Геодезический GPS приемник, что это. На сегодня трудно найти специалиста в области геодезии, землеустройства, строительства, который так или иначе не знал и не соприкасался с такими геодезическими приборами. Так прочно оно вошло в обыденную работу инженера-геодезиста. GPS системы позволяют в кротчайшие сроки, с меньшими усилиями и с высокой степенью надёжности получить координаты и высоты объектов, и что немаловажно в любое время суток, в нужной точке, независимо от климатических условий. И по сему GNSS приемник, так пользуется всё возрастающей популярностью у современных специалистов.

Космической составляющей любой спутниковой навигационной системы будь это "GPS" или "ГЛОНАСС" является орбитальная группировка спутников, которые постоянно излучают навигационные сигналы для наземного GPS и (ГЛОНАСС) оборудования. GPS приемник геодезический входит наземный сегмент системы, который состоит из аппаратуры потребителя, контролирующих станций и станции управления, которые в конечном итоге обеспечивают надежную работу геодезического спутникового оборудования. Между спутниками и станциями с определённой периодичностью осуществляется постоянная связь, определение разного рода поправок и трансляция обработанных данных на главную станцию управления. А со станции управления осуществляться "загрузка" навигационного сообщения, состоящего из предварительно вычисленных эфемерид каждого спутника, поправок часов для спутников и других важных составляющих, которые с определённой цикличностью, поступают на спутники в виде навигационных сообщений. Все это обеспечивает надежную работу GNSS приемников. На сегодня на территории России работают две (навигационные) системы GPS и ГЛОНАСС. Прилагаются усилия европейских стран по запуску навигационной системы Galilleo. Выведен на орбиту очередной спутник китайской системы Beidou, но работа этих навигационных систем, ближайшее будущее.

GPS ГЛОНАСС оборудование

Огромным импульсом развития GPS ГЛОНАСС оборудования послужило отключение особого режима ограниченного доступа (SA – Selective Availability) в передаваемых навигационных данных со спутника, что позволило определять местоположение объекта с высокой точностью и на всей территории земной поверхности. На российском рынке геодезических приборов представлено современное GPS оборудование основных мировых производителей (Topcon, Trimble, Sokkia, Leica, Magellan). Геодезические GNSS приемники бывают следующих модификаций: одночастотные, двухчастотные и многочастотные, в зависимости от сложности, объёма выполняемых работ и финансовых возможностей у потребителя есть возможность приобрести оборудование любой нужной конфигурации.

Одно из требований, предъявляемое временем к GPS оборудованию - это возможность использования различных навигационных систем, которые действуют сейчас: GPS, ГЛОНАСС и перспективные Galilleo. Современный геодезический GPS приемник– прибор многочастотный, использующий несколько каналов GNSS как правило с радиомодем и возможностью использования режима RTK. Передовые методики приема сигналов со спутников позволят принимать усовершенствованные GPS сигналы L2C и L5 и сигналы ГЛОНАСС. Усовершенствованные сигналы L2C и L5 будут оперативно отслеживаться и приниматься, что соответственно улучшит получение антеннами GNSS качественных результатов в условиях ограниченного приема сигналов GNSS.

Двухчастотный GNSS-приемник с вышеперечисленными параметрами гарантируют пользователям высокую производительность и что немаловажно точность выполняемых работ, позволяют получать координаты с точностью от метра до нескольких миллиметров.

Все методы получения точных пространственных координат с применением GPS оборудования связаны с технологией закрепления и определения на местности базовой станции, а "роверные" геодезические GPS приемники предназначены для определения координат неизвестных точек. В зависимости от заданной точности, сроков работ, программного обеспечения применяются методы: режим статики, режим кинематики, режим кинематики в реальном времени "RTK".

В мире очень широко применяются постоянно действующие базовые станции (ПДБС), т. е. стационарно установленные GPS-антенны и постоянно устанавливающий свои координаты GPS системы. А сеть ПДБС позволяет значительно упростить задачи, решаемые геодезистами. В России данные методы тоже нашли применение.

Особую роль при получении координат с применением геодезического спутникового оборудования играет программное обеспечение. Программа для "скачки" снабжает всем необходимым для определения, импорта и экспорта данных измерений, полученных ГЛОНАСС. Обработка и последующий анализ данных исполняется, как правило, другой программой, при этом возможность объединения различных измерений и их совместная последующая обработка значительно расширяют границы применения GPS систем при выполнении геодезических работ.

Геодезические приемники используются при развитии высокоточных сетей, планово-высотных съёмочных сетей, на открытой местности производство крупномасштабной съёмки, межевании земель, наблюдении за деформациями поверхности земной коры.

Значительно упростить работу по выносу в натуру линейно протяжённых и площадных объектов позволяют GPS-приемники для режима RTK, так на сегодня RTK - режим - единственный способ в реальном времени получить координаты точек на местности с уровнем точности до сантиметра.

Подводя итоги, можно с уверенностью отметить, что современные геодезические приёмники GLONASS и GPS приемники при выполнении широкого круга задач, могут заменить собой тахеометр, нивелир, теодолит и другие геодезические приборы. И при этом GPS оборудование

может использоваться на штативе, металлической вехе, а сам прибор имеет малый вес, компактный и всепогодный.

Выбрать и купить геодезический приёмник в Москве вы можете в магазине или на сайте РУСГЕОКОМ. Мы также осуществляем доставку в другие регионы

В геодезии ГНСС приемники играют немаловажную роль. Для определения координат базиса на объекте нужно сделать тахеометрический ход от известного пункта. Известный пункт (пирамида, сигнал) может конечно находится прямо на объекте, но обычно он находится на каком-то удаленном расстоянии (1 км, 5 км, 10 км и более). Имея комплект GNSS приемников, вы минуя прокладку хода и сэкономив много времени определите координаты базиса.

Существуют три основных метода определения координат спутниковым оборудованием:

• Статический или статика. Один приемник устанавливается на известную точку (базовый приемник, или базовая станция, или база), второй на определяемую (роверный приемник или ровер). Собираем данные в течении 15-20 минут, далее перекачиваем данные в компьютер, в специальной программе делаем обработку и получаем координаты. Это наиболее точный метод, но и наиболее долгий. Стандартный комплект состоит из двух GNSS приемников и программы обработки.
• Кинематика или Stop&Go. Один приемник на известной точке, другой на определяемой. На первой точке стоим те же 15-20 минут (инициализация), а на второй и последующих точках 5-15 секунд. Далее перекачка и постобработка. Этот метод в разы быстрее статики. Но, как правило точность ниже раза в два, чем у статики и есть одна особенность. Между измерениями первой и последней точки сигнал со спутника не должен прерываться. Если при переходе от точки к точке, пропал сигнал со спутников, то нужно снова сделать инициализацию (отстоять 15-20 минут). Стандартный комплект состоит из двух GNSS приемников, контроллера и ПО.

Статика и Кинематика - это два режима, требующих обработки полученных данных на компьютере или постобработки. Соответственно, при покупке комплекта для статики или кинематики требуется специальное программное обеспечение. У каждой фирмы производителя программа своя и, как правило, она понимает форматы родных GPS приемников. Но существует международный формат Rinex, который понимают все программы без исключения. И у всех производителей есть бесплатные утилиты для конвертирования своих данных в формат Rinex.

• Режим реального времени или RTK. Этот режим позволяет получить координаты с высокой точностью непосредственно в поле в реальном времени. Как же найти координаты точки, если нужны данные с обоих приемников одновременно? Это достигается наличием связи между базой и ровером. Здесь режим RTK подразделяется на:
• Радио RTK. База установлена на известной точке и передает свои данные (поправку) на порт, к которому подключен радио модем, который в свою очередь вещает поправку в эфир. На ровере тоже есть радио модем, работающий на прием. Вся информация сливается в контроллер, где вы и видите искомые координаты. У этого метода наиболее быстрое соединение с базой, но для того, чтобы использовать радио частоту (410-470 МГц), нужно получать разрешение в радиочастотном центре. Также, удаление от базы зависит от распространение радио сигнал, а это как правило до 10 км, если антенна будет установлена на земле рядом с базой.
• GSM RTK. В этом случае на базе и на ровере есть GSM модемы. Приобретаются две сим карты, устанавливаются в модемах. Далее ровер звонит базе, та отвечает. Связь налажена, поправка пошла. Обязательно наличие GSM сети, а она не всегда бывает в районе работ.
• GPRS RTK. Здесь база установлена на известной точке и подключена к интернету с постоянным IP адресом. Ровер через модем выходит в интернет, подключается к указанному IP адресу и порту базы и получает поправку. Обязательно наличие GPRS сети. Хорошо работает там, где есть сеть 3G. Часто приобретают роверный комплект (GNSS приемник и контроллер) для работы с постоянно действующими (референцными) базовыми станциями.

Как выбрать геодезические GNSS приемники?

Сейчас на рынке геодезического оборудования большой выбор спутниковых приемников. Можно классифицировать их в первую очередь на одночастотный и двухчастотный. Одночастотные приемники - рекомендованное удаление ровера от базы до 10 км, при благоприятных условиях можно получить удовлетворительные данные до 20 км. Двухчастотные приемники - рекомендовано работать на удалении до 50 км, можно получить приемлемый результат до 100 км и даже больше. Также есть приемники, которые работают только с сигналами GPS. А есть системы, способные принимать сигналы спутниковых систем GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou и других. Для определения координат точки в статике необходимо минимум 4 спутника над головой. В режиме RTK их должно быть около 7. Если вы работаете в городе, с высокой застройкой, на карьере, в местах с высокой залесённостью, то большая часть неба будет закрыта и приемники увидит немного спутников. Поэтому, чем больше систем, GNSS приемник может использовать, тем больше шансов на успешные определения координат.

Выбрать и купить GPS/ГЛОНАСС приемники в Москве

Витрина нашего магазина имеет множество GNSS приемников. Наши специалисты помогут выбрать модель приемника, определиться с комплектацией, подходящей для ваших потребностей, проведут обучение (пуско-наладочные работы), настроят программное обеспечение, посодействуют в создании системы координат и ответят на все ваши вопросы. GNSS приемники в связке с тахеометром являются стандартным обязательным комплектом современной геодезической конторы.

Важной частью любой системы мониторинга транспорта являются навигационные приемники. В нашем оборудовании с 2005 года это были приемники сигналов GPS, но с 2009 года постепенно на нашем рынке стали появляться и трекеры с ГЛОНАСС/GPS приемниками, предназначенные для госзаказа.

Эти ГЛОНАСС-приемники работали хуже, а стоили гораздо дороже GPS-аналогов. Но за последние годы производители ГЛОНАСС-чипов выпустили несколько поколений своих продуктов.

Новые ГЛОНАСС-чипы все больше приближались к нормальным GPS приемникам по основным ТТХ: точности, чувствительности, времени старта, габаритам, энергопотреблению и даже цене.

В тест обзоре участвуют:

1. НАВИС NV08C
2. MStar MGGS2217
3. Quectel L16
4. Telit SL869
5. Ublox LEA-6N

Сравните сами:

Плата с ГЛОНАСС/GPS приемником ГЕОС -1М (2011 год)

Плата с ГЛОНАСС/GPS приемником Telit SL869 (2012 год)

На фотографии выше вокруг приемника видны контактные площадки под приемник предыдущего поколения.

В начале 2012 года сразу несколько производителей предложили новые ГЛОНАСС/GPS чипы по цене, сравнимой с GPS. Подсчитав экономию от уменьшения видов выпускаемой продукции, стало очевидно, что выгоднее отказаться от выпуска GPS трекеров, предлагая и коммерческим заказчикам ГЛОНАСС/GPS по цене GPS решения. Но это было бы возможным, только если новые ГЛОНАСС приемники и по качеству сравнялись бы с GPS. Это и предстояло выяснить нашим разработчикам в ходе масштабного тестирования и сравнения.

Небольшое отступление № 1:

По количеству работающих спутников, ГЛОНАСС уже достиг минимально необходимого количества (24 штуки). Кроме того, использование сразу двух систем навигации теоретически позволяет повысить вероятность определения позиции в условиях ограниченного обзора неба. Однако наш предыдущий опыт работы с различными ГЛОНАСС/GPS приемниками даже в совмещенном режиме говорил о серьезном проигрывании «чистому» GPS.

Наша методика тестирования приемников:
Есть вполне конкретные показатели качества и надежности решения навигационной задачи, такие как среднее время холодного и теплого старта, среднеквадратичное отклонение ошибки определения координат (в метрах) и еще множество важных характеристик. Мы конечно смотрим на эти характеристики в даташитах, но за 7 лет работы в этой отрасли мы выработали главный способ определения качества приемника – реальная длительная эксплуатация в составе модуля мониторинга, установленного в реальном автомобиле.

Оцениваем это качество очень субъективно, внимательно просматривая трек на карте и пытаясь найти какие-то отклонения и странные участки. Если они попадаются даже в режиме обкатки, вопросы от клиентов будут неизбежны. По итогам сравнения, мы присвоили субъективные оценки каждому приемнику по десятибальной шкале.

Вот так выглядит нормальный трек (GPS приемник u-blox NEO 6, 2011 год):

А так выглядит не нормальный трек (ГЛОНАСС/GPS приемник Ижевского радиозавода МНП-М7, 2011 год):

Тестирование проводилось на личных и корпоративных легковых автомобилях пяти сотрудников на протяжении примерно недели.

На каждом автомобиле одновременно было установлено от 2-х до 6-ти терминалов с разными приемниками. ГЛОНАСС/GPS антенны были расположены в салоне в одинаковых условиях. Питание всех терминалов также обеспечивалось из одной точки, чтобы сравнение было максимально корректным. Пробег каждого автомобиля за время теста составил от 50 до 350 км, при этом специально выбирались сложные для навигации места: дворы-колодцы, эстакады, плотная городская застройка.

Небольшое отступление № 2:

Почти весь функционал навигационного приёмника и почти все его характеристики определяются тем, какой процессор (или чип) установлен у него внутри. Существует не так много производителей ГЛОНАСС-чипов: MTK, Mstar, ST, Qualcomm, U-blox и ещё ряд других, в том числе и отечественных (Навис, ИРЗ, Геостар Навигация). Техническое развитие в отрасли производства навигационных приёмников, чипов и модулей на текущий момент дошло до того, что эти чипы уже практически не требуют обвязки. В результате выпустить «свой» ГЛОНАСС приёмник может практически «любая» компания. Достаточно иметь парочку грамотных инженеров. Найти контрактника, который сможет их произвести, тоже сейчас не проблема. Испортить результаты чипа тоже не сложно,: если инженеры окажутся недостаточно грамотными или производитель сэкономит на внешних компонентах обвязки процессора (входной фильтр, емкости и т.д.). В этих условиях, выбор ГЛОНАСС-приёмника сводится не столько к выбору конкретного решения, сколько к выбору качественного чипа и надёжного производителя. Так, например Fastrax IT600, Qualcom L16, Telit SL869 и НАВИА GL8088s имеют общую платформу от STMicroelectronics – чип STA8088.

Эти факты учитывались при выборе претендентов и проведении тестов.

ГЛОНАСС/GPS приемники, участвовавшие в тесте:

НАВИС NV08C Производитель: Россия Количество каналов: 32 -160 dBm при отслеживании -143 dBm при старте Горячий старт ~3s Теплый старт ~25s Холодный старт ~25s Потребление: 180 mW при сопровождении Примечание:

MStar MGGS2217 Производитель: Китай Количество каналов: 20 (80 для поиска) -161 dBm при отслеживании -144 dBm при старте Горячий старт ~1s Теплый старт ~32s Холодный старт ~34s Потребление: 250 mW при старте 215 mW при сопровождении Количество экземпляров в тесте: 3

Quectel L16 Производитель: Китай Количество каналов: 32 -162 dBm при отслеживании -146 dBm при старте Горячий старт ~2,5s Теплый старт ~24s Холодный старт ~35s Потребление: 363 mW при старте 314 mW при сопровождении Количество экземпляров в тесте: 3

Telit SL869 Производитель: Италия Количество каналов: 32 -162 dBm при отслеживании -146 dBm при старте Горячий старт ~1s Теплый старт ~35s Холодный старт ~35s Потребление: 323 mW при старте 214 mW при сопровождении Количество экземпляров в тесте: 3 Примечание: Показатели указаны для режима ГЛОНАСС/GPS

Ublox LEA-6N Производитель: Швейцария Количество каналов: 50 -158 dBm при отслеживании -138 dBm при старте Горячий старт ~2s Теплый старт ~25s Холодный старт ~36s Потребление: 135 mW при старте 120 mW при сопровождении Количество экземпляров в тесте: 6 Примечание: Не имеет совмещенного ГЛОНАСС/GPS режима, поэтому тестировался в режиме «только ГЛОНАСС» и отдельно от остальных участников.

Начало работы (старт) у всех приеёмников достаточно качественное и быстрое, разрывов при старте отмечено не было. В нескольких случаях был замечен небольшой отскок, который отфильтровывался в диспетчерском ПО.

Один раз U-blox LEA 6N (один из шести) в течении 1,5 минут после старта выдавал координаты со смещением в 40 метров (обведенная линия должна была быть ниже и левее).

При движении в пробках все приёмники показали стабильность. С небольшими и не частыми уводами в сторону:

В целом все приёмники показали очень хороший трек на открытых участках и в условиях движения по городу.

Типовые участки трека:

А вот при работе в сложных условиях результаты уже отличаются:

Наши выводы по приёмникам:

1. У Нависа в целом треки хорошие, особенно при размещении антенны на крыше. Из недостатков можно отметить некое «запаздывание» курса и не лучшее поведение (относит в сторону) в условиях дворов-колодцев.
Оценка 7

2. У MGGS2217 треки также в целом хорошие, лучше чем у Нависа во дворах. Хорошо отрабатывает мелкие манёвры.
Оценка 8
Из недостатков можно отметить периодический «не приём» данных от приёмника терминалом – бывают отсутствия точек при ежесекундной детализации. Причина неизвестна., вВозможно она в терминале, а возможно в питании, поскольку проявлялась только на одном из авто. Количество видимых спутников в среднем от 15 до 18.

3. У Квиктела L16 качество трека лучше чем у Нависа, но немного хуже в прорисовке сложных участков, чем у MGGS2217.
Оценка 7
Количество видимых спутников в среднем от 16 до 20.

4. Приёмник Telit SL869 выполнен на том же чипе что и L16 и имеет аналогичное качество трека. Оценка 7

5. Ublox LEA 6N, не смотря на то что испытывался в режиме ГЛОНАСС, показал лучший трек. Видны все маневры на дороге. Если бы не один глюк при старте, была бы твердая девятка.
Оценка 8

Некоторые примеры:

Запаздывание курса на Нависе

Пробелы в данных MGGS2217 (ежесекундная детализация)

Надеемся, что представленные материалы помогут уважаемым пользователям Хабра. При этом, мы напоминаем, что обзор лишь отражает наши результаты тестирования, и не является истиной в последней инстанции.

Внешний вид.

Видим встроенную антенну, разъем для подключения провода и 6 отверстий дублирующих разъем. Распиновка разъема представлена на следующем рисунке.

Параметры представлены в таблице.

В качестве USB-UART переходника я использовал неисправную arduino nano (у которой сгорел микроконтроллер), а точнее установленную на ней микросхему CH340G. С таким переходником модуль отлично работает как с терминалами, так и со специальной программой для GPS u-center v8.27.

На подоконнике модуль выловил спутники почти сразу, заявленное время холодного старта 26 секунд. При помощи программы u-center можно просмотреть всю информацию, полученную от GPS-приемника. На следующем изображении видно, что приемник использует одновременно и GPS и ГЛОНАСС спутники.

Так же можно посмотреть, где находятся спутники, и какие из них используются.

Так же в программе u-center можно просмотреть все данные, которые приходят от GPS-приемника. Данные приходят один раз в секунду, и за секунду приходит вот такой поток данных

$GNRMC,133028.00,A,5217.37114,N,05629.32522,E,0.173,171217,A*6E

$GNVTG,T,M,0.173,N,0.320,K,A*39

$GNGGA,133028.00,5217.37114,N,05629.32522,E,1,11,1.04,195.4,M,-12.9,M,*6F

$GNGSA,A,3,16,27,23,09,07,26,08,1.63,1.04,1.26*19

$GNGSA,A,3,78,77,86,87,,1.63,1.04,1.26*16

$GPGSV,3,3,10,27,20,096,36,30,28,253,22*78

$GLGSV,3,3,10,87,16,044,37,88,03,088,27*6E

$GNGLL,5217.37114,N,05629.32522,E,133028.00,A,A*71

Давайте разберемся, что же там приходит.

Согласно протоколу NMEA 0183 первый символ всегда $, затем идут 2 буквы, согласно тому какие спутники используются.

А именно:

• GP – GPS;
• GL - ГЛОНАСС;
• GA - Галилео;
• GN – GPS+ГЛОНАСС (точнее любая комбинация систем навигации).

В моем случае встречаются GP, GL и GN.

Первая строка $GNRMC,133028.00,A,5217.37114,N,05629.32522,E,0.173,171217,A*6E содержит так называемый минимальный рекомендованный пакет данных, а именно:

• время в формате ччммсс.сс по UTC;
• широта в формате ddmm.mmmm;
• долгота в формате ddmm.mmmm;
• скорость относительно земли в узлах (1 узел = 1.852 км/ч);
• азимут направления движения в градусах;
• дата в формате ddmmyy;
• магнитное склонение в градусах;
• направление склонения, W для западного, E для восточного;
• индикатор режима.

Индикатор режима обозначается буквами:

• A = Автономный режим
• D = Дифференциальный режим
• E = Экстраполяция координат
• M = Режим ручного ввода
• S = Режим симулятора
• N = Недостоверные данные

В общем, в этой строке есть всё, что необходимо для навигации.

• Курс на истинный полюс (в градусах), затем следует буква Т;
• Курс на магнитный полюс (так же в градусах), затем следует буква М;
• Скорость относительно земли в узлах, затем следует буква N;
• Скорость относительно земли в км/ч, затем следует буква К;
• Индикатор режима, согласно рассмотренным ранее значениям.

Как видим, строка начинается с GN, это значит, что используются данные полученные как с GPS, так и с ГЛОНАСС.

Строка $GNGGA,133028.00,5217.37114,N,05629.32522,E,1,11,1.04,195.4,M,-12.9,M,*6F содержит данные местоположения, а именно:

• Время определения координат в формате ччммсс.сс по UTC;
• широта в формате ddmm.mmmm;
• полушарие, N для северного, S для южного;
• долгота в формате ddmm.mmmm;
• полушарие, W для западного, E для восточного;
• режим работы приемника (о значениях позже);
• количество спутников, использованных для получения координат;
• HDOP;
• Высота над уровнем моря в метрах, далее следует буква М;
• Высота над геоидом в метрах, далее следует буква М;
• Возраст дифференциальных поправок (в моем случае пусто).

Режимы работы приемника:

• 0 = Координаты недоступны или недостоверны
• 1 = Режим GPS SPS, координаты достоверны
• 2 = Дифференциальный GPS, режим GPS SPS
• 3 = Режим GPS PPS, координаты достоверны
• 4 = RTK
• 5 = Float RTK
• 6 = Режим экстраполяции координат
• 7 = Режим ручного ввода
• 8 = Режим симулятора.

Строки $GNGSA,A,3,16,27,23,09,07,26,08,1.63,1.04,1.26*19 и $GNGSA,A,3,78,77,86,87,,1.63,1.04,1.26*16 содержат следующую информацию:

• Режим переключения 2D/3D, А – автоматический, М – ручной;
• Режим: 1 – нет решения, 2 – 2D, 3- 3D;
• ID номера спутников, используемых в нахождении координат (1-32 для GPS, 65-96 для ГЛОНАСС);
• PDOP (снижение точности по местоположению);
• HDOP (снижение точности в горизонтальной плоскости);
• VDOP (снижение точности в вертикальной плоскости);

Про DOP и его значения смотрите https://ru.wikipedia.org/wiki/DOP . Заметьте, что здесь две строки, одна для спутников GPS, вторая для ГЛОНАСС. Для нас эта строка большого интереса не представляет.

$GPGSV,3,1,10,02,03,289,05,16,322,22,07,57,257,22,08,09,130,29*74

$GPGSV,3,2,10,09,82,187,26,16,42,058,35,23,50,133,21,26,15,043,30*78

$GPGSV,3,3,10,27,20,096,36,30,28,253,22*78 содержат информацию о видимых спутниках, в каждом сообщении может содержаться информация максимум о 4 спутниках. Строки содержат данные:

• Общее количество сообщений (в нашем случае 3);
• Номер текущего сообщения (обратите внимание на каждую строку, эти значения идут по порядку);
• Общее количество видимых спутников (во всех трех сообщениях это значение одинаково);
• ID номер спутника;
• Угол места в градусах (макс. 90);
• Азимут в градусах (0-359);
• SNR (00-99 дБГц)4

Последние 4 значения встречаются в строке 4 раза подряд, если строка содержит информацию о 4 спутниках. Если строка содержит информацию менее чем о 4 спутниках, то нулевые поля (,) не используются.

$GLGSV,3,1,10,68,39,170,23,69,71,267,70,22,325,77,06,051,27*6B

$GLGSV,3,2,10,78,54,044,40,79,75,254,80,13,235,86,10,350,15*63

$GLGSV,3,3,10,87,16,044,37,88,03,088,27*6E которые содержат такие же данные о местоположении видимых спутников, но обратите внимание на первые символы $GPGSV и $GLGSV. В первом случае передаются данные о спутниках GPS, во втором о спутниках ГЛОНАСС. В этом вся разница.

И наконец, последняя строка $GNGLL,5217.37114,N,05629.32522,E,133028.00,A,A*71 снова содержит координаты. Данные представлены в следующем порядке:

• широта в формате ddmm.mmmm;
• полушарие, N для северного, S для южного;
• долгота в формате ddmm.mmmm;
• полушарие, W для западного, E для восточного;
• время определения координат в формате ччммсс.сс по UTC;
• статус, А если данные достоверны или V если не достоверны;
• индикатор режима (значения рассмотрены ранее).

Эта строка не содержит уже ничего нового, все эти данные встречаются и в строке RMC и в GGA.

В чем же особенность данного модуля? Наличие ГЛОНАСС вносит некоторые коррективы в программу обработки данных. Я не буду рассматривать конкретные примеры получения данных по UART, и не буду показывать как «парсить» полученные данные. Это зависит от конкретного устройства и языка программирования, да и задача эта тривиальная. К тому же если вы решите написать свой собственный парсер, то наверняка будете опираться на полученные данные наряду с описанием протокола NMEA. А если же вы решите воспользоваться готовыми библиотеками (привет ардуинщикам), то у вас могут возникнуть проблемы. Я заглянул в исходные коды некоторых библиотек для ардуино, предназначенные для работы с GPS, и обнаружил что библиотека парсит полученные строки конкретно для GPS, то есть ищет начало строки, начинающиеся с символов $GP. Это справедливо для модулей, работающих только с GPS. Но большинство данных с этого модуля приходят в формате GPS+ГЛОНАСС, некоторые только с ГЛОНАСС и только с GPS (это данные о количестве и местоположении спутников). Поэтому, если библиотека не выдает данные, то необходимо найти в исходных кодах все $GP* и заменить на $GN*. Я не смог проверить все библиотеки для работы с GPS, только несколько, поэтому будьте начеку и проверяйте исходные коды библиотек перед использованием.

Протокол NMEA подразумевает не только получение данных по UART, но и отправку команд в модуль (главным образом для настройки модуля). Например, команда $PSRF103 позволяет настроить, какие данные должен присылать модуль и с какой периодичностью. Полный синтаксис команды выгладит так $PSRF103,,,,< cksumEnable >*CKSUM , где

msg - сообщение:

• 0 GGA
• 1 GLL
• 2 GSA
• 3 GSV
• 4 RMC
• 5 VTG
• 6 MSS (If internal beacon is supported)
• 7 Not defined
• 8 ZDA (if 1PPS output is supported)
• 9 Not defined

mode – режим, 0 = периодично, 1 = по запросу

rate – период отправки сообщений в секундах, 0 =отключено, 255 = максимальное количество секунд

cksumEnable –вывод контрольной суммы, 0 – отключено, 1 – включено.

Например, что бы отключить строку GSV, необходимо отправить $PSRF103,3,0,0,1*27

Что бы получить контрольное число воспользуйтесь онлайн калькулятором https://www.scadacore.com/tools/programming-calculators/online-checksum-calculator/

Так же удобная программа для работы с GPS-приемниками Trimble studio v 1.74.0 позволяет рассчитывать контрольную сумму (да и вообще программа для работы с GPS-приемниками отличная).

Возможность управлять приемником протоколом NMEA предусмотрена, но ни на одну отправленную мной команду приемник никак не отреагировал. В общем, это не мешает пользоваться приемником по назначению, информации полученной от приемника достаточно и для определения координат, времени, скорости и направления движения, высоты. А вот от списка спутников я бы отказался совсем или увеличил периодичность отправки этих сообщений. Но не получается.

Подведу итог. Модуль довольно компактный, быстро вылавливает сигналы спутников, выдает все, что необходимо для навигации. Из недостатков можно отметить только то, что его невозможно настроить (хотя если не получилось у меня, то это не значит что его вообще невозможно настроить, программа U-cemter предоставляет большие возможности для работы с gps-приемниками, в том числе и настройки).

P.S. И конечно же огромная благодарность сайту Паяльник за предоставленный на обзор GPS-Глонасс приемник

Российская глобальная навигационная спутниковая система (сокращенное название ГЛОНАСС) считается одной из двух ныне действующих в мире глобальных систем позиционирования (наряду с американской GPS).

Первые работы по созданию системы были начаты в 1976 году. Основное назначение – оперативное определение координат пользователя системы с привязкой к местному времени в любой точке земного шара. Система Glonass состоит из трех основных компонентов:

1. Космический (спутники);
2. Наземный (центры управления);
3. Пользовательский (приемные устройства).

Что такое навигация Глонасс?

Не смотря на позиционирование в качестве глобальной системы, ГЛОНАСС сложно назвать таковой по причине частого несоответствия фактического количества задействованных на орбите Земли спутников минимально необходимому количеству (24 единицы) для нормальной работы системы.

К примеру, 29 января 2016 года состав спутниковой группировки ГЛОНАСС насчитывал 27 спутников, в то время как по целевому назначению использовалось всего 22 космических аппарата (при минимально необходимых 24-х).

Для сравнения, в тот же период времени спутниковая группировка GPS насчитывала 31 космический аппарат, из которых 30 спутников использовалось по целевому назначению.

К 2020 году, после введения в эксплуатацию китайской «BeiDou» и европейской «Galileo», количество глобальных систем позиционирования должно увеличиться до четырех. На сегодняшний день, в системе «BeiDou» находиться 20, а в «Galileo» – 12 спутников Земли.

Использование ГЛОНАСС в народном хозяйстве

Пользоваться услугами системы навигации ГЛОНАСС может любой желающий при условии наличия у него соответствующего приемного оборудования. Тем не мене, в 2008 году правительством РФ было принято постановление, предусматривающее принудительное оснащение приемниками ГЛОНАСС или спутниковой навигацией GPS-ГЛОНАСС самолетов гражданской авиации, морских, речных и смешанных (река-море) судов, а также автомобилей и железнодорожного транспорта, которые используются для перевозки пассажиров. В 2015 году системой ГЛОНАСС была оснащена система взимания платы «Платон».

На сегодняшний день, спутниковая система ГЛОНАСС значительно уступает GPS по количеству пользователей по причине относительной новизны продукта, а также более низкой (3-6 м) чем у GPS (2-4 м) точности определения координат объекта.

Обзор некоторых приемников ГЛОНАСС

Первые приемники, оснащенные чипами для приема сигналов со спутников системы ГЛОНАСС, начали появляться на российском рынке в 2009 году. Они имели значительно худшие по сравнению с приемниками GPS-сигналов характеристики и более высокую цену, поэтому не получили значительного распространения в РФ. В последующие годы государственная поддержка российского правительства позволила значительно повысить характеристики и снизить цену приемников.

На сегодняшний день приемники ГЛОНАСС чаще всего используются в автомобильных и портативных навигаторах, видеорегистраторах , в смартфонах и планшетах, в спортивных часах.
Наиболее широко на рынке представлена продукция американской фирмы «Garmin Ltd.» (модель Garmin nuvi 2595 LT), тайваньской «Mio Technology» (DuoStar-2000), российской «Shturmann» (Link 500GL), американской «Prology» (MPC-65A), российской «Лаборатория ЛЕКСАНД» (SG-555).
Необходимо также отметить, что у представленных на рынке устройств ГЛОНАСС практически всегда присутствует и устройство приема GPS-сигналов.

Если нужно рассмотреть основные характеристики системы ГЛОНАСС, навигатор Nuvi 2595 LT американской фирмы «Garmin Ltd.» Является одной из первых систем, применяющей навигацию ГЛОНАСС.

Первый Глонасс навигатор

Описание

Навигатор оснащен пятидюймовым сенсорным дисплеем с разрешением 480Х272 пикселей. Интерфейс интуитивно понятный. Управление навигатором может осуществляться как касаниями, так и подачей голосовых команд для открытия основных пунктов меню, регулировки громкости подсказок и др.

В комплект поставки имеются предустановленные карты РФ, Украины и Беларуси. Обновление карт — бесплатное. Имеется слот расширения памяти (microSD).

Технические характеристики:

• Экран Сенсорный, 5" (12,7 см), 480Х272 пикселей;
• Тип приемника ГЛОНАСС-GPS;
• Внутренняя память слот для microSD;
• Время автономной работы до 2,5 ч;
• Разъемы USB порт 2.0;
• Коммуникации Bluetooth;
• Габариты 13,7×8,3×1,5 см;
• Вес 192 гр.

Кроме автомобильных навигаторов на рынке также широко представлены спортивные часы со встроенным навигатором.

Часы Fenix 3 со встроенным Глонасс навигатором

В частности встроенный в часы «Fenix 3» фирмы «Garmin Ltd.» Приемник GPS/ГЛОНАСС сигнала позволяет оценить максимальный объем потребляемого за одну минуту кислорода, вертикального колебания и времени контакта с землей, а также измерить расстояние, темп и количество гребков (во время плавательных и лыжных тренировок).

Таким образом, навигационная система ГЛОНАСС может по праву считаться новым витком в науке. Навигаторы Glonass, созданные на базе этой системы имеют все шансы со временем занять первую строчку по популярности и надежности во всем мире.