Gps Topografic

Vom aborda un subiect ce vizeaza un echipament performant, util și extrem de utilizat în domeniul topografiei: receptorul GNSS sau GPS topografic. Ce este acesta, cum funcționează, ce componente are și ce aplicabilitate practică are? 

CE ESTE UN RECEPTOR GNSS SAU GPS TOPOGRAFIC?

GNSS este acronimul de la Global Navigation Satellite System.

Acesta este un termen generic care se referă la orice sistem care folosește sateliți artificiali pentru a transmite semnale radio către receptoare pe Pământ, care pot calcula poziția lor geografică cu o precizie mare. Există mai multe sisteme GNSS în funcțiune sau în curs de dezvoltare, cum ar fi GPS (Sistemul de Poziționare Globală) al SUA, GLONASS (Sistemul Global de Navigație prin Satelit) al Rusiei, Galileo (Sistemul European de Navigație prin Satelit) al Uniunii Europene, BeiDou (Sistemul Chinez de Navigație prin Satelit) al Chinei sau IRNSS (Sistemul Indian Regional de Navigație prin Satelit) al Indiei.

Un receptor GNSS este un dispozitiv electronic care poate recepționa și decoda semnalele radio emise de sateliții GNSS și poate determina coordonatele sale geografice (latitudine, longitudine și altitudine), viteza și direcția de deplasare, ora exactă și alte informații utile. Un receptor GNSS sau GPS topografic poate fi integrat în alte dispozitive, cum ar fi telefoane mobile, tablete, ceasuri inteligente, camere foto sau video, drone, autovehicule sau avioane, sau poate fi un echipament independent, specializat pentru anumite aplicații.

MOD DE UTILIZARE RECEPTOR GNSS

Acesta se utilizează în primul rând pentru a măsura poziția unui punct pe suprafața Pământului.

Pentru aceasta, receptorul trebuie să capteze semnalele a cel puțin patru sateliți GNSS vizibili pe cer. Fiecare satelit transmite un cod unic și ora exactă la care a fost emis semnalul. Receptorul compară ora la care a primit semnalul cu ora la care a fost emis și calculează distanța față de fiecare satelit. Apoi, folosind principiul triangulației, receptorul determină poziția sa pe baza intersecției celor patru sfere cu raza egală cu distanțele calculate.

Pentru a obține o precizie mai mare a poziției, se pot folosi mai multe metode de corecție a erorilor cauzate de factori cum ar fi atmosfera, ionosfera, multipath (reflecția semnalului de la suprafețe), interferențe electromagnetice sau erori ale ceasurilor sateliților sau ale receptorului. Unele dintre aceste metode sunt:

METODE DE MASURARE 

– Metoda Diferențiala: constă în folosirea unui receptor fix (stație de bază), amplasat într-un punct cunoscut cu precizie, care transmite corecțiile calculate față de poziția reală către un alt receptor mobil (stație rover), care le aplică pentru a îmbunătăți poziția sa.

– RTK (Real Time Kinematic): este o metodă diferentială care folosește semnalele de fază ale purtătoarelor radio pentru a calcula corecțiile cu o precizie subcentimetrică. Necesită o conexiune radio sau internet între stațiile de bază și rover.

– PPP (Precise Point Positioning): este o metodă care folosește corecțiile transmise de rețele globale de stații de referință, care monitorizează erorile sistemului GNSS și le transmit prin sateliți geostaționari sau prin internet. Nu necesită o stație de bază locală, dar are nevoie de un timp mai lung de convergență pentru a obține o precizie care poate fi chiar subcentimetrică.

– GNSS-based relative ranging: Această metodă se traduce GNSS bazat pe distanță relativă. Un receptor GNSS se poate utiliza și pentru a măsura distanța și unghiul dintre două puncte, folosind două receptoare sincronizate care comunică între ele. Metoda de masurare poate fi folosită pentru aplicații cum ar fi urmărirea mișcării plăcilor tectonice, monitorizarea structurilor, controlul mașinilor sau roboților etc.

COMPONENTE ALE UNUI RECEPTOR GNSS

Un receptor GNSS sau GPS topografic este format din următoarele componente principale:

– Antena: este elementul care captează semnalele radio emise de sateliții. Poate fi de diferite forme și dimensiuni, în funcție de frecvența și polarizarea semnalului, de câmpul de vedere al antenei și de gradul de izolare față de zgomotul electromagnetic. Antena trebuie să fie amplasată într-un loc cât mai liber de obstacole, cum ar fi: clădiri, copaci sau dealuri, care pot bloca sau reflecta semnalul.

– Amplificator: este circuitul care amplifică semnalul captat de antenă pentru a-l face mai ușor de procesat. De obicei, amplificatorul este integrat în antenă sau în apropierea acesteia, pentru a reduce pierderile de semnal.

– Filtru: este circuitul care elimină semnalele nedorite sau parazite care pot interfera cu semnalul GNSS. De exemplu, un filtru poate elimina semnalele provenite de la alte sisteme radio, cum ar fi telefonie mobilă, radio sau televiziune.

– Mixer: este circuitul care convertește semnalul GNSS la o frecvență mai mică, mai ușor de procesat. Acest proces se numește conversie descendentă (downconversion) și implică folosirea unui oscilator local care generează o frecvență fixă, care se combină cu semnalul GNSS printr-o operație matematică numită mixare (mixing).

– Analog-to-digital converter (ADC): este circuitul care transformă semnalul analogic rezultat din conversia descendentă într-un semnal digital, format din biți (0 și 1). Acest proces se numește eșantionare (sampling) și implică măsurarea amplitudinii semnalului analogic la intervale regulate de timp și codificarea valorii sale în biți.

– Digital signal processor (DSP): este circuitul care procesează semnalul digital pentru a extrage informațiile utile din el. Acest proces implică mai multe etape, cum ar fi:

– Achiziția: constă în identificarea sateliților vizibili și a codurilor lor unice.

– Urmărira: constă în menținerea sincronizării cu semnalele sateliților și măsurarea fazei și frecvenței lor.

– Navigația: constă în decodarea mesajelor transmise de sateliți, care conțin informații despre poziția și ora lor exacte, precum și despre parametrii orbitali și erorile sistemului GNSS.

– Poziționarea: constă în calcularea poziției receptorului pe baza informațiilor primite de la sateliți și a metodelor de corecție folosite.

– Interfața cu utilizatorul: este elementul care permite afișarea sau transmiterea datelor calculate de receptor către utilizator sau către alte dispozitive. Poate fi un ecran LCD, un port USB, o conexiune Bluetooth, Wi-Fi sau GSM etc.

APLICABILITATEA RECEPTORULUI GNSS

Topografie și Cartografie: Aici, receptorul GNSS sau GPS-ul topografic este folosit pentru măsurători de precizie la determinarea punctelor caracteristice pentru realizarea de harti, planuri, sau altor documente si servicii specifice

Construcții și Inginerie: Folosit pentru a determina poziționarea exactă a structurilor și pentru monitorizarea mișcărilor structurale.

Agricultură: În agricultura de precizie, receptorii GNSS ajută la determinarea zonei exacte pentru plantare, fertilizare sau irigare.

Navigație Terestră, Maritimă și Aeriană: Vehiculele, navele și aeronavele folosesc receptoare GNSS pentru a determina poziția și direcția de deplasare oriunde pe glob.

Monitorizarea Mediului: Pentru studiul deplasărilor tectonice, erupțiilor vulcanice sau al altor fenomene naturale.

Siguranță și Apărare: Pentru misiuni de supraveghere, coordonarea forțelor pe teren sau ghidarea munițiilor.

Sport și Timp Liber: Dispozitive portabile recptoarele GNSS sunt utilizate în activități precum hiking, geocaching sau navigație.

Sisteme de Transport Inteligente (ITS): Folosite pentru a ajuta la gestionarea traficului și a sistemelor de transport în comun.

PRODUCĂTORI:

Există numeroși producători de echipamente GNSS la nivel global, fiecare cu propria sa gamă de produse și servicii. Printre cei mai renumiți producători se numără:

Trimble: Cu o experiență vastă în domeniu, Trimble produce o gamă largă de receptoare GNSS pentru aplicații diverse, de la agricultură la construcții.

Leica Geosystems: Cunoscută pentru soluțiile sale de înaltă precizie în topografie și geospatial.

Topcon: Ofere soluții integrate pentru agricultură, construcții și topografie.

Sokkia: Companie cunoscută pentru instrumentele sale topografice și soluțiile GNSS.

NovAtel: Este specializată în furnizarea de soluții GNSS / GPS de înaltă precizie.

Hemisphere GNSS: Produce receptoare GNSS sau pentru multiple aplicații, inclusiv agricultură, construcții și hidrografie.

Javad GNSS: Cunoscut pentru soluțiile sale inovatoare în domeniul GNSS / GPS.

Septentrio: Oferă soluții GNSS / GPS pentru aplicații industriale, geospatiale și de cercetare.

Spectra Geospatial: Produce o gamă variată de echipamente topografice, inclusiv receptoare GNSS sau GPS topografic.

În încheiere, receptorul GNSS sau GPS-ul topografic reprezintă o unealtă esențială în multe domenii, oferind soluții precise pentru determinarea poziției. Odata cu evoluția tehnologiei și creșterea aplicațiilor, importanța acestui instrument va continua să crească în viitor.

SURSE:

: Precise point positioning: current state, challenges and opportunities, scris de Y. Gao și publicat în 2017 în revista Journal of Geodesy. 

: Receptor GPS GNSS Cel mai bun GPS RTK – ro.geoequips.com. (n.d.). Retrieved October 6, 2023, from http://ro.geoequips.com/topographic-surveying-instruments/gnss-rtk-system/bluetooth-gnss-receiver-best-rtk-gps.html

 

: What is GNSS? | EU Agency for the Space Programme. (n.d.). Retrieved October 6, 2023, from https://www.euspa.europa.eu/european-space/eu-space-programme/what-gnss

 

: Global Positioning System – Wikipedia. (n.d.). Retrieved October 6, 2023, from https://ro.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System

 

: GNSS software-defined receiver – Wikipedia. (n.d.). Retrieved October 6, 2023, from https://en.wikipedia.org/wiki/GNSS_software-defined_receiver

 

 

Articol scris de mapdesign.ro. Ne puteti urmari pe Linkedin si Facebook.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Receptorul GNSS (GPS Topografic): O prezentare generală
Topografie, Cadastru, Fotogrametrie, Asistenta Topografica
Close Search Window