Сравнения характеристик GNSS приемников Stonex S8 Plus и Trimble R8

Специальная акция для посетителей нашего сайта! Получи бесплатный промокод на 999 рублей от казино Вулкан

В  компании  Геоинформационный Центр «Зенит» выполнено сравнение 2-х конкретных  GNSS приемников двух производителей:

        Проведенные тесты приборов.  Для сравнения приемников были проведены  исследования следующих характеристик:

• Время инициализации
• Повторное нахождение решения RTK
• Точность в статике
• Точность выноса в натуру
• Высотная составляющая ( превышения между пунктами)
• Рабочий ресурс

GNSS приемник Stonex S8 Plus.  Данный приемник    является   продолжением успешной  линейки  GNSS,  созданной и изготовленной компанией STONEX. Быстрый и точный вынос точек в натуру, сбор 3D точек для расчёта объёмов.  Мультисистемный  (GLONASS, GPS, BEIDOU, GALILEO)  STONEX  S8  Plus работает   стабильно,   обеспечивая    отличный   результат    съёмки.    Новые прошивки   и    обновления  ПО предоставляются бесплатно. Одновременный приём  сигналов со спутников по двум частотам, поправки  с  базы позволяют геодезисту  видеть  точные  данные  позиционирования  на контроллере через Bluetooth.  STONEX  S8  Plus  это готовое полевое решение без проводов: 120 канальная   плата    ГНСС,  и  встроенные  2 Вт   радио  и  GSM  3G  WCDMA модемы последнего поколения.

Рис.1 GNSS приемник Stonex S8 Plus

Созданный   в   Европе   приёмник   имеет   алюминиевую   крышку снизу для обеспечения    равномерного   теплообмена   во   время   работы   встроенного радиомодема,   тем  самым обеспечивая устойчивую связь. Защита  от пыли и влаги    IP67    обеспечивает  надёжную  работу в сложных полевых условиях.
            STONEX CUBE  –  профессиональное прикладное ПО, специально созданное разработчиками  STONEX,  имеет  свежий  и  удобный интерфейс для работы с  большим   потоком   данных   в   интересах   пользователей.      STONEX S8 Plus     имеет    мощные     встроенные    приёмопередающие   УКВ   модем   с настраиваемой    мощностью   1-2 Вт,   а   также   GSM  модем, работающий в режимах   прямого дозвона (CSD), GPRS соединения, а также в сетях базовых станций.    Это  позволяет   работать   во   всех   возможных   RТК режимах. В приёмниках   STONEX    S8N   Plus   УКВ  модем опционален.  Совместимость приёмников  STONEX  S8  Plus  с  S9III  Plus,   S9III   позволяет  использовать S8    как   в   качестве  базы,   ак и ровера, подключаясь к приёмникам  других производителей.[7]

Контроллер для работы с приемником - Stonex S4 Series (Рис. 4). Работает на платформе Windows Mobile. Программное обеспечение для работы с приемником – SurvCE.

Рис. 2 Контроллер Stonex S4 Series

Таблица 1.

 Характеристики, заявленные производителем (Stonex)

Время инициализации. Время    инициализации   –   время,  которое   приемник  затрачивает   с момента  запуска  до  установления  связи  со  спутниками   и   начала  записи данных,    в    случае   измерений    в   режиме  статика,  или   до   нахождения приемником фиксированного  решения в режиме RTK.

Таблица 2.

Результаты теста на время инициализации

Как    мы    видим    из    табл.2 ,   в    среднем   оба    приемника     выполняли   инициализацию    менее 60 секунд, как и заявлено производителями.

 Повторное нахождение решения RTK. Повторное  нахождение  фиксированного  решения  RTK  после прохождения под кроной дерева или мостом очень важно, т.к. каждая секунда, потраченная на  ожидание  важна  при  проведении  полевых  работ. Время для повторного нахождения  фиксированного решения зависит от различных факторов, среди которых   количество наблюдаемых спутников, геометрия их расположения и расстояние   между   базой   и  ровером.   Для   теста   времени   на  повторное нахождение  решения,  все  роверы  были  установлены  в 1,5 м друг от друга, базы  сохранили такую же конфигурацию, как в тесте на расстояние. Среднее удаление  ровера  от  базы  составляло  порядка 25 м. С такой конфигурацией каждая  антенна  GPS  приемника  была  по очереди экранирована с помощью жестяной  фольги.  Как только ровер обнаруживал потерю RTK, а количество наблюдаемых  спутников  становилось  стабильно  малым, фольга убиралась. Время    между   удалением   фольги   и   моментом,   когда  ровер  сообщал  о найденном  решении  RTK,  было определено как время инициализации. Тест выполнялся  трижды  для  каждого ровера с коротким перерывом в несколько минут.

Таблица 3.

Тест на повторное нахождение решения RTK

Тест показал, что в среднем приемники затрачивают на повторное нахождение решения RTK  около 15 секунд. Такое результат вполне приемлим, т.к. скорее всего геодезист будет идти до следующего пункта многим дольше 15 секунд, и приемник успеет найти фиксированное решение вовремя.

Точность в статике. Измерения   в   статическом   режиме  проводились в городе Казань    на улице Дубравная. Обоими приборами проведены наблюдения на четырех точках сессиями по  40 минут. Обработка полученных данных выполнялась в программном обеспечении Topcon Tools, относительно двух базовых станций:

1. ZENIT  –  базовая станция ГЦ «Зенит» ;
2. KZN2 – базовая станция кафедры астрономии и космической геодезии.

Рис.3 Обработка измеренных точек в программном обеспечении Topcon Tools.

Из обработки получены следующие характеристики точности:       

Таблица 4

           Среднеквадратические ошибки (СКО) полученные из обработки

Учитывая максимальное расстояние до базовой станции KZN2 равное примерно 8 км, СКО измерений согласно формуле (1) не должны превышать 9 мм в плане и 13 мм по высоте.

Как видно из таблицы 4,  СКО измерений лежат в допустимых пределах, следовательно, характеристики заявленные производителями обоих приемников  подтверждены.

Результаты сравнения координат, полученные двумя приемниками:

Таблица 5

Разница координат, полученных двумя приемниками

Из таблицы 6 видно, что координаты расходятся в пределах всего 1см.

Точность выноса в натуру. Для проведения данного теста в приемники были экспортированы координаты пунктов, полученные из обработки результатов статической съемки. В режиме RTK произведен вынос точек в натуру. Получены следующие результаты :

Таблица 6

Результаты выноса точек в натуру

Учитывая максимальное расстояние до базовой станции KZN2 равное примерно 8 км, отклонения измерений согласно формуле (1) не должны превышать 14 мм.

Как видно из таблицы 7,  отклонения измерений лежат в допустимых пределах, следовательно, характеристики заявленные производителями обоих приемников  подтверждены.

Высотная составляющая. В данном тесте сравнивались превышения между точками, полученные при помощи нивелира Trimble DiNi 0.3, с превышениями, полученными из статических GNSS наблюдений.

Получены следующие результаты:

Таблица 7

Превышения, нивелир Trimble DiNi 0.3 – приемник Trimble R8

Таблица 8

Превышения, нивелир Trimble DiNi 0.3  – приемник Stonex S8

Из таблиц 7 и 8 видим, что разность «нивелир – приемник» находится в пределах  ±10 см, что вполне неплохо, ведь измерения проводились в довольно сложных для GNSS наблюдений условиях (рядом с высотными зданиями, линиями электропередач).

Рабочий ресурс. Рабочий ресурс – очень важная характеристика для GNSS приемника, т.к. полевые геодезические работы часто занимают много времени. Быстрая разрядка батареи, ее замена, установка на зарядку будут сильно тормозить геодезиста.

Исследуемые приемники уверенно прошли тест на рабочий ресурс. Одной полностью заряженной батареи хватило, чтобы провести измерения в статике в течение примерно 5 часов, и более того осталось около 30% заряда. То есть  заявленные 7 – 7.5 часов в режиме «статика» оба приемника выдерживают железно.  Но стоит заметить, что измерения проводились при температуре      28°С. Скорее всего при отрицательных температурах рабочий ресурс несколько уменьшится, т.к. на морозе аккумуляторы разряжаются быстрее. Поэтому при низких температурах лучше использовать внешний источник питания с большим ресурсом.