Эпоха вездесущих услуг позиционирования
Системы точного позиционирования уже функционируют во многих странах мира, обеспечивая потребителей спутниковыми данными для определения пространственных координат дифференциальным способом. Для примера можно привести Европейскую службу спутникового позиционирования EUPOS (www.eupos.org), Службу спутникового позиционирования геодезического управления Германии SAPOS (www.sapos.de), сеть референцных станций NYSNet штата Нью-Йорк в США (www.nysdot.gov), сеть RTK дифференциальных станций SmartFIX в Новой Зеландии (www.smartfix.co.nz), коммерческую сеть RTK дифференциальных станций Великобритании и Ирландии SmartNET (http://smart-net.leica-geosystems.co.uk).
Созданной инфраструктурой пользуются не только геодезисты, топографы и строители, но и широкий круг специалистов, осуществляющих точную навигацию в различных целях. Большинство систем предоставляют пользователям данные в режиме реального времени, а также информацию и услуги с помощью различных каналов коммуникаций, включая Интернет. Каждый владелец сети спутниковых дифференциальных станций несет ответственность перед пользователями за постоянное функционирование системы, непрерывность и качество предоставляемых данных. Чем больше объем работ, выполняемых сторонними организациями с использованием данных СТП, тем больше и масштабней ответственность владельцев, операторов и администраторов системы. Сбой в работе СТП может привести не только к временным и финансовым потерям пользователей. Потери могут быть гораздо серьезнее, если конечными потребителями услуг пространственного позиционирования являются службы спасения, скорой помощи, пожарной охраны, службы безопасности, мониторинга важных объектов. Поэтому владелец сети спутниковых дифференциальных станций должен осознать всю важность мероприятия, прежде чем начать оказывать услуги точного позиционирования и принимать плату за предоставляемые данные.
Спектр приложений, где применяются системы точного позиционирования постоянно растет и появляются новые области применения технологий высокоточного спутникового позиционирования и СТП:
- Высокоточная навигация транспортных средств (навигация в ограниченных зонах, таких как транспортные коридоры, зоны с автоматизированным взиманием платы, русла рек, морские, речные порты, аэропорты. Адресная доставка грузов, уборка мусора, ремонт и обслуживание дорожного полотна. Навигация беспилотных транспортных средств).
- Сельское хозяйство (точная навигация сельскохозяйственной техники при культивации земли и внесении удобрений).
- Геодезия и картография (производство топографо-геодезических работ, инженерных изысканий, вынос объектов в натуру (земельные участки, сооружения), определение координат пунктов геодезических сетей, обработка аэро- и космических фотоснимков, картографические, картоиздательские работы).
- Кадастровый учет объектов недвижимости (создание и обновление кадастровых планов и карт, межевание земель, определение границ земельных участков и местоположения объектов недвижимости, создание опорно-межевых сетей, оценка и территориально-экономическое зонирование городских земель).
- Промышленное и гражданское строительство (исполнительные съемки подземных и наземных сооружений (в том числе инженерных коммуникаций), разбивка осей зданий, сооружений под строительство).
- Архитектурное и градостроительное проектирование (выполнение инженерных изысканий для строительства, проектных и строительно-монтажных работ для зданий и сооружений, прокладки инженерных коммуникаций, линий электропередач, картирование и уточнение схем расположения подземных тепловых сетей, диагностика состояния теплосетей).
- Мониторинг смещений грунтов и деформаций крупных инженерных сооружений и конструкций (высотных зданий, мостовых сооружений).
- Мониторинг санитарной ситуации в санитарно-защитной зоне промышленных предприятий.
- Коммунальное хозяйство, инвентаризация инженерных сетей.
- Определение точного местоположения транспортных средств в экстренных случаях (умное страхование и процедура оформления документов о дорожно-транспортном происшествии без участия сотрудников уполномоченного органа власти (Европротокол ОСАГО)).
В России также развиваются спутниковых систем точного позиционирования, однако пока они служат сугубо для выполнения геодезических измерений и обеспечения земельно-кадастровых работ. В настоящее время количество сетей дифференциальных станций на основе на территории Российской Федерации более 35, а общее количество постоянно действующих спутниковых дифференциальных станций около 1900. Перечень владельцов СТП и операторы услуг на территории Российской Федерации вы найдете по ссылке.
Формированием наземной инфраструктуры точного позиционирования занимаются различные организации и ведомства. Исторически сложилось, что сети постоянно действующих спутниковых станций развивались силами научно-исследовательских и производственных организаций, работающих в области навигации, сейсмологии, кадастра и геодезии. Однако в настоящее время за развитие СТП беруться региональные органы власти, государственные предприятия и частные организации. Также большой интерес проявляют компании-операторы сотовой связи, рассчитывая предложить разнообразный выбор навигационных услуг массовому потребителю на основе интеграции спутниковых методов и сервисов LBS (Location Based Services). Позиционирование в сотовых сетях предполагает автоматическое определение местоположения устройств мобильной связи в пределах зоны действия сотовых дифференциальных станций. Для данной цели используются три основных параметра радиосигналов: амплитуда в месте приема, направление прихода и время задержки при распространении [10]. По мнению аналитиков, совместное использование LBS и спутниковых технологий определения местоположения придаст импульс развитию массовых услуг навигации и точного позиционирования.
Спутниковые технологии определения пространственного местоположения могут быть интегрированы и дополнены другими методами позиционирования, например, инерциальными. Комбинируя высокоточные спутниковые определения в сетях дифференциальных станций и абсолютные данные гироскопов и акселерометров, можно непрерывно получать трехмерные координаты местоположения и направление движения, даже когда спутниковые сигналы принять невозможно. Определение пространственного местоположения стало возможным не только на открытой местности, но и в местах, где спутниковые сигналы недоступны: в помещениях, метро и тоннелях. Так что, несмотря на финансовую нестабильность и возникающие кризисы, мы уже находимся в новой эпохе развития вездесущих услуг навигации и трехмерного позиционирования. Создающиеся сети дифференциальных станций ГНСС уже работают и являются основой наземной инфраструктуры точного позиционирования в масштабах регионов, стран и всей планеты.