Как установить базовую станцию RTK: пошаговое руководство для схемы «база и ровер»

Что такое базовая станция RTK и как работают база и ровер?

Базовая станция RTK — GNSS-приёмник на закреплённом пункте, непрерывно сопоставляющий получаемые спутниковые сигналы со своим известным положением и передающий поправки. Второй приёмник, ровер, использует их для вычисления собственных координат с сантиметровой точностью в реальном времени. RTK означает кинематику в реальном времени.

Поскольку база и ровер наблюдают почти одинаковые ошибки орбит и часов спутников и атмосферы, поправки устраняют большую их часть. Оставшаяся ошибка медленно растёт с расстоянием от базы, поэтому точность RTK часто указывают как постоянную величину плюс миллионные доли (ppm) базовой линии. Наше введение в RTK GPS объясняет принцип подробнее.

Поправки обычно передаются в формате RTCM 3.x по радиоканалу UHF или интернету. Одна база может одновременно обслуживать несколько роверов.

Какое оборудование нужно комплекту GPS базы и ровера?

Полный комплект GNSS базы и ровера — два приёмника, способ передачи поправок между ними и принадлежности для точной установки.

Наш GNSS RTK приёмник E1 работает как радиобаза, радиоровер или сетевой ровер, со встроенным UHF-радиомодемом типичной дальности 5 km на открытой местности и автономностью до 20 h, поэтому два одинаковых прибора образуют полный комплект базы и ровера.

Пошаговая настройка базовой станции RTK

Следующая процедура подходит для большинства базовых станций RTK GPS. Меню полевого ПО различаются, но принимаемые решения одинаковы.

1. Выберите место. Найдите устойчивый пункт с открытым небом выше угла возвышения примерно 10–15°, вдали от зданий, деревьев, ЛЭП и металлических поверхностей, вызывающих многолучёвость. Для радио возвышенность улучшает дальность.
2. Установите штатив. Отцентрируйте и отгоризонтируйте трегер над пунктом на устойчивом штативе, например нашем алюминиевом геодезическом штативе, затем закрепите приёмник через адаптер.
3. Измерьте высоту антенны. Измерьте до опорной метки приёмника по вертикали или наклонно и запишите способ. Измерьте дважды и внесите в полевой журнал.
4. Подключите контроллер к базе по Bluetooth и создайте или откройте проект с правильной системой координат и моделью геоида.
5. Задайте положение базы. Введите опубликованные координаты известного опорного пункта либо используйте усреднённое автономное положение для новой локальной установки (см. следующий раздел).
6. Настройте канал данных. Выберите радиоканал и частоту, протокол, скорость передачи по радиоканалу и мощность либо данные интернет-кастера NTRIP.
7. Запустите базу и убедитесь на контроллере, что она передаёт поправки.

Известный или неизвестный пункт: задание координат базы

Координаты базы определяют положение каждой точки ровера, поэтому ошибка базы одинаково смещает всю съёмку. Есть два варианта.

• База на известном пункте — введите опубликованные или ранее измеренные координаты опорного знака. Результаты ровера сразу будут в системе проекта. Это предпочтительный способ.
• База на неизвестном пункте — приёмник усредняет автономное положение, обычно точное лишь до нескольких метров. Съёмка внутренне согласована, но смещена. Исправьте её позже, измерив известные пункты и выполнив локализацию участка либо постобработку положения базы по данным CORS.

При возвращении на тот же объект в другой день устанавливайте базу на тот же знак с теми же координатами. Смешение разных положений базы в одном проекте — частая причина необъяснимых смещений.

Настройка ровера и проверка фиксированного решения

Ровер должен использовать тот же формат поправок и настройки канала данных, что и база. Получив поправки, он переходит от автономного решения к плавающему, затем к фиксированному.

1. Задайте режим радиоровера или сетевого ровера с тем же каналом, протоколом и скоростью передачи по радиоканалу, что у базы.
2. Введите высоту вехи и проверьте её уровень или калибровку наклона IMU.
3. Дождитесь фиксированного решения; не записывайте геодезические точки на плавающем.
4. Измерьте известный контрольный пункт и сравните координаты и высоту с опубликованными значениями.
5. Повторно проверьте известный пункт в конце сеанса и после любого воздействия на базу.

Современные приёмники под открытым небом обычно инициализируются за несколько секунд. Если ровер не фиксируется, проверьте обзор неба, радиоприём, совпадение настроек и правильность координат базы.

Как далеко ровер может находиться от базы: радиодальность и радиоантенна RTK

Радиодальность RTK главным образом зависит от высоты антенны, рельефа и мощности передатчика, а не только от спецификации радиомодема. UHF распространяется в пределах прямой видимости, поэтому холмы, здания и густая растительность значительно сокращают дальность.

Встроенный радиомодем приёмника обычно покрывает несколько километров. Для увеличения дальности используйте внешний базовый радиомодем с RTK-радиоантенной на мачте в нескольких метрах над землёй. Наш внешний UHF-радиомодем работает на 410–470 MHz с мощностью 5 W или 25 W, антенным разъёмом N-типа и герметичностью IP67.

Действуют ещё два ограничения:

• Длина базовой линии — точность снижается с расстоянием; многие геодезисты держат линии примерно в пределах 10 km для обычных сантиметровых работ.
• Лицензирование — частоты UHF и мощность передачи регулируются в большинстве стран. Перед передачей на высокой мощности проверьте местные правила и лицензионные требования.

Частые ошибки установки базы RTK и как их избежать

Большинство проблем RTK связано с небольшим набором ошибок настройки. Каждая даёт результаты, выглядящие прецизионными, но неверные, поэтому проверки по известным пунктам важны.

Собственная база или сетевой RTK?

Собственная база подходит для удалённых объектов, районов без CORS или мобильного интернета и работ с постоянной локальной опорой. Сетевой RTK подходит для хорошего покрытия и избавляет от переноски и охраны базы.

Сетевой RTK доставляет поправки сети CORS через интернет по NTRIP, как описано в нашем руководстве по NTRIP и CORS. Многие компании используют оба варианта: сетевой RTK там, где он доступен, и собственную базу в остальных местах. Для оснащения бригады базой, ровером и внешним радиомодемом запросите коммерческое предложение.

Часто задаваемые вопросы