Žebříček nejlepších GNSS přijímačů pro rok 2022

Přijímače Global Navigation Satellite Systems (GNSS) jsou speciální zařízení, která jsou navržena pro příjem signálů z globálních polohovacích systémů QZZ, COMPASS, GPS, GLONASS a také korekčních systémů SBAS. Tato satelitní zařízení se nacházejí na různých drahách, které obklopují naši planetu nebo nad jejími určitými územími. Přijímače (jsou to také satelitní přijímače), které mají schopnost pracovat s více systémy najednou, se nazývají multisystémové.

Tato zařízení jsou používána lidmi k určení přesných souřadnic na zemi a nejen (umístění v blízkém prostoru Země je možné).Navíc jsou schopny měřit přesný čas a různé parametry při pohybu objektů (například směr a rychlost). Metodou, kterou se určování polohy provádí, je vypočítat vzdálenost mezi satelitem a anténou GNSS přijímače.

Pokud je tedy známa poloha několika satelitů, pak pomocí triangulační metody je možné určit polohu požadovaného objektu s vysokou přesností pomocí jednoduchých geometrických výpočtů.

Družice samy vysílají digitální signál obsahující efemeridy (tj. informace o oběžné dráze satelitu, ze kterého je vysílání uskutečňováno) a společný almanach (tj. informace o poloze všech satelitů v používaném systému), jakož i aktualizovaný čas. . K přenosu informací dochází na speciálních frekvencích, které jsou přiděleny pro satelitní přenos. Zpravidla se jedná o rozsahy od 1100 do 1600 MHz.

Moderní využití satelitních přístrojů posunulo geodetické vybavení na zcela novou úroveň – nyní se s jeho pomocí stalo snadno řešitelné problémy, které jsou nezbytné nejen pro stavebnictví, ale i pro další oblasti lidské činnosti. Toto odvětví vysoce přesného průmyslu se rozvíjí mílovými kroky, neustále se objevují různá vylepšení, takže výběr správného GNSS přijímače může být velmi obtížný, kvůli jednoduché nemožnosti permanentně sledovat nové položky. Navíc je obtížné určit parametry přijímače, které bude uživatel určitě potřebovat.

Některé vlastnosti fungování přijímačů

GNSS přijímače jsou schopny nejen určit polohu jak na zemi, tak ve vzduchu, ale dokážou měřit i vlastnosti objektů, bez ohledu na to, zda jsou ve statické poloze nebo se pohybují. Podstatou výpočtu je kontinuální měření vzdálenosti mezi družicí a sledovacím objektem. Každým rokem se chyba takových výpočtů neustále snižuje a v souladu s tím se zpřesňuje určení souřadnic sledovacího objektu. V tuto chvíli je přesnost již několik metrů.

Složení satelitní GNSS soupravy

Přijímače se zpravidla neprodávají jednotlivě, ale jsou dodávány jako sada. Standardní sada takového vybavení se skládá z:

• dva satelitní přijímače;
• Polní ovladač s nainstalovaným softwarem;
• Satelitní parabola typu GNSS;
• Vysílací zařízení (modem).

Současné technologie již dosáhly takového stupně rozvoje, že všechnu výše uvedenou sadu lze obsáhnout v jednom zařízení. Hlavní náplní těchto monobloků jsou katastrální a geodetické práce.Existují zařízení, ve kterých je ovladač umístěn samostatně a taková zařízení se nazývají "handheldy". Je velmi snadné aktualizovat operační systém a ovládat v nich programy.

DŮLEŽITÉ! Stojí za to odlišit GNSS přijímače od turistických GPS přijímačů. První jsou vysoce přesná průmyslová zařízení a jsou navržena pro použití v přesně definovaných oblastech. Ty druhé jsou potřebné pro cestování a turistiku a mají mnohem menší funkčnost.

Moderní potřeba nástrojů GNSS

Přijímače pro geodetické práce se dělí na jedno- a dvousystémové a také jedno- a dvoufrekvenční. Téměř všechny moderní modely mají schopnost zohlednit diferenciální korekce pro provádění navigačních úkolů. Při použití nejnovějšího softwaru je možné předem naplánovat geodetické zaměření, uložit a přenést přijatá data na externí zařízení (počítač), provést primární zpracování nasbíraných informací a vytvořit digitální mapu prostoru.

Aplikace pro zařízení GNSS

Takové geodetické systémy jsou široce používány v počátečních fázích výstavby budov a staveb, jakož i pro průzkum pozemků a jejich propojení s geografickými objekty. Hlavní výhodou použití těchto zařízení je jejich extrémně rychlá doba provozu, která umožňuje téměř okamžitě přenést přijaté souřadnice ke zpracování. Koordinace GNSS mimo jiné umožní nejen správně postavit dům, ale také přesně položit různé komunikace: od zásobování vodou až po elektrickou síť elektrického vedení.

V důsledku toho lze prioritní oblasti nazvat:

• Udržování geodetických vazeb na všech úrovních – od globálního až po klasické natáčení;
• Studium přírodních jevů vyskytujících se na zemském povrchu (pohyb hornin a ledovců, seismická aktivita a vulkanismus atd.);
• Doprovodné pokládání potrubí, různé stavební etapy, jakož i řešení mnoha inženýrských a aplikačních problémů;
• Pomoc při hospodaření s půdou a přidělování půdy;
• Organizace nivelačních manipulací;
• Stanovení jednotného časového měřítka ve vysoce přesném režimu;
• Řešení problémů z oblasti geoinformatiky a kartografie.

Základní metody provádění GNSS průzkumu pomocí přijímačů

Tradiční metoda je statistické zjišťování, které je optimálně kombinováno se všemi aktuálními velikostmi základen. K tomu je nutné nainstalovat dvě antény do určených kontrolních bodů, ty zpracují celé množství příchozích dat. Přijímače budou zase sledovat satelity a zaznamenávat relativně podobné parametry. Pro tuto metodu je možné použít metodu „fast statics“ - do skriptu dat přijatých uživatelem je vložena malá chyba, ale všechny potřebné informace lze shromáždit do 15 minut.

Kinematický metoda spočívá v rychlém sledování několika bodů najednou, ale v tomto případě je nutné se před zahájením inicializačního procesu ujistit, že zařízení je v požadovaném bodě (zhruba řečeno do příštího okamžiku příjmu satelitního signálu) . Pokud to nestihnete, bude muset celá procedura začít znovu. Tento způsob je žádoucí aplikovat na relativně velkých plochách, kdy je možné rychle dojet k dalšímu bodu například autem.

Také kinematickou metodu lze použít na extrémně malých plochách s využitím principu „stop-go“.V tomto případě by vzdálenost mezi body měla být minimální a hlavní věc je, že v oblasti nejsou žádné předměty, které by mohly rušit průchod satelitního signálu (výškové budovy, elektrické vedení atd.).

Mimo jiné je možné určování polohy v reálném čase: spojení mezi přijímačem a satelitem je prakticky nepřerušené. Tato metoda však bude vyžadovat vysoké náklady na energii, které baterie GNSS přijímače nemusí unést. Obvykle jsou taková řešení používána katastrálními inženýry nebo topografy.

Správný výběr umístění základního přijímače

Pro úspěšné natáčení je rozhodující umístění. Při provádění post-processingu nebo průzkumů v reálném čase s jednofrekvenčním nebo dvoufrekvenčním přijímačem nezapomeňte, že poloha roveru (pohyblivé antény) bude neustále vztažena k poloze základny. Jakákoli chyba při určování souřadnic základny pohybující se anténou nevyhnutelně povede ke zkreslení souřadnic samotného roveru.

Musí být tedy splněny dvě podmínky:

• Spolehlivost příjmu GNSS;
• Známé/neznámé souřadnice samotné základny.

Může existovat i třetí podmínka, kterou je prostředí základny. Základní anténa by měla být instalována co nejvýše, aby na vodorovné rovině nebyly žádné překážky pro příjem signálu a bylo dosaženo maximálního dosahu.

Podmínka č. 1: Příjem GNSS

Je nutné dbát na to, aby byla anténa instalována v místě, kde nejsou překážky pro sledování určité části oblohy ve vertikálním směru (nemluvíme zde o pozemních stínících překážkách umístěných horizontálně).Volný prostor nad základnou umožní sběr dat z maximálního počtu satelitů, které nad ní létají. Takové uspořádání zaručuje příznivý provoz systému jako celku a příjem spolehlivých dat i z družic na geostacionární dráze, nemluvě o nízko letových.

Podmínka č. 2: známé/neznámé umístění základny

U některých metod průzkumu se může stát, že rover nezná přesnou polohu základny. Proto je nutné provést následující opatření: pokud je potřeba dosáhnout centimetrové přesnosti měření, pak by měly být použity přibližné souřadnice v centimetrech, které jsou známé pro oblast, kde je instalována základní anténa. Pokud je to také nemožné, pak by měla být do scénáře měření zahrnuta malá chyba, kterou lze následně eliminovat tím, že zná přesné souřadnice základny.

Proces inicializace

Inicializace je takový postup, během kterého může přijímač v reálném čase (nebo program v post-processingu) zjistit nejednoznačnost celočíselného čísla souřadnic, které je charakteristické pro fázi zpracování nosné. Takové řešení je nezbytnou podmínkou pro to, aby přijímač a jeho software získaly měření s centimetrovou přesností. V souladu s tím je pro ultra-přesné výpočty nutné tento parametr neustále sledovat.

DŮLEŽITÉ! Tento proces by neměl být zaměňován s inicializací přijímače satelitem, kdy je mezi zařízeními navázána primární komunikace. Při primárním spojení je přesnost souřadnic 5-10 metrů.

Hlavní parametry zařízení GNSS, které vyžadují zvýšenou pozornost

Klíčovou roli v provozu přijímače bude hrát:

• Technologie zpracování signálu a počet použitých kanálů.Při práci v obtížných povětrnostních nebo geografických podmínkách bude přesnost získaných měření přímo záviset na stabilitě signálu, a tedy na počtu použitých kanálů. Moderní technologie pro potlačení vnějšího hluku a vícecestný pohyb některých modelů umožňují efektivně pracovat i za nepříznivého počasí na nerovném terénu;
• Výdrž baterie a výkon. Vyplatí se postarat se o přítomnost přídavné baterie pro „hot-swap“ v sadě. Dnešním standardem pro jednu baterii je jeden světelný den v terénu;
• Ochrana zařízení proti prachu a vlhkosti a teplotní režim provozu. Nejdražší a modernizované vzorky mohou pracovat v rozmezí od -40 do +60 stupňů Celsia. Na samotném zařízení musí být uveden stupeň krytí pouzdra podle mezinárodního standardu IP. Například IP67 znamená, že zařízení lze i krátce ponořit do vody a jeho pouzdro je zcela chráněno před prachem;
• Formát dat k odeslání. Pro rover a základní vybavení musí být stejné. Jakékoli nesrovnalosti jsou okamžitě vyloučeny, pokud se jedná o zařízení od stejné společnosti. Pokud jsou výrobci přístrojů různí, pak je možné použít standard RTCM, který je univerzální pro všechny vzorky.

Výběr správného GNSS přijímače při nákupu

I když potenciální kupující není profesionální geodet a dříve se s takovým zařízením nezabýval, následující kritéria vám pomohou udělat správnou volbu co nejvíce:

• Jednoduchost obsluhy a spolehlivost. Jakékoli zařízení tohoto typu by mělo mít jednoduché a intuitivní rozhraní, nemělo by mít příliš mnoho víceúrovňových nabídek a možností.Jednoduše řečeno, princip „plug-and-play“ musí být respektován;
• Možnost připojení přijímače k ​​dalším externím zařízením: od modemu a počítače po chytrý telefon;
• Podporované satelitní konstelace. Zde je třeba se rozhodnout, ve které oblasti má působit déle. Pro Evropu je vhodný Gallileo, pro Rusko a země SNS je lepší použít GLONASS, v globálním měřítku - GPS. Vyplatí se předem vědět, zda je vybraný model vícesystémový – ty jsou většinou dražší;
• Přítomnost digitálního displeje. Přirozeně je lepší, když je v modelu přítomna. Navíc je vhodnější zvolit model s vícepixelovým LCD displejem než s předinstalovanými obrázky. S dobrou nestatickou obrazovkou je práce mnohem jednodušší a příjemnější;
• Výrobce. GNSS přijímače jsou technicky důmyslná zařízení, takže odborníci v geodézii preferují vzorky od západních výrobců. Neobcházejí přitom ani Japonsko - oblíbené jsou především modely od Leica (divize Panasonicu), které se vyznačují zvýšenou přesností.

Žebříček nejlepších GNSS přijímačů pro rok 2022

5. místo: SP ProMark 220

Tento model využívá pokročilou technologii ZED-Blade, která umožňuje rychlejší inicializaci a vyšší přesnost i při prodloužených základních liniích. Přijímač se snaží ze všech konstelací GNSS vytěžit maximum, což znamená vysokou účinnost a přesnost měření i v obtížných podmínkách.

• Používají se inovativní technologie;
• Extrémně demokratická cena;
• Dobrá kompletní sada.

• Funguje pouze se 2 systémy: GLONASS a GPS.

4. místo: kit SOUTH S660

Tento vzorek se extrémně snadno používá, má relativně malou hmotnost a nárazuvzdorný komplex pro všechna zařízení obsažená v sadě. Jedinečný design antény umožňuje ultrapřesná měření ve statickém i v reálném čase. Design zařízení je příkladem ergonomie a ovládací rozhraní je jednoduché a intuitivní. Nejčastěji se používá pro zahradní architekturu.

• Současná hodnota za peníze;
• Ergonomický design;
• Podporuje všechny známé satelitní konstelace (samozřejmě civilní).

• Modem funguje pouze v sítích 2G/3G.

3. místo: SOUTH Galaxy G1 Bundle

Tato jednotka představuje novou generaci přijímačů s malými rozměry a pokročilou funkčností. Přijímač je vybaven automatickým ovládáním úrovní příjmu, což jednoznačně zlepšuje přesnost měření. Součástí konstrukce je také speciální snímač náklonu, který umožňuje eliminovat chyby centrování a automatizuje komunikaci na cestě. Sada získala cenu Surveyor's Best Friend 2015 Reddot Design Award.

• Téměř plně automatizovaný model – v některých případech k měření nemusíte ani stisknout tlačítko;
• Ctěná značka s mezinárodním oceněním;
• Funguje pod kontrolou všech existujících operačních systémů od Microsoftu (kromě 10. verze).

• Nenalezeno (pro svůj segment).

2. místo: LEICA GS18T LTE

Tento model je vybaven speciálním kompenzátorem, který vyhlazuje nepřesnosti v měření při výskytu úhlu náklonu tyče. Není tedy nutné neustálé vyrovnávání zařízení. Je velmi odolný vůči elektromagnetickým vlivům, což umožňuje zajistit stabilní komunikaci se satelitem i v blízkosti elektrického vedení. Pouzdro má zvýšenou úroveň ochrany proti prachu a vlhkosti (IP68). Extrémně nenáročný na povětrnostní podmínky.

• Pracuje se všemi satelitními systémy;
• Není potřeba další kalibrace;
• Data lze ukládat na externí média (až 8 GB).

• Vysoká cena za nekompletní sadu.

1. místo: GPS Leica GR50

Tento přijímač lze nazvat „serverem ze světa zařízení GNSS“. Může fungovat jako stálá pevná stanice i jako referenční (referenční) model. Výjimečná přesnost přístroje umožňuje jeho použití v extrémně přesných oblastech, například při sledování deformací zemského povrchu.Má vlastní software "SmartWorks", zaměřený na plnění speciálních úkolů. Může pracovat s mnoha klientskými rovery.

• Multifunkčnost;
• Vlastní software;
• Podpora velkého počtu roverů;
• Funguje se všemi satelitními systémy.

• Extrémně vysoká cena (k dispozici pouze velkým kupujícím pro použití ve specifických oblastech).

Místo epilogu

Vzhledem k tomu, že popsané zařízení je technicky složité, mělo by být nakupováno pouze od důvěryhodných dodavatelů. Kromě toho odborníci doporučují nakupovat na internetových stránkách, protože tam bude možné ušetřit na rozdílu v maloobchodních cenách. Tato okolnost je nejdůležitější, protože cena zařízení je extrémně vysoká.