5. Постоянно действующие и временные базовые станции

Достаточно длительное время основу наземной инфраструктуры систем точного позиционирования составляли постоянно действующие базовые (референцные) станции (рис. 10.16), обозначаемые аббревиатурой CORS (Continuous Operation Reference Station) [17]; в течение последних 3 – 4 лет начата реализация сходных принципов дифференциальной коррекции на основе временных или виртуальных станций [42].

Для обеспечения соответствующих работ, в зависимости от их точности и размера территории, может использоваться либо одиночная станция, либо несколько объединенных в сеть станций.

Одиночная станция может быть постоянной или временной и включает автономно работающий двухчастотный спутниковый приемник, двухчастотную антенну и средства связи. Управление работой приемника осуществляется компьютером, расположенным рядом с приемником или на удалении от него.

«Сырые» (не обработанные) результаты кодовых или фазовых спутниковых измерений, получаемые приемником ГНСС, передаются в память компьютера и записываются в файлы определенной длины и с помощью специализированного программного обеспечения передаются по каналам связи на FTP-сервер для обеспечения пользователям простого к ним доступа через Интернет. Одновременно с помощью этих программ выполняется обработка данных приемника ГНСС и расчет дифференциальных поправок, которые могут передаваться удаленному на расстояние до 300 км пользователю по радиоканалам, высокоскоростным беспроводным сетям (GSM, GPRS, CDMA и др.) или через Интернет [17].

Однако точность позиционирования по этой схеме заметно падает с увеличением расстояния до базовой станции, и сантиметровая точность определения координат в режиме реального времени RTK достигается лишь на удалениях, не превышающих 20 – 30 км [17], а субметровая – на удалениях до 200 км [42].

Сеть базовых станций является, как правило, стационарной и включает 5, 10, 20 и более подключенных к серверу по каналам связи спутниковых приемников, каждый из которых работает автономно и вне зависимости от других. В этом случае сантиметровая точность позиционирования может быть достигнута на значительной территории (рис. 10.17).

Т

Рис. 10.17. Сеть постоянно

работающих базовых станций

акая сеть в большинстве случаев более эффективна по сравнению с традиционными триангуляционными и полигонометрически­ми построениями, поскольку станции могут быть установлены в любом месте, вне зависимости от условий видимости между ними, геометрия сети не является столь критичной, а точность выше и более стабильна.

Все базовые станции по каналам связи (телефонным проводным линиям, компьютерной сети, сотовой связи или по сети Интернет) связываются с сервером стационарного вычислительного центра. Установленное на сервере специализированное программное обеспечение осуществляет управление всеми базовыми станциями сети, загрузкой файлов спутниковых данных приемников в память сервера через регулярные промежутки времени, расчет дифференциальных поправок и пр. [17].

Концепция виртуальной базовой станции (VRS - Virtual Reference Station), являющейся логическим продолжением рассмотренных выше технологий и объединяющей большую зону покрытия с небольшим количеством базовых станций, по сути, является дальнейшим развитием технологии ДПС OmniSTAR и сводится к следующему [5, 42]:

1. данные референцных станций сети непрерывно передаются в вычислительный центр, где выполняется разрешение фазовых неоднозначностей для базовых линий сети, сравнение полученных из мгновенных решений координат с известными координатами и формирование невязок;

2. используя математический аппарат фильтра Калмана (4.2), выполняется построение линейной или более сложной модели ошибок, необходимой для прогнозирования вероятных ошибки в положении базовых станций;

3. по навигационным координатам пользователя и поступающим с его приемника результатам измерений выполняется:

• создание виртуальной базовой станции,

• корректировка построенной модели ошибок,

• расчет поправок к координатам с использованием

математического аппарата фильтра Калмана;

4. передача вероятных VRS–поправок пользователю по стандартным протоколам и форматам (например, RTCM).

Как и в технологии ДПС OmniSTAR, точность VRS-позициониро­вания практически не зависит от расстояния между реально существующей базовой станцией и приемником пользователя.

Решаемые с помощью одиночных базовых станций, реальной или виртуальной сети задачи зависит от возможностей используемого программного обеспечения.

В табл. 10.7 приведены основные функции программ, разработанных компанией Trimble для обслуживания базовых станций [42].

По мере изменения технических условий или роста требований к точности программа GPSBase легко модернизируется до GPSNet или до RTKNet.

Таблица 10.7
Программа	Основные функции программы
GPSBase	Обслуживание одиночной станции. Запись в компьютер данных базовой станции для постобработки, расчет и передача поправок RTK сантиметровой точности при удалениях до 20 км и поправок DGPS субметровой точности при удалениях до 200 км;
GPSNet	Обслуживание сети базовых станций. Связь с удалёнными базовыми GPS-приёмни­ками, контроль целостности системы и качества, анализ поступающих данных с оценкой многолучёвости, определение срывов слежения за фазой несущей и её восстановление, расчет и передача дифференциальных поправок для мобильного пользователя от ближайшей к нему базовой станции;
RTKNet	Технология VRS (три и более базовых станции). Обработка данных всех станций сети, построение модели ошибок, расчет поправок с точностью от 0,02 – 0,03 м до 1,0 – 3,0 м для режимов DGPS и RTK, реализации инициализации OTF.