местоположение. Результаты вычислений отображаются в виде координат на дисплее приёмника. GPS приёмник вычисляет также скорость и направление движения, позволяя решать навигационные задачи.

Приемник системы GPS-SR530 производит вычисления по следующим частотам:

Измерение по частоте L1 (12 каналов) - измерение полной длины волны по фазе несущей, по С/А коду, по точному коду;

Измерение по частоте L2 (12 каналов) - измерение полной длины волны по фазе несущей, по Р-коду, по избирательному доступу АS.

Эти два метода обработки не являются взаимно исключающими. Без дифференциальной обработки, оба типа приёмников могут вычислять только положения, основанные на кодовых измерениях. Если Министерство Обороны США не запускает в действие программу избирательного доступа (Selective Availability или S/A), то точность определения местоположения составляет порядка 30 метров.

Системы дифференциальной коррекции (Дополнения глобальных навигационных спутниковых систем , англ. GNSS Augmentation ) - методы улучшения характеристик работы навигационной системы, такие, как точность, надежность и доступность, через интеграцию внешних данных в процессе расчета.

Для повышения точности позиционирования систем GPS и ГЛОНАСС на земной поверхности или в околоземном пространстве, используются спутниковые и наземные системы дифференциальной коррекции. Они обеспечивают некоторую территорию информацией о дифференциальных поправках. Спутниковые системы коррекции обычно используют геостационарные спутники.

Спутниковая система дифференциальной коррекции (англ. SBAS - Satellite Based Augmentation System ). Спутниковые вспомогательные системы поддерживают увеличение точности сигнала за счет использования спутниковой трансляции сообщений. Такие системы обычно состоят из нескольких наземных станций, координаты расположения которых известны с высокой степенью точности.

• WAAS (англ. Wide Area Augmentation System ) - поддерживается Федеральным управлением гражданской авиации США
• EGNOS (англ. European Geostationary Navigation Overlay Service ) - поддерживается Европейским космическим агентством
• СКНОУ (Система координатно-временного и навигационного обеспечения Украины) - разработано ПАО "АО Научно-исследовательский институт радиоэлектронных измерений" по заказу Государственного космического агентства Украины. Эксплуатируется предприятиями ГКАУ входящими в состав Национального центра управления и испытания космических средств.
• WAGE (англ. Wide Area GPS Enhancement ) - поддерживается Министерством обороны США для военных и авторизованных пользователей
• MSAS (англ. Multi-functional Satellite Augmentation System ) - поддерживается Японским Министерством земли, инфраструктуры, транспорта и туризма
• StarFire navigation system - поддерживается американской компанией John Deere (коммерческая система)
• Starfix DGPS System и OmniSTAR - поддерживается голландской компанией Fugro N.V. (коммерческая система)
• QZSS (англ. Quasi-Zenith Satellite System ) - предоставляется Японией
• GAGAN (англ. GPS Aided Geo Augmented Navigation ) - предоставляется Индией
• SNAS (англ. Satellite Navigation Augmentation System ) - предоставляется Китаем
• SPOTBEAM
• IALA

Система коррекции для ГЛОНАСС:

• СДКМ - система дифференциальной коррекции и мониторинга; планируется трансляция поправок с геостационарных спутников системы МКСР : Луч-5А (16 з.д.) и Луч-5Б (95 в.д.)

[[К:Википедия:Статьи без источников (страна: Ошибка Lua: callParserFunction: function "#property" was not found. )]][[К:Википедия:Статьи без источников (страна: Ошибка Lua: callParserFunction: function "#property" was not found. )]]

Наземная система дифференциальной коррекции (англ. GBAS - ground-based augmentation system ) и Наземная региональная система дифференциальной коррекции (англ. GRAS - ground-based regional augmentation system ). В наземных вспомогательных системах дополнительные информационные сообщения передаются через наземные радиостанции.

Варианты наземной системы дифференциальной коррекции

• ЛККС (локальная контрольно-корректирующая станция) - российская система
• LAAS (англ. Local Area Augmentation System ) - предоставляется США

Ведомственные системы дифференциальной коррекции

• МДПС (морская дифференциальная подсистема), ВМФ МО РФ, Минтранс, ГГП
• АДПС (авиационная дифференциальная подсистема)

Варианты региональной наземной системы дифференциальной коррекции

• DGPS (англ. Differential Global Positioning System )

Дополнительные навигационные датчики

Увеличение точности и надежности навигационных систем может осуществляться за счет дополнительной информации, которая используется в расчете месторасположения. Во многих случаях дополнительные навигационные датчики используют совершенно другие принципы получения информации, и это не обязательно вычисление влияния ошибок или помех.

См. также

Напишите отзыв о статье "Системы дифференциальной коррекции"

Примечания

Ссылки

Отрывок, характеризующий Системы дифференциальной коррекции

Я до потери сознания боялась за свою бедную малышку!.. Даже при её раннем возрасте, Анна была очень сильной и яркой личностью. Она никогда не шла на компромиссы и никогда не сдавалась, борясь до конца, несмотря на обстоятельства. И ничего не боялась...
«Бояться чего-то – значит принимать возможность поражения. Не допускай страх в своё сердце, родная» – Анна хорошо усвоила уроки своего отца...
И теперь, видя её, возможно, в последний раз, я должна была успеть научить её обратному – «не идти напролом» тогда, когда от этого зависела её жизнь. Это никогда не являлось одним из моих жизненных «законов». Я научилась этому только сейчас, наблюдая, как в жутком подвале Караффы уходил из жизни её светлый и гордый отец... Анна была последней Ведуньей в нашей семье, и она должна была выжить, во что бы то ни стало, чтобы успеть родить сына или дочь, которые продолжили бы то, что так бережно хранила столетиями наша семья. Она должна была выжить. Любой ценой... Кроме предательства.
– Мамочка, пожалуйста, не оставляй меня с ним!.. Он очень плохой! Я вижу его. Он страшный!
– Ты... – что?!! Ты можешь видеть его?! – Анна испуганно кивнула. Видимо я была настолько ошарашенной, что своим видом напугала её. – А можешь ли ты пройти сквозь его защиту?..
Анна опять кивнула. Я стояла, совершенно потрясённой, не в состоянии понять – КАК она могла это сделать??? Но это сейчас не было важно. Важно было лишь то, что хотя бы кто-то из нас мог «видеть» его. А это означало – возможно, и победить его.
– Ты можешь посмотреть его будущее? Можешь?! Скажи мне, солнце моё, уничтожим ли мы его?!.. Скажи мне, Аннушка!
Меня трясло от волнения – я жаждала слышать, что Караффа умрёт, мечтала видеть его поверженным!!! О, как же я мечтала об этом!.. Сколько дней и ночей я составляла фантастические планы, один сумасшедшее другого, чтобы только очистить землю от этой кровожадной гадюки!.. Но ничего не получалось, я не могла «читать» его чёрную душу. И вот теперь это произошло – моя малышка могла видеть Караффу! У меня появилась надежда. Мы могли уничтожить его вдвоём, объединив свои «ведьмины» силы!
Но я обрадовалась слишком рано... Легко прочитав мои, бушующие радостью мысли, Анна грустно покачала головкой:
– Мы не победим его, мама... Это он уничтожит всех нас. Он уничтожит очень многих, как мы. От него не будет спасения. Прости меня, мама... – по худым щёчкам Анны катились горькие, горячие слёзы.
– Ну что ты, родная моя, что ты... Это ведь не твоя вина, если ты видишь не то, что нам хочется! Успокойся, солнце моё. Мы ведь не опускаем руки, правда, же?
Анна кивнула.
– Слушай меня, девочка...– легко встряхнув дочку за хрупкие плечики, как можно ласковее прошептала я. – Ты должна быть очень сильной, запомни! У нас нет другого выбора – мы всё равно будем бороться, только уже другими силами. Ты пойдёшь в этот монастырь. Если я не ошибаюсь, там живут чудесные люди. Они – такие как мы. Только наверно ещё сильнее. Тебе будет хорошо с ними. А за это время я придумаю, как нам уйти от этого человека, от Папы... Я обязательно что-то придумаю. Ты ведь веришь мне, правда?
Малышка опять кивнула. Её чудесные большие глаза утопали в озёрах слёз, выливая целые потоки... Но Анна плакала молча... горькими, тяжёлыми, взрослыми слезами. Ей было очень страшно. И очень одиноко. И я не могла быть ря-дом с ней, чтобы её успокоить...
Земля уходила у меня из под ног. Я упала на колени, обхватив руками свою милую девочку, ища в ней покоя. Она была глотком живой воды, по которому плакала моя измученная одиночеством и болью душа! Теперь уже Анна нежно гладила мою уставшую голову своей маленькой ладошкой, что-то тихо нашёптывая и успокаивая. Наверное, мы выглядели очень грустной парой, пытавшейся «облегчить» друг для друга хоть на мгновение, нашу исковерканную жизнь...
– Я видела отца... Я видела, как он умирал... Это было так больно, мама. Он уничтожит нас всех, этот страшный человек... Что мы сделали ему, мамочка? Что он хочет от нас?..