Базовая станция GSM
Спецслужбы и разведка в разных странах мира используют фальшивые базовые станции (IMSI-ловушки, у американцев называются StingRay), которые работают в пассивном или активном режиме . В пассивном режиме фальшивая станция просто анализирует сигнал с окружающих базовых станций. Гораздо интереснее, когда устройство переводят в активный режим. В этом случае IMSI-ловушка заставляет подключиться к себе окружающие клиентские устройства сотовой связи, отключая их от базовой станции оператора (МТС, «Вымпелком» и т.д.). Задача осуществляется с помощью трансляции более мощного сигнала, чем окружающие станции (более подробно о работе фальшивых базовых станций см. в статье "The Brave New World of Cell-Site Simulators"
(Albany Law School: 11–12. doi: 10.2139/ssrn.2440982).
Фальшивые базовые станции используют не только спецслужбы, но и другие лица. Например, в последнем сезоне Mr. Robot
хакеры установили фемтосоту (маломощная и миниатюрная станция сотовой связи) прямо в офисе ФБР, получив возможность прослушивать их разговоры. В бизнесе конкуренты могут использовать такое устройство, чтобы незаметно прослушивать разговоры другой стороны. В России Наталья Касперская шпионские фемтосоты в офисах коммерческих компаний, чтобы руководство могло спокойно записывать разговоры сотрудников и посетителей.
Аппарат подключился к фальшивой сотовой станции PRISM: The Beacon Frame . В рамках исследовательского проекта станция высылает уведомление о подключении на телефон абонента. Настоящая инфраструктура спецслужб работает без рассылки уведомлений
Подобные гаджеты очень востребованы в современную эпоху, потому что очень многие люди постоянно пользуются сотовой связью, передавая по этим каналам конфиденциальную информацию, не используя end-to-end шифрование. Очень удобно идентифицировать людей по их телефонным номерам.
Герои сериала Mr. Robot положили фемтосоту под стол рядом с маршрутизатором. Очевидно, что в таком виде она не может работать долго, потому что рано или поздно «лишний» прибор заметит уборщица или случайный агент, который наклонится вниз. К тому же, фемтосота обладает совсем небольшим радиусом действия, так что вряд ли она сможет перебить сигнал настоящей базовой станции для абонентских устройств на соседних этажах. Она гарантированно будет работать разве что в пределах одного офиса, а дальше - как повезёт.
Чтобы исправить этот недостаток, в офисе требуется устанавливать более мощную базовую станцию. Но как её замаскировать? Отличное решение предложил новозеландский инженер Джулиан Оливер (Julian Oliver). Он разработал конструкцию базовой станции, замаскированной под офисный принтер HP .
На улицах базовые станции маскируют под объекты окружающей среды - деревья или фонари .
Сотовая станция, плохо замаскированная под пальму. Марракеш, Марокко
Сотовая станция, замаскированная под фонарь, зачем-то поставлена рядом с настоящем фонарём. Милтон-Кинс, Великобритания
Лазерный принтер Hewlett-Packard Laserjet 1320 для офисного пространства выглядит так же естественно, как фонарь на улице. Он не вызовет подозрений. По крайней мере до тех пор, пока продолжает исправно работать. В демонстрационных целях в проекте Оливера принтер настроен на автоматическую печать метаданных о перехваченных звонках и сообщениях SMS, вместе с текстом этих сообщений.
Автор подробно разъяснил, как устроена фальшивая базовая станция. В корпус принтера поместили программируемый SDR-трансивер BladeRF (об этом замечательном приборе рассказывали на Хабре). На фото он закреплён справа вверху. Трансивер подключается к миниатюрной плате Raspberry Pi 3 (слева внизу), и вся хакерская электроника подключена к материнской плате принтера (самая большая плата на фотографии).
Для питания используется автомобильный USB-адаптер, преобразующий принтерные 21−22 В в 5 В, необходимые для трансивера и «малинки». Такие адаптеры обычно вставляют в прикуриватель автомобиля (12−24 В) для питания портативной электроники.
Отсек для картриджа слегка модифицирован, чтобы поместились две всенаправленные антенны (TX и AX), подключенные кабелем SMA к трансиверу BladeRF.
Автор работы говорит, что выбрали принтер Hewlett-Packard Laserjet 1320 по нескольким причинам. Во-первых, у него поразительно неприметный внешний вид - совершенно безликий дизайн, который не привлекает к себе внимания. Во-вторых, внутренние полости в корпусе идеально подходят для размещения всей электроники и кабелей. Ни одна деталь не выходит наружу и не видна извне, кроме стандартного кабеля питания. При подключении USB-адаптера в стандартный разъём Hewlett-Packard Laserjet 1320 нормально функционирует как обычный офисный принтер.
Raspberry Pi 3 выбрали после безуспешных попыток обеспечить стабильную работу программы-контроллера базовых станций YateBTS под Intel Edison, Beaglebone Black и даже I-MX6 Marsboard. В отличие от древней OpenBTS, программа YateBTS более требовательна к производительности процессора.
Программное обеспечение фальшивой базовой станции в принтере работает поверх открытого кода YateBTS. В демонстрационных целях разработано несколько скриптов. Например, один из них фильтрует лог, формирует документ PDF и отправляет его на печать.
#!/bin/bash readonly FH=/home/pi/yate.log rm -f $FH # Start the BTS, log to $FH and background yate 2>&1 -l $FH & sleep 1 echo "Starting up..." last=" " while true; do # Poll every 10 seconds sleep 10 # Check log for new sniffed "call route" entries and do some subbing cur=$(cat $FH | grep -A 16 "Sniffed\ "call.route"" | sed -e "s/param\["//" \ -e "s/"\]//" -e "s/thread.*//" -e "s/time\=.*//" \ -e "s/\ data=(.*//" -e "s/\ retval=.*//" \ -e "s/\ tmsi.*//" -e "s/ybts/Stealth\ Cell\ Tower/" \ -e "s/Sniffed/Monitored\ =/" -e "/^\s*$/d" \ -e "s/^\s*//" | tail -n 13) if [ "$cur" != "$last" ]; then if [ ${#cur} -gt 1 ]; then echo "New SMS events detected" # Test to see if an IMSI is in the string. If not, look it up and put it in if [[ $cur != *imsi* ]]; then caller=$(echo "$cur" | grep "caller" | awk "{ print $3 }" | sed "s/"//g" \ | tr -cd "[:print:]") imsi=$(cat /usr/local/etc/yate/tmsidata.conf | grep "$caller" \ | cut -d "=" -f 1) cur=$(echo "$cur" | sed -e "s/\ called\ .*/imsi\ =\ "$imsi"/") fi # Make it all uppercase event=$(echo -e \\n"$cur" | tr "a-z" "A-Z") echo "printing file..." echo "$event" > printme # Format a postscript file with enscript enscript -r --header="SMS EVENT RECORD|%W|%* UTC" -i2cm --margins=10:10:30:10 \ -o printme.ps -f Courier@15/12 printme # Convert to PDF ps2pdfwr printme.ps printme.pdf # Send it to the print queue for immediate processing lp -U pi -o a4 -q 100 -d hp_LaserJet_1320_2 printme.pdf fi last=$cur fi done
Другой скрипт случайным образом выбирает один из телефонных номеров, которые подключились к базовой станции, звонит ему и воспроизводит классический хит Стиви Уандера "I Just Called To Say I Love You" .
#!/bin/bash readonly HOST=127.0.0.1 readonly PORT=5038 readonly DATA=/usr/local/share/yate/sounds/stevie.au readonly TMSI=/usr/local/etc/yate/tmsidata.conf readonly CC=49 #MSISDN prefix, matching that of definition in yate conf. callone () { # Play "I Just Called To Say I Love You" by Stevie Wonder, on pickup echo "call wave/play/$DATA $mt" | netcat -i 1 -q 1 $HOST $PORT # Or, setup channel and route to IAX/SIP # echo "call "iax/iax:[email protected]/$PORT" $mt" | netcat -q 1 $HOST $PORT } callall() { for mt in ${UES[@]} #override $mt do echo "calling $mt" callone done } while true; do tmsilen=$(wc -l $TMSI | awk "{ print $1 }") ues=($(cat $TMSI | grep -A $tmsilen ues | sed "s/\//" | cut -d "," -f 3)) if [ ! -z $ues ]; then ueslen=${#ues} RANGE=$ueslen select=$RANDOM let "select%=$RANGE" mt=${ues[$select]} callone fi sleep 30 done
Скомпилированные бинарники для Raspberry Pi 3:
В настоящее время во многих странах существуют системы VRS сетей базовых станций , которые обеспечивают необходимыми данными конечных пользователей, решая задачи высокоточного и оперативного определения местоположения в реальном времени. Различные варианты VRS инфраструктуры применяются средними и крупными компаниями, позволяя использовать новые возможности этой передовой технологии.
Работа с использованием собственной VRS сети ГЛОНАСС/GPS базовых станций стала идеальным решением для крупных компаний. Благодаря данному решению полевые бригады компании получают возможность вести высокоточные работы в любое время и в любом месте этой сети. Они больше не испытывают ограничений, связанных с удаленностью от базовой станции или с дальностью действия типового диапазона радиосвязи. Бригады, занятые в картографировании, строительстве и изысканиях, получают надежные, качественные и высокоточные результаты.
За счет использования сети ГЛОНАСС/GPS базовых станций полевые бригады могут быть сокращены до одного человека, что приводит к увеличению подвижных бригад в 2-3 раза, снижению времени выполнения работ и трудозатрат. Масштабируемая сеть RTKNet позволяет легко включать в свой состав новые базовые станции по мере роста потребностей компании и ее деловых партнеров. Во многих странах мира частные компании, муниципалитеты и государственные учреждения занимаются созданием своих сетей GNSS инфраструктуры. Малые компании делают рациональные инвестиции в новые технологии для сохранения конкурентоспособности в современных условиях ведения бизнеса. Например, компания при заключении нового контракта выясняет, что ей требуется дополнительная бригада для проведения спутниковых измерений. В компании уже есть две GNSS системы, поэтому принимается решение об использовании одного из приемников в качестве стационарной базовой станции на здании своего офиса. Для управления опорной станцией компания приобретает по Trimble GPSBase. Данное программное обеспечение управляет передачей стандартных RTK поправок по каналам радио или сотовой связи полевым бригадам. Кроме того, в программном обеспечении GPSBase регулярно производится загрузка полевых данных через Интернет для их постобработки в офисе.
Такая схема является идеальной для проведения локальных съемок, вдобавок за счет разделения двух GNSS систем компания теперь имеет одну стационарную базовую станцию и три подвижных RTK приемника. Поскольку GPSBase очень удобно в настройке, то при небольших инвестициях и быстром освоении этой программы компания получают возможность заключения дополнительных контрактов и получения прибыли. Также при увеличении объемов и необходимости оперативного выполнения работ малые компании могут расширять свои сети или совместно с другими компаниями объединять свои базовые станции в единую сеть. Это позволит им обеспечить быстрое выполнение работ за счет широкой области покрытия сети ГЛОНАСС/GPS базовых станций и увеличить перечень выполняемых работ, включая создание сетей геодезического обоснования, топографическую съемку и разбивку трассы под строительство.
Принцип VRS “Виртуальной Базовой Станции” основан на вычислительном центре со специализированным программным обеспечением GPSNet и RTKNet и сети ГЛОНАСС/GPS базовых станций, имеющих постоянное подключение к сети Интернет, передающих данные в центр управления. Так же существует специальное сетевое программное обеспечение для контроля сети при удаленном доступе WEBServer . Компьютер центра управления непрерывно накапливает данные, поступающие от всех приёмников, и формирует базу данных “коррекций для локальных площадей” (Regional Area Correction). Это позволяет создать Виртуальную Базовую Станцию, расположенную как бы в нескольких метрах от передвижного приёмника и принимать сырые данные от неё. Данная технология может быть использована как для режима RTK, так и для режима пост-обработки. При режиме пост-обработки, подвижный приемник производит измерения на местности без использования дополнительного оборудования (радио или сотовых модемов) и необходимых в таких случаях подвижной базовой станции, которая должна находиться на определенном расстоянии. Также при обычном методе съемки подвижный приемник должен производить длительный сеанс работы на одной точки съемки в зависимости от удаления от базовой станции. Эта проблема также решена при сетевом методе. Приемнику необходимо получить минимальное количество информации в поле. После полевых работ данные скачиваются на компьютер. Для обработки данных в программном обеспечении создается VRS базовая станция в нескольких метрах от точки съемки, что и позволяет решить проблему удаленности и времени измерений.
Для территорий с большой площадью хорошо подходит технология VRS. На Рис. 1 показано, как работает данная технология. Для инициализации, подвижный приемник (Ровер) дозванивается до вычислительного центра сети и передает свое приблизительное местоположение с точность 10-15 м. Сеть VRS генерирует набор виртуальных измерений, подобных тем, которые наблюдала бы фактическая база, расположенная в месте нахождения Ровера, отсюда и следует термин Виртуальная Базовая Станция. При этом передвижной приёмник интерпретирует и использует эти данные так, как будто бы они получены от реально существующей базовой станции. В результате значительно увеличивается производительность RTK режима.
Данное решение достигается за счет того, что вычислительный центр использует все станции в сети, производя мониторинг изменений источников ошибок, например, атмосферных условий и орбитальных ошибок спутников. Помимо этого ежедневно базовые станции подвергаются воздействию множества факторов окружающей среды, которые могут оказать существенное влияние на точность сетевых поправок. На физическое положение антенны базовой станции могут оказывать влияние тектонические движения, просадка и даже погода. Дополнительные преимущества использования VRS состоят в том, что координаты всегда определяются в общей системе координат и это решение способно обеспечить непрерывный контроль целостности системы. Комплексный пакет для мониторинга деформаций в сетях ГЛОНАСС/GPS базовых станций, разработанный для предоставления оператору сети первоочередной информации об изменениях в самой сети и о том, как эти изменения повлияют на ее качество. Движение является неотъемлемой характеристикой GNSS сетей. Движения могут быть вызваны различными причинами, большинство из которых не поддаются непосредственному контролю. Даже незначительные ошибки могут привести к большим проблемам в настройке сети. Внезапное смещение на обширной площади обычно вызвано тектоническими движениями. В случае землетрясения может измениться положение нескольких или даже всех станций в сети (Рис. 7 ).
Сезонные течения в подземных водоносных слоях, бурение и другие горные работы оказывают влияние на измерения на земной поверхности, подобное влиянию тектонических сдвигов. Обеспечение точности сети требует систематического подхода. Регулярные проверки состояния позволяют получить важные данные о динамике, представить движения земной коры и более четко понять циклическую природу смещений. Все отличие состоит в знании того, как реагировать на данное движение. В случае значительного события операторам сети необходимо действовать быстро. Принимаемые ими меры зависят от возникшей ситуации и специфических особенностей вашей сети. Полный набор средств мониторинга и анализа, позволяют оценить динамические процессы в вашей сети. Используя различные комбинации вычислительных модулей можно получить требуемые решения своих уникальных задач, как в реальном времени, так и при постобработке . При этом точность и надежность измерений увеличивается по сравнению обычным методом съемки в RTK режиме. Время инициализации, необходимое для RTK, также меньше. Кроме того, любой мобильный приемник может работать и в обычном режиме от одной ближайшей базы. В этом случае на нем может использоваться стандартное программное обеспечение.
Расстояния между базами VRS могут быть до 50 км, и пользователи могут выполнять RTK измерения с точностью и эффективностью инициализации, подобными той, которые были бы на коротких расстояниях при использовании обычной RTK базы. VRS сети могут охватывать город, район или даже целиком страну очень высокоточными, высокоскоростными измерениями в реальном времени. Опыт работы показывает, что при использовании виртуальных базовых станций, в режиме RTK, время работы в поле сокращается в 2-3 раза .
Еще одно из преимуществ сети VRS ГЛОНАСС/GPS базовых станций заключается в коммерческом использовании. Применение такого подхода позволяет, помимо удовлетворения нужд организации в обеспечении геодезическими данными, производить продажу зарегистрированным пользователям различных видов услуг для режимов RTK и пост-обработки. Так же организация может реализовать привлечение дополнительных средств за счет предоставления возможности точного позиционирования для нужд строительной и сельскохозяйственной техники и организаций занимающихся точным позиционированием транспортных средств.
Данная система является неотъемлемой частью для задач ГИС. Качество геопространственных данных, полученных по средствам сетей VRS, также повышается в связи с улучшением контроля качества и точности данных на более длинных расстояниях, обеспечиваемых системой. В связи с тем, что технология VRS позволяет пользователям работать рядом с мобильным приемником в полевых условиях, число систематических ошибок, свойственных традиционным системам ГЛОНАСС/GPS, значительно сокращается или они устраняются, что позволяет пользователям достигнуть точности в RTK режимах на более длинных расстояниях .
Рис.8 Общий принцип работы системы.
УДК 629.783:551.24 А.С. Рассказов СГГА, Новосибирск МЕТОД МНОЖЕСТВЕННЫХ БАЗОВЫХ СТАНЦИЙ В попытке преодоления недостатков однобазовых измерений были разработаны методы, основанные на использовании сетей базовых GPS станций, чтобы уменьшать влияние коррелированных ошибок и таким образом улучшить точность позиционирования. Такие сети GPS станций можно использовать для измерения коррелированных ошибок в регионе и предсказывать их влияние (через улучшенные методы интерполяции) в пространстве и во времени в пределах сети. Этот процесс (сетевая RealTimeKinematic – кинематика в реальном времени) поможет уменьшить влияние коррелированных ошибок намного лучше, чем метод одиночной опорной станции. Опорные станции, распределенные в пространстве, охватывают намного большую площадь, чем в традиционном методе, и поддерживают при этом более высокий уровень исполнения. Использование нескольких станций в широкозонном дифференциальном методе WADGPS для улучшения положений, определяемых по кодовым данным (или кодовым данным со сглаживанием по фазе несущей), было с большим успехом использовано и в пост-обработке, и в режиме реального времени. Естественное расширение этой концепции – использование более точных измерений фазы несущей в подобном сетевом методе. Однако переход от кодовых измерений к фазовым является не тривиальной задачей, преимущественно из-за более строгих требований к точности. Например, в большинстве кодовых измерений DGPS ограничивающим источником ошибок является шум измерений и многопутность самого кода (ионосферные эффекты начинают играть роль только на очень больших расстояниях). Таким образом, такие ошибки как от атмосферы и от орбиты, влияние которых маскировалось более низкой точностью измерений в кодовом методе DGPS, в наблюдениях по фазе несущей выходят на передний план. Кроме того, для высокоточных определений по фазе требуется точное и надежное разрешение целых неоднозначностей. Наконец, расширение этой концепции в отношении требований пользователей, работающих в реальном времени, требует решения проблем, связанных с оптимальными схемами представления (параметризации) поправок и их распространением и передачей потенциальным пользователям в пределах (или вблизи) площади, охваченной сетью. Применение сети базовых станций для выполнения фазовых измерений в реальном времени дает несколько преимуществ над обычным методом одиночных базовых линий. Одно из самых важных преимуществ, – это расширение надежности и доступности обслуживания. В сетевом методе, если одна или две станции неисправны одновременно, то их вклад можно исключить из решения, а остальные базовые станции могут взять его на себя, чтобы обеспечить пользователя поправками, таким образом, сохраняя работу службы. Хотя в таких случаях точность положений может несколько пострадать, это не будет настолько плохо, как в методе с одной базовой станцией, что приводит к точечному позиционированию. В дополнение к этому, использование сетевого метода позволяет делать контроль качества поправок, образуемых по каждой базовой станции. Тогда, если отдельная станция генерирует ошибочные поправки, сеть позволяет выявить и исключить эту ошибку из окончательного решения. Другое весьма важное преимущество сетевого метода состоит в том, что он позволяет моделировать зависящие от расстояния или пространственно коррелированные ошибки, такие как ионосферные и тропосферные влияния и ошибки орбит. При объединении наблюдений от нескольких постоянных базовых станций влияние упомянутых источников ошибок можно уменьшить посредством применения различных методов параметризации. Таким образом, поправки, компенсирующие эти ошибки, можно генерировать и распределять пользователям, улучшая общую точность положений. Прямой результат от моделирования пространственно коррелированных ошибок, – это возможность улучшения в разрешении неоднозначностей фазы несущей (включая очень длинные линии), что необходимо для получения координат потребителя на сантиметровом уровне точности. В действительности разрешение неоднозначностей на длинных базовых линиях приводит к другому важному преимуществу сетевого метода: к большему допустимому расстоянию между опорными станциями. Это непосредственно увеличивает охват площади, на которой можно работать методом RTK. Например, в большинстве случаев расстояния между станциями увеличиваются от 10 – 15 километров при использовании метода одиночных базовых линий до многих десятков километров при использовании сети базовых станций. Это позволяет значительно уменьшить количество базовых станций. Наконец, сетевой метод позволяет образовывать наблюдения для виртуальной базовой станции, которая может располагаться ближе к станции пользователя, чем любая из постоянных реальных базовых станций, что приводит к улучшению позиционирования. Такие преимущества метода виртуальных базовых станций обеспечивают большую гибкость, позволяя пользователю применять его текущие приемники и программы обработки, без приобретения какой-либо «специальной» программы обработки фазовых наблюдений, чтобы заботиться об одновременно принимаемых поправках от серии базовых станций. Как и в любом методе, здесь также есть некоторые недостатки, связанные с использованием сети базовых станций. В частности, в зависимости от используемого метода возможно увеличение в объеме передаваемых данных и сложности в применении пользователем по сравнению с обычным методом RTK по одиночным базовым линиям. Объединение всех наблюдений сети на центральной станции обработки и последующая передача либо поправок для пользователя, либо синтезированных наблюдений для виртуальной базовой станции (либо оба вида данных) являются предпочтительными методами для преодоления ограничений, связанных с шириной полосы пропускания данных. Наконец, чтобы метод был легко доступным для всех пользователей, необходимо, чтобы соответствующие опорные станции с очень хорошо известными координатами находились, непрерывно работали и распространяли поправки по технологии, которая применяется пользователями на обслуживаемой площади. Для организации метода, вероятно, потребуется диспетчерская (провайдерская) служба, а отсюда следует еще один недостаток сетевого метода – более высокая стоимость применения и поддержания качества обслуживания. Первый шаг сетевого RTK – измерение ошибок на базовых станциях. В большинстве случаев ошибки получаются как разности между наблюдениями фазы несущей (с зафиксированными неоднозначностями) и расстояниями, которые вычисляются по известным координатам станций. Эти ошибки можно измерить через сырые наблюдения фазы на L1 и L2. Для того чтобы изолировать различные источники ошибок и использовать преимущества от их уникальных характеристик. Интерполяция коррелированных ошибок на положение приемника пользователя предполагает стохастическое и физическое (математическое) соотношение между ошибками. Например, все способы интерполяции дают результат по ближайшим опорным станциям, имея наибольшее влияние на предсказанные значения, потому что на близких базовых станциях более вероятно проявление тех же самых ошибок, что и у ровера, а не на тех пунктах, которые далеко. Raquet (1998) предложил метод интерполирования найденных ошибок между станциями на положение пользователя, находящегося в любом месте сети. В этом методе внешний процесс определяет целые неоднозначности фазы несущей между опорными станциями. Эти неоднозначности затем используются для оценивания разностных ошибок между опорными станциями. Измеренные ошибки интерполируются на пользователя в сети линейным методом с предсказанием по МНК. Ковариационные функции представляют стохастическое поведение ошибок, которые должны определяться на внешнем наборе (выходе). Метод был применен в действующей системе в реальном времени и обеспечил хорошее улучшение в реальном времени и в постобработке (Cannon et al., 2001a, 2001b; Fortes et al., 2000a, 2000b, 2001; Alves et al., 2001; Raquet et al., 1998; Raquet, 1998; Zhang, 1999a; Zhang & Lachapelle, 2001). В работах Wanninger (1999), Vollath (2000a) и Wübbena (2001a) обсуждается несколько иная схема интерполяции, где для определения поправок для пользователя используются три окружающих станции. В этой более простой модели для оценивания ошибок подбирается плоскость по трем ближайшим станциям. Эта плоскость представляет двумерные дифференциальные ошибки внутри треугольника из трех окружающих станций. Доказано, что метод обеспечивает хорошие результаты при спокойной ионосфере и при сравнительно высокой плотности станций в сети. Как только поправки для мобильной станции определены, их нужно передать на приемник пользователя в удобном формате. Традиционный метод одиночных базовых линий имеет большое влияние на этот процесс, поскольку большинство коммерческих приемников еще не имеют возможности принимать сетевые поправки. Чтобы компенсировать этот недостаток, многие системы сетевой RTK создают виртуальные базовые станции (Virtual Reference Station, VRS). VRS – это набор исправленных данных от одного опорного приемника (в сети), которые были исправлены для локальной площади внутри сети. Эти данные обычно геометрически приводятся к точке, близкой к району работ, для которого ведется исправление. Мобильная станция (МС) может принимать виртуальную опорную станцию за одиночную опорную станцию. Этот процесс описан в Fotopoulos (2000). В общем, в методе VRS создается «опорная станция» для использования со стандартными off-the-shelf приемниками, которые не могут принимать сетевые поправки. Есть много недостатков у этого метода. МС будет интерпретировать VRS как одиночную базовую станцию, которая может заставить МС использовать схему обработки, не являющуюся оптимальной (Townsend et al., 2000). В большинстве случаев МС будет оптимизировать схему обработки, основанную на расстоянии между ее положением и опорной станцией. В случае VRS положение виртуальной станции является произвольным, поскольку основано на сети станций. Решение должно иметь гарантию провайдера службы о том, что VRS находится на соответствующем расстоянии от пользователя, чтобы оптимизировать схему обработки, но это не всегда возможно, если пользователей много. Это требует иметь провайдера, который должен знать приближенное положение пользователей. В этом случае МС должна сообщать свое положение через NMEA сообщение на обрабатывающий контрольный центр, чтобы гарантировать, что интерполяция производится на правильное положение. Для этого необходима сложная двусторонняя связь, что является другим недостатком метода (Euler et al., 2001). Ограничение для этого метода – ему не подходит стандарт RTCM, поскольку он не позволяет данные опорной станции корректировать за ошибки от атмосферы или от орбит (Townsend et al., 2000). Будущее метода MRS. Текущие рекомендации касаются главным образом стандартизации сообщений для сетевой RTK. Как только создание стандарта для сетевых поправок будет осуществлено, то сетевые поправки можно будет засылать прямо в приемник МС без необходимости в VRS. В работе Townsend (2000) предлагается схема, основанная на сетке, где поправки для разных точек на нерегулярной сетке посылаются в приемник МС. Он может для вычисления и введения поправок использовать схему интерполяции. Точки сетки могут содержать только опорные станции или опорные станции и предсказанные ошибки, которые были определены путем интерполяции. Подобная схема предлагается в работе Euler et al. (2001), по которой поправки для главной опорной станции и координаты для главной станции даются вместе с поправками и разностями координат относительно главной станции. По этой схеме приемник МС имеет возможность интерполировать поправки на свое положение или просто восстанавливать наблюдения для одной опорной станции. Это дает изготовителям приемников свободу в применении любой интерполяционной схемы, которую они считают наилучшей. Хотя методы MRS RTK доказали свою эффективность в опытных сетях, оперативное размещение остается сложным, а высокий уровень ионосферной активности ограничил их преимущество в течение последних нескольких лет, когда метод проходил испытания. Серьезные последствия надежности сохраняются. Однако ожидается введение 2-й и 3-й гражданских частот, а также объединенное использование GPS и Galileo, что будет иметь решающее влияние на эффективность и крупномасштабное развертывание этих методов в ближайшем десятилетии. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. G. Lachapelle, P. Alves. Multiple Reference Station Approach: Overview and Current Research //Journal of Global Positioning Systems (2002) Vol. 1, No. 2, pp133-136. – Англ. 2. Е.И. Суницкий. Широкозонные системы спутниковой дифференциальной навигации // Геопрофи. – 2006. – № 3. – С. 12 – 14. 3. G. Fotopoulos and M.E. Cannon An Overview of Multi-Reference Station Methods for cm-Level Positioning // GPS Solutions (2001), Vol. 4, No. 3, pp. 1-10. – Англ. 4. M. O. Kechine, C. C. J. M. Tiberius, H. van der Marel An experimental performance analysis of real-time kinematic positioning with NASA’s Internet-Based Global Differential GPS// GPS Solutions (2004) 8:9–22. – Англ. А.С. Рассказов, 2006
Компьютер АКС должен создавать систему бортового бюллетеня, из которой пользователь может сбрасывать данные. Когда АКС должна обеспечивать поправками DGPS или RTK, приемник или компьютер должны быть связаны с передатчиком. Покупка, лицензирование и установка передатчика является задачей, которая требует помощи специалиста. Альтернативно, поправки DGPS могут посылаться по линии прямого модема провайдеру DGPS (т. е. национальной радиопередающей компании).
Наконец, блок непрерывного электроснабжения (UPS) необходим, чтобы перекрывать небольшие перерывы и флуктуации в питании переменным током. Чтобы обеспечить перерывы в снабжении переменным током, станция должна иметь возможность генерировать собственную энергию. В некоторых странах, как в Нидерландах, прерывания на большие периоды очень редки, поэтому нет реальной необходимости вкладывать деньги в очень дорогие установки автономного питания. Очень полезное средство восстановить станцию в случае ее падения – дистанционный переключатель питания. Он может быть активирован для ликвидации прерывания за 15-30 с путем использования обычного телефона или специальной последовательности номеров. В результате компьютер и другое оборудование будут перезагружены .
Использование сетей активных станций
11.8.3 Виртуальные базовые станции
До настоящего времени постоянные сети GPS главным образом использовались для геодезических (кадастр, ГИС), геофизических и атмосферных исследований (см. рис.5.30). Менее часто они использовались для точной геодезии и для дистанционного зондирования. Это происходит, главным образом, из-за сравнительно короткой продолжительности сессий – несколько минут, а не несколько часов, и метода разрешения неоднозначности on-the-fly, при использовании которого накладывается ограничение на расстояние до опорной станции. В сети из опорных станций это влияние предельного расстояния можно ослабить, но тогда пользователь вынужден загружать и обрабатывать данные от нескольких станций, что многим не нравится. Помощь в этом деле приходит от концепции виртуальной базовой станции. В комбинации с Интернет интерфейсом пользователь может загружать данные несуществующей виртуальной опорной станции на указанное им положение. Данные виртуальной опорной станции вычисляются по наблюдениям на постоянных станциях активных сетей, используя уравнивание с данными от всех опорных станций и интерполяцию атмосферных ошибок. Пользователь должен загружать данные только от одной (виртуальной) опорной станции. Поскольку виртуальная станция вычисляется по всем имеющимся опорным станциям, обработка с данными пользователя дает результаты, которые сопоставимы с решением по всей сети. Более того, пользователь обычно будет выбирать виртуальную станцию, близкую к нему, поэтому он будет использовать свое привычное коммерческое программное обеспечение для коротких базовых линий и разрешения неоднозначностей.
Виртуальная опорная станция GPS наилучшим образом имитирует реальную станцию с тем же положением, включая задержки от атмосферы и фазового центра антенны, но исключая многопутность. Задержки исключаются при формировании одинарных и двойных разностей в программном обеспечении пользователя. Виртуальные данные получают в вычислительном центре. Пользователь может выбрать для виртуальной станции положение и тип антенны. Сетевое решение, учет атмосферных поправок и поправок за фазовый центр производится вычислительным центром. В вычислительном центре можно использовать точные орбиты, чтобы уменьшить ошибки орбит, в то время как пользователь может использовать бортовые эфемериды.
Виртуальные опорные GPS станции объединяют мощь и силу сетевого решения с комфортом решения базовой линии. Подобные результаты получаются, когда данные GPS приемника обрабатываются с виртуальной опорной GPS станцией как со всей сетью, в которой зафиксированы положения всех опорных станций. Преимуществами виртуальной опорной GPS станции над сетевым методом являются:
Сеть опорных станций должна обрабатываться только один раз,
Необходимо меньше данных, нужны только данные одной виртуальной базовой станции на период измерений,
Атмосферные задержки на опорную станцию можно интерполировать на виртуальную станцию,
Можно использовать стандартное коммерческое программное обеспечение,
Улучшения и новые модели в программном обеспечении должны вводиться только на вычислительном центре.
По сравнению с решением базовой линии, в котором используется ближайшая опорная станция, преимуществами виртуальной станции являются:
Качество, доступность и надежность сетевого решения в течение 24 часов за сутки,
Используются данные, которые были проконтролированы,
Не нужна сложная обработка (можно использовать бортовые эфемериды и простые модели),
Не нужно формировать комбинацию, свободную от влияния ионосферы, достаточно обработать только виртуальные данные для несущей L1,
Более надежное разрешение неоднозначностей, достигаемое за более короткий период наблюдений и по меньшему количеству опорных станций.
Наконец, для распределения данных виртуальных станций между пользователями хорошо подходит Интернет.
Виртуальные станции представляют привлекательную альтернативу для использования множества опорных станций. Точность решения отдельной базовой линии с виртуальной базовой станцией сравнима с сетевым решением универсальным программным обеспечением. Поэтому геодезисты могут использовать постоянные сети GPS без необходимости делать изменения в их текущих установках для GPS обработки .
Различные варианты GNSS инфраструктуры применяются во многих странах, позволяя малым, средним и крупным компаниям пользоваться новыми возможностями этой передовой технологии. Масштабируемые решения по созданию сетей GNSS инфраструктуры Trimble предназначены для удовлетворения ваших сегодняшних потребностей и расширяются по мере вашего будущего развития.
ЭТАП 1: МИНИМАЛЬНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ
В минимальной конфигурации сети GNSS инфраструктуры управление одной постоянно действующей базовой станцией производится из офиса с помощью программного обеспечения GPSBase™. Геодезист с подвижным GNSS приемником может принимать поправки на достаточном удалении от базовой станции.
НАЗВАНИЕ КОМПАНИИ: SURVEYS INC.
РАЗМЕР КОМПАНИИ: 8 сотрудников: 2 полевые бригады по 2 человека, 2 геодезиста-техника, 1 инженер-геодезист или проектировщик и 1 руководитель.
ТИПОВЫЕ РАБОТЫ: кадастровая съемка, топографическая съемка, инженерные изыскания.
Малые компании, такие как Surveys Inc., должны делать рациональные инвестиции в новые технологии для сохранения конкурентоспособности в современных условиях ведения бизнеса. например, компания Surveys Inc. при заключении нового контракта выясняет, что ей требуется дополнительная бригада для проведения GPS съемки.
В компании уже есть две GPS системы Trimble, поэтому принимается решение использовать один из приемников Trimble® 5700 и антенну Zephyr Geodetic™ в качестве стационарной базовой станции на здании своего офиса. для управления опорной станцией компания приобретает по Trimble GPSBase. GPSBase управляет передачей стандартных RTK поправок по каналам радио - или сотовой связи полевым бригадам. Кроме того, в ПО GPSBase регулярно производится загрузка полевых данных через интернет для их постобработки в офисе.
Такая схема является идеальной для проведения локальных съемок, вдобавок за счет разделения двух GPS систем компания теперь имеет одну стационарную базовую станцию и три подвижных RTK приемника. поскольку GPSBase очень удобно в настройке, то при небольших инвестициях и быстром освоении этой программы компания получают возможность заключения дополнительного контракта и получения прибыли.
ЭТАП 2: СРЕДНЯЯ КОНФИГУРАЦИЯ
В средней конфигурации сети GNSS инфраструктуры управление несколькими стационарными базовыми станциями производится из центрального пункта с помощью программного обеспечения GPSNet. Геодезисты получают поправки от одной базовой станции; зона покрытия значительно расширяется.
Теперь в штате компании Surveys Inc. примерно 45 сотрудников, в том числе 24 человека в полевых бригадах, 3 начальника партий, 6 инженеров-геодезистов и 6 геодезистов-техников.
За прошедший год объем работ Surveys Inc. вырос на 50%. На прошлой неделе компания выиграла тендер и заключила крупный контракт на проведение съемки для дорожного строительства. В связи с тем, что сроки выполнения предварительной съемки для проектировщиков достаточно жесткие, этот контракт послужил хорошим поводом для развития компании. Он потребовал ускоренного проведения работ и расширения парка геодезического GNSS оборудования компании.
Объект работ длиной 40 км находился в 30 км к северу от зоны ведения текущих работ компании. Для покрытия такой широкой зоны потребовалась установка еще двух стационарных базовых станций в дополнение к существующей. Эти три опорные станции были объединены в сеть путем модернизации имеющегося ПО GPSBase до версии GPSNet™. ПО GPSNet обеспечивает возможности управления всей сетью из центрального пункта, передачи RTK поправок и сохранения данных для предоставленияих по Интернету для постобработки. Эта простая модернизация моментально расширяетзону покрытия и повышает производительность.
Работа с использованием собственной сети стационарных базовых станций сталаидеальным решением для компании Surveys Inc. Это позволило ей обеспечить быстроевыполнение работ за счет привлечения дополнительных полевых бригад с подвижными RTK приемниками, получить новую дополнительную работу в более широкой зонеи увеличить перечень выполняемых работ , включая создание сетей геодезическогообоснования, топографическую съемку и разбивку трассы под строительство. Теперьпо мере роста эта компания может легко включать новые базовые станции в свою сетьGPSNet для расширения географического покрытия.
ЭТАП 3: РАСШИРЕННАЯ КОНФИГУРАЦИЯ
В полной сети GNSS инфраструктуры программное обеспечение RTKNet управляет множеством базовых станций и обеспечивает сетевое RTK решение. Геодезисты получают поправки, используя данные всей сети.
Surveys Inc. стала одной из ведущих геодезических компаний: 125 сотрудников, включая 8 начальников партий, 16 инженеров-геодезистов, 16 геодезистов-техников и 64 человека в полевых бригадах.
GPSNet сеть компании теперь включает четыре стационарные базовые GPS станции. В распоряжении местного муниципалитета также находятся две опорные станции и эти две организации решают работать совместно. Муниципалитет предоставляет компании Surveys Inc. сетевой доступ к своим опорным GPS станциям, а компания включает их в сеть, работающую под управлением ПО GPSNet.
Теперь они готовы к использованию полных RTK возможностей сетевой 100%" style="width:100.0%;border-collapse:collapse">
Виды работ
Сгущение опорных геодезических сетей
Крупномасштабные топографические съемки
Разбивка профилей при геофизических работах
Эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
Топографо-геодезические работы при проведении гравиметрической съемки
Накопление данных для ГИС различной направленности
Городской и Земельный кадастр
Изыскания при строительстве инженерных сооружений
Паспортизация автодорог
Создание государственных геодезических сетей
Геодинамический мониторинг
Гидрографические съемки внутренних акваторий
Лесопользование
Создание специальных геодезических сетей
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Глонасс/GPS системы Trimble R6
Измерения
систем Нефильтрованные и несглаженные измерения псевдодальностей для обеспечения низких шумов, малых ошибок многолучевости, малой временной области корреляции и высоких динамических характеристик Измерения фаз несущих частот GNSS с очень низким уровнем помех и точностью менее 1 мм в полосе частот 1 Гц Вывод отношения сигнал/шум в дБ-Гц Проверенная в поле технология Trimble для отслеживания спутников с малыми углами возвышения. 72 канала: – GPS сигналы: L1 C/A код, полный цикл фазы несущих L1/L2 – ГЛОНАСС сигналы: L1 C/A код, L1 P код, L2 P код, полный цикл фазы несущих L1/L2 – Поддержка SBAS систем WAAS/EGNOS Точность при статической и быстростатической GPS съемке 1 В плане±5 мм + 0.5 мм/км СКО
|
1) Доступность сигнала L5 зависит от решений правительства США. 2) Точность и надежность могут зависеть от условий многолучевости, наличия препятствий, геометрии спутников и атмосферных условий. Всегда следуйте утвержденным инструкциям по проведению геодезической съемки. 3) Зависит от состояния систем WAAS/EGNOS. 4) Может зависеть от атмосферных условий, многолучевого распространения сигнала, препятствиий, геометрии спутников. 5) Подвержена воздействию атмосферных условий, многолучевого распространения сигнала и спутниковой геометрии. Надежность инициализации непрерывнок контролируется для обеспечения наивысшего качества результатов. 6) Приемник сохраняет работоспособность при температуре до -40°С; 7) Требования разрешений на использование Bluetooth регламентируются законодательством каждой страны. Свяжитесь с региональным представителемTrimble дляполучения более подробной информации. |
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Глонасс/GPS системы Trimble R8Система Trimble® R8 - многоканальный, многочастотный приемник GNSS (Глобальной Спутниковой Навигационной Системы) с антенной и радиомодемом, объединенные в одном компактном устройстве В Trimble R8 сочетаются передовая технология приема сигналов и проверенная в поле конструкция для обеспечения максимальной точности и производительности. Измерения
- GPS сигналы: L1 C/A код, L2C, полный цикл фазы несущих L1/L2/L51 - ГЛОНАСС сигналы: L1 C/A код, L1 P код, L2 P код, полный цикл фазы несущих L1/L2 4 дополнительных канала для поддержки SBAS WAAS/EGNOS Дифференциальная кодовая GPS съемка 2 В плане............................................................................. ±0,25 м + 1 мм/км СКО В плане............................................................................. ±5 мм + 0,5 мм/км СКО Кинематическая съемка 2 В плане.............................................................................. ±10 мм + 1 мм/км СКО Аппаратные характеристикиФизические Размеры (Ш×В)..................................................19 см × 11,2 см, включая разъемы Температура 5 Рабочая................................................................................ от –40 °C до +65 °C Ударо - и вибростойкость протестированы и соответствуют следующим условиям: Электрические
Время работы от внутренней батареи: - с модемом 450 МГц только на прием - 5,3 часа, в зависимости от температуры - с модемом 450 МГц на прием и передачу - 3,5 часа, в зависимости от температуры и скорости передачи по эфиру - с GSM/GPRS модулем - 3,8 часа, в зависимости от температуры Сертификат FCC класс B части 15, 22, 24; GSM/GPRS модуль 850/1900 МГц класс 10, Утверждение CE Mark и C-tick Связь и запись данных
- Мощность передачи: 0,5 Вт - Дальность6: 3-5 км типичная / 10 км при хороших условиях Полностью интегрированный и герметичный встроенный GSM/GPRS модем7 Полностью интегрированный и герметичный порт связи 2,4 ГГц (Bluetooth®)7 Поддержка сотовых модемов GSM/GPRS/CDPD для работы в сетях RTK и VRS Запись во встроенную память 11 Mб: 302 часа записи данных сырых измерений от 6 спутников с интервалом 15 секунд Позиционирование с интервалами 1 Гц, 2 Гц, 5 Гц и 10 Гц Вход и выход CMRII, CMR+, RTCM 2.1, RTCM 2.3, RTCM 3.0 Вывод NMEA 16 сообщений. Выход GSOF и RT17. Поддержка BINEX формата и сглаживания несущей |
|
1 Доступность сигнала L5 зависит от решений правительства США. |
Лекция 3 Базовая станция. Сеть базовых станций.
RTK-сеть – это сеть постоянно действующих GNSS геодезических приемников (базовых станций), данные с которых используются для формирования RTK-поправок для работы в режиме реального времени. Такое формирование поправок получило название «Сетевое RTK». Данные сети могут варьироваться по размеру от небольших локальных сетей, состоящих из нескольких базовых станций, до обширных национальных проектов, которые покрывают территорию всей страны.
RTK-поправки могут формироваться различными способами:
§ Master-Auxiliary corrections (MAX);
§ Индивидуальные MAX (i-MAX);
§ Виртуальная базовая станций (VRS);
§ Flachen-Korrektur-Parameter (FKP) – метод площадных поправок.
Одиночная базовая станция может быть установлена на крыше офисного здания, на постоянной основе, или только на время выполнения работ в поле на исходном пункте. Принцип работы в режиме RTK заключается в том что, базовая станция устанавливается на точке с известными координатами и передает поправки на ровер-приемник. Как правило, используется односторонняя линия связи.
Основные этапы при работе в режиме RTK:
§ базовая станция и ровер принимают сигналы от одного и того же созвездия спутников;
§ базовая станция передает свои координаты и спутниковые измерения на ровер;
§ ровер совместно обрабатывает измерения с базовой станции со своими измерениями и вычисляет координаты в режиме реального времени.
Координаты вычисляются с использованием специальных алгоритмов. Основным преимуществом данного алгоритма является возможность надежной и эффективной работы на расстоянии до 50 км от базовой станции.
Преимуществом одиночной базовой станции является относительно простой и понятный принцип работы, а недостатком – приобретение локальной базовой станции, временные затраты на установку и настройку базовой станции, уменьшение точности определения координат с удалением ровера от базовой станции. Уменьшение точности определения координат при увеличении расстояния от базовой станции происходит в основном из-за влияния атмосферы. По мере увеличения расстояния, увеличивается разница в состоянии атмосферы над ровером и базовой станцией. Это делает более затруднительным для ровера процесс разрешения неоднозначности фазовых измерений и приводит к уменьшению точности.
Для сетевого RTK базовые станции расположены на расстоянии не более 70 км друг от друга. Они являются постоянно действующими и составляют сеть RTK .
Первое требование для реализации сетевого метода RTK заключается в том, что все базовые станции сети должны непрерывно передавать спутниковые данные на центральный сервер, где установлено специализированное программное обеспечение (рис. 2.17). Целью сетевого RTK является минимизация влияния ошибок, зависящих от расстояния, на определения координат в пределах территории покрываемой сетью базовых станций. При функционировании сети базовых станций RTK ровер и центральный сервер (через базовые станции) наблюдают одно и то же созвездие спутников; используя соответствующий алгоритм, центральный сервер разрешает неоднозначность фазовых измерений на базовых станциях сети; сервер формирует и передает RTK поправки роверу; затем ровер использует RTK поправки для получения RTK решения.
Рис. 2.17 Принцип работы сети базовых станций RTK
Ровер подключается к центральному серверу с использованием односторонней или двухсторонней линии связи (радиомодем, GSM соединение или Интернет). Как только ровер получает RTK-данные, он вычисляет свое местоположение, используя соответствующий алгоритм. Какой алгоритм использует ровер, и как минимизируются ошибки за расстояние, зависит от применяемого метода сетевого RTK.
В методах МАХ и VRS выполняется минимизация ошибок с использованием различных концепций. В зависимости от выбранного метода данный процесс моделирования выполняется или центральным сервером или непосредственно ровером. В отличие от них старейший способ Flachen-Korrektur Parameter (FKP, метод площадных поправок), разработанный в середине 1990 годов, требует, чтобы ровер передавал свои приближенные координаты в центр управления сетью. Сервер рассчитывает и передает пользователю данные от одной из базовых станций и коэффициенты зависимости ошибок от расстояния. Эти коэффициенты вычисляются, исходя из предположения, что ошибки изменяются линейно с увеличением расстояния от базовой станции. Такие поправки могут применяться в ограниченной области и не всегда обеспечивают должное качество позиционирования.
К достоинствам сетевого RTK можно отнести отсутствие необходимости в установке временных базовых станций на исходных пунктах; равноточное определение координат ровера; обеспечение высокоточных результатов при значительных расстояниях между базовыми станциями и ровером; использование меньшего количества станций для покрытия одной и той же территории по сравнению с количеством станций при использовании обычного RTK; более высокая надежность и доступность получения RTK-поправок (даже если одна из базовых станций перестает функционировать, другая станция продолжает поддерживать работу ровера).
Способы формирования RTK-поправок должны быть стандартизованными, опирающимися на опубликованные алгоритмы. Это гарантирует, что информация, получаемая роверами от сети, не зависит от производителя оборудования и соответствует международным стандартам.
Если ровер способен выбирать, данные скольких и каких базовых станций будут использованы для получения решения, какую методику применить для уменьшения ошибок, будет получено решение, управляемое ровером. Преимущество такого подхода в том, что ровер может постоянно оценивать точность получаемого RTK-решения и следить за эффективностью дифференциальной коррекции. Ровер также может выбрать другую стратегию коррекции и получить более подходящее сетевое решение. Когда сервер управляет сетевым решением, он применяет одну стратегию для всех роверов. Чтобы обеспечить роверу возможность максимально эффективно и точно вычислять собственные координаты, метод формирования сетевых RTK-поправок должен использовать все доступные спутниковые данные. Поэтому важным является возможность сети и роверов принимать данные GPS, ГЛОНАСС, Galileo.
Условия взаимодействия сети и ровера:
§ наблюдение одних и тех же спутников. Ровер и сервер (посредством базовых станций) должны наблюдать общий набор спутников;
§ разрешение сетевой неоднозначности. На основе соответствующего алгоритма сервер разрешает сетевую неоднозначность и уменьшает спутниковые данные до этой общей неоднозначности;
§ формирование RTK-поправок. Сервер формирует и передает поправки роверу в стандартном и нестандартном видах;
§ RTK-решение. Ровер использует поправки для вычисления собственных координат в режиме реального времени.
Заявляемые производителями и подтвержденные опытом работ преимущества технологии RTK сомнений не вызывают. Однако ряд вопросов, касающихся как технологического характера, так и точности определения пространственных координат, порождает множество дискуссий при выборе метода для проведения геодезических работ различного назначения и класса точности.
К таковым можно отнести следующие основные позиции:
§ влияние качества исходных координат пунктов опорных геодезических сетей (как государственных, так и ведомственных);
§ наличие нескольких местных (региональных) плоских прямоугольных систем координат и недоступность сведений о параметрах их задания;
§ эффективность использования мультисистемных спутниковых приемников глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) GPS и ГЛОНАСС;
§ специфика работы в сложных условиях (застроенная или покрытая густой растительностью территория);
§ необходимость строгого соблюдения требований нормативных документов и методических рекомендаций при измерениях.
Референц-станция ЮУрГУ была установлена в 2013 году. Для размещения референц-станции была выбрана крыша 10-ти этажного здания, 3 учебного корпус ЮУрГУ, расположенного по адресу: г.Челябинск, пр. Ленина, д.87 (рис. 2.1). Установка осуществлялась в соответствии с «Рекомендации по размещению и эксплуатации постоянно действующих референсных станций».
Рисунок 2.1 – Расположение референц станции
Привязка и уравнивание референц-станции на территории города Челябинска выполнена в местной системе координат МСК-74 и Балтийской системе высот 77 года. Установка референц-станции проводилась согласно Рекомендациям по размещению и эксплуатации постоянно действующих референц-станций (CODS) (международный стандарт), эксплуатируемой геодезической службой (NGS) NOAA (США).
Для установки базовой станции предъявляются следующие требования:
1. согласованный доступ на место установки антенны (антенна должна быть размещена под открытым небосводом, с ограниченным доступом к ней). Место установки антенны показано на рисунке 2.2;
Рисунок 2.2 – Крепление антенны
2. необходимо заранее предусмотреть возможные варианты прокладки коаксиального кабеля от антенны к приемнику;
3. местоположение антенны не должно превышать 30м от базового приемника (ограниченно кабелем);
4. отдельное рабочее место с безлимитным доступом в Интернет и выделенным статическим IP-адресом, для непосредственного подключения к нему базового приемника;
5. доступ к сетевому питанию – 2 розетки по 220В 50Hz;
6. оборудованное рабочее место;
7. рабочее место должно использоваться именно под базовую станцию, для исключения помех в работе в режиме реального времени.
Схема установки референц-станции ЮУрГУ представлена на рисунке.
Рисунок – Схема установки референц-станции
Для размещения Базовых станций RTK обследуются пункты государственной геодезической сети в системе координат МСК-74 в Челябинском городском округе. Затем проведены работы по подготовке пунктов к проведению спутниковых наблюдений.
По результатам обследования пунктов ГГС составлен рабочий проект размещения спутниковых геодезических приемников для уравнивания базовой референц-станции.
Наблюдения на пунктах ГГС и местах установки базовых станций выполняются GNSS-приемниками прошедшими метрологическую поверку в соответствии с требованиями и рекомендациями.
Установка антенны спутникового приемника над центром пункта, не имеющего устройства для принудительного центрирования, осуществлялись с применением поверенных и отъюстированных оптических центриров с точностью 1 мм.
Спутниковые наблюдения на пунктах ГГС выполняются с использованием статического режима при различных расстановках приемников, продолжительность синхронных наблюдений на пунктах сети, при расстояниях между смежными пунктами до 50 км, производилось не менее 0,5 часа.
