Empfänger für globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) sind spezielle Geräte, die für den Empfang von Signalen von globalen Positionierungssystemen QZZ, COMPASS, GPS, GLONASS sowie SBAS-Korrektursystemen ausgelegt sind. Diese Satellitengeräte befinden sich in verschiedenen Umlaufbahnen um unseren Planeten oder über bestimmten Territorien. Empfänger (sie sind auch Satellitenempfänger), die mit mehreren Systemen gleichzeitig arbeiten können, werden als Multisystem bezeichnet.

Diese Geräte dienen dem Menschen zur Bestimmung der genauen Koordinaten am Boden und nicht nur (Ortung im erdnahen Raum möglich).Darüber hinaus sind sie in der Lage, die genaue Zeit und verschiedene Parameter beim Bewegen von Objekten (z. B. Richtung und Geschwindigkeit) zu messen. Die Methode, mit der die Positionsbestimmung durchgeführt wird, besteht darin, die Entfernung zwischen dem Satelliten und der Antenne des GNSS-Empfängers zu berechnen.

Ist also die Position mehrerer Satelliten bekannt, so kann mit dem Triangulationsverfahren die Position des gesuchten Objekts mit hoher Genauigkeit durch einfache geometrische Berechnungen ermittelt werden.

Die Satelliten selbst übertragen ein digitales Signal, das Ephemeriden (d. h. Informationen über die Umlaufbahn des Satelliten, von dem aus gesendet wird) und einen gemeinsamen Almanach (d. h. Informationen über die Position aller Satelliten im verwendeten System) sowie eine aktualisierte Zeit enthält . Die Übertragung von Informationen erfolgt auf speziellen Frequenzen, die für die Satellitenübertragung zugeteilt sind. In der Regel sind dies Bereiche von 1100 bis 1600 Megahertz.

Der moderne Einsatz von Satellitengeräten hat die geodätische Ausrüstung auf ein ganz neues Niveau gebracht - jetzt ist es mit ihrer Hilfe einfach geworden, Probleme zu lösen, die nicht nur für das Bauwesen, sondern auch für andere Bereiche menschlicher Tätigkeit erforderlich sind. Dieser Zweig der Hochpräzisionsindustrie entwickelt sich rasant, verschiedene Verbesserungen erscheinen ständig, so dass die Auswahl des richtigen GNSS-Empfängers sehr schwierig sein kann, da es einfach nicht möglich ist, ständig den Überblick über neue Artikel zu behalten. Außerdem ist es schwierig, die Empfängerparameter zu bestimmen, die der Benutzer unbedingt benötigt.

Einige Merkmale der Funktionsweise von Empfängern

GNSS-Empfänger sind nicht nur in der Lage, die Position sowohl am Boden als auch in der Luft zu bestimmen, sie können auch die Eigenschaften von Objekten messen, unabhängig davon, ob sie sich in einer statischen Position befinden oder sich bewegen. Die Essenz der Berechnung ist die kontinuierliche Messung der Entfernung zwischen dem Satelliten und dem zu verfolgenden Objekt. Von Jahr zu Jahr nimmt der Fehler solcher Berechnungen stetig ab und dementsprechend wird die Bestimmung der Koordinaten des zu verfolgenden Objekts genauer. Im Moment beträgt die Genauigkeit bereits mehrere Meter.

Die Zusammensetzung des Satelliten-GNSS-Kits

Receiver werden in der Regel nicht einzeln verkauft, sondern im Set. Der Standardsatz solcher Geräte besteht aus:

  • zwei Satellitenempfänger;
  • Feldcontroller mit installierter Software;
  • Satellitenschüssel Typ GNSS;
  • Übertragungsgerät (Modem).

Aktuelle Technologien haben bereits einen solchen Entwicklungsstand erreicht, dass alle oben genannten Sätze in einem Gerät enthalten sein können. Der Hauptbereich dieser Monoblöcke sind Kataster- und geodätische Arbeiten.Es gibt Geräte, in denen der Controller separat platziert ist, und solche Geräte werden "Handhelds" genannt. Es ist sehr einfach, das Betriebssystem und die darin enthaltenen Steuerprogramme zu aktualisieren.

WICHTIG! Es lohnt sich, GNSS-Empfänger von touristischen GPS-Empfängern zu unterscheiden. Erstere sind hochpräzise Industriegeräte und für den Einsatz in genau definierten Bereichen konzipiert. Letztere werden für Reisen und Tourismus benötigt und haben viel weniger Funktionalität.

Der moderne Bedarf an GNSS-Instrumenten

Empfänger für geodätische Arbeiten werden in Ein- und Zweisystem sowie Ein- und Zweifrequenz unterteilt. Fast alle modernen Modelle verfügen über die Fähigkeit, differentielle Korrekturen für die Umsetzung von Navigationsaufgaben zu berücksichtigen. Bei Verwendung modernster Software ist es möglich, eine geodätische Vermessung im Voraus zu planen, die empfangenen Daten zu speichern und auf externe Geräte (Computer) zu übertragen, die gesammelten Informationen primär zu verarbeiten und eine digitale Raumkarte zu erstellen.

Anwendungen für GNSS-Ausrüstung

Solche geodätischen Systeme werden häufig in den Anfangsstadien des Baus von Gebäuden und Bauwerken sowie zur Vermessung von Land und deren Verknüpfung mit geografischen Objekten verwendet. Der Hauptvorteil der Verwendung dieser Geräte ist ihre extrem schnelle Betriebszeit, die es Ihnen ermöglicht, die empfangenen Koordinaten fast sofort zur Verarbeitung zu übertragen. Unter anderem ermöglicht die GNSS-Koordination nicht nur den korrekten Bau eines Hauses, sondern auch die genaue Verlegung verschiedener Kommunikationen: von der Wasserversorgung bis zum Stromnetz der Stromleitungen.

Als Ergebnis lassen sich die Schwerpunktbereiche nennen:

  • Pflege der geodätischen Verbindungen auf allen Ebenen – vom globalen bis zum klassischen Dreh;
  • Studium der auf der Erdoberfläche auftretenden Naturphänomene (Gesteins- und Gletscherbewegungen, seismische Aktivitäten und Vulkanismus usw.);
  • Begleitung der Verlegung von Rohrleitungen, verschiedener Bauphasen sowie Lösung vieler ingenieurtechnischer und angewandter Probleme;
  • Unterstützung bei der Landbewirtschaftung und Landzuteilung;
  • Organisation von Nivellierungsmanipulationen;
  • Einrichten einer einheitlichen Zeitskala im Hochpräzisionsmodus;
  • Lösen von Problemen auf dem Gebiet der Geoinformatik und Kartographie.

Grundlegende Methoden zur Durchführung von GNSS-Vermessungen mit Empfängern

Traditionell Die Methode ist eine statistische Erhebung, die optimal mit allen gängigen Basengrößen kombinierbar ist. Dazu müssen zwei Antennen an ausgewiesenen Kontrollpunkten installiert werden, die die gesamte Menge der eingehenden Daten verarbeiten. Die Empfänger wiederum verfolgen die Satelliten und zeichnen relativ ähnliche Parameter auf. Für diese Methode ist es möglich, die „Fast Statics“-Methode zu verwenden – ein kleiner Fehler wird in das Skript der vom Benutzer empfangenen Daten eingefügt, aber alle erforderlichen Informationen können innerhalb von 15 Minuten gesammelt werden.

Kinematisch Die Methode besteht darin, mehrere Punkte gleichzeitig schnell zu verfolgen. In diesem Fall muss jedoch sichergestellt werden, dass sich das Gerät vor Beginn des Initialisierungsprozesses am gewünschten Punkt befindet (grob gesagt bis zum nächsten Moment, in dem das Satellitensignal empfangen wird). . Wenn Sie es nicht rechtzeitig schaffen, muss die ganze Prozedur von vorne beginnen. Dieses Verfahren ist in relativ großen Gebieten wünschenswert, wenn es möglich ist, den nächsten Punkt schnell zu erreichen, beispielsweise mit dem Auto.

Auch die kinematische Methode kann auf engstem Raum nach dem „Stop-Go“-Prinzip eingesetzt werden.In diesem Fall sollte der Abstand zwischen den Punkten minimal sein, und die Hauptsache ist, dass sich keine Objekte in der Umgebung befinden, die den Durchgang des Satellitensignals stören könnten (Hochhäuser, Stromleitungen usw.).

Unter anderem ist eine Echtzeitpositionierung möglich: Die Verbindung zwischen Empfänger und Satellit ist praktisch unterbrechungsfrei. Diese Methode erfordert jedoch hohe Energiekosten, die der Akku des GNSS-Empfängers möglicherweise nicht tragen kann. Typischerweise werden solche Lösungen von Katasteringenieuren oder Topographen verwendet.

Richtige Auswahl des Standorts des Basisempfängers

Die Location ist entscheidend für ein erfolgreiches Shooting. Denken Sie bei der Durchführung von Nachbearbeitungs- oder Echtzeitvermessungen mit einem Ein- oder Zweifrequenzempfänger daran, dass die Position des Rovers (sich bewegende Antenne) ständig auf die Position der Basis bezogen wird. Jeder Fehler bei der Bestimmung der Koordinaten der Basis durch eine sich bewegende Antenne führt unweigerlich zu einer Verzerrung der Koordinaten des Rovers selbst.

Es müssen also zwei Bedingungen erfüllt sein:

  • Zuverlässigkeit des GNSS-Empfangs;
  • Bekannte/unbekannte Koordinaten der Basis selbst.

Es kann auch eine dritte Bedingung geben, nämlich die Umgebung der Basis. Die Basisantenne sollte so hoch wie möglich installiert werden, damit der Empfang des Signals in der horizontalen Ebene nicht behindert wird und die maximale Reichweite erreicht wird.

Bedingung Nr. 1: GNSS-Empfang

Es muss sichergestellt werden, dass die Antenne an einem Ort installiert wird, an dem es keine Hindernisse für die Betrachtung eines bestimmten Teils des Himmels in vertikaler Richtung gibt (wir sprechen hier nicht von horizontal angeordneten Bodenabschirmungshindernissen).Ein freier Raum über der Basis ermöglicht das Sammeln von Daten von der maximalen Anzahl von Satelliten, die darüber fliegen. Eine solche Anordnung garantiert den günstigen Betrieb des Gesamtsystems und den Empfang zuverlässiger Daten auch von Satelliten im geostationären Orbit, ganz zu schweigen von niedrig fliegenden.

Bedingung Nr. 2: bekannter/unbekannter Standort der Basis

Bei manchen Vermessungsmethoden kann es durchaus vorkommen, dass dem Rover die genaue Position der Basis nicht bekannt ist. Daher müssen folgende Maßnahmen ergriffen werden: Wenn eine Genauigkeit von Zentimetern erreicht werden muss, sollten ungefähre Koordinaten in Zentimetern verwendet werden, die für den Bereich bekannt sind, in dem die Basisantenne installiert ist. Ist auch dies nicht möglich, sollte ein kleiner Fehler in das Messszenario eingebaut werden, der dann durch Kenntnis der genauen Koordinaten der Basis eliminiert werden kann.

Initialisierungsprozess

Die Initialisierung ist ein solcher Vorgang, bei dem der Empfänger in Echtzeit (oder das Programm in der Nachverarbeitung) die für die Trägerverarbeitungsphase charakteristische Mehrdeutigkeit einer ganzzahligen Koordinatenzahl feststellen kann. Eine solche Lösung ist eine notwendige Bedingung für den Empfänger und seine Software, um zentimetergenaue Messungen zu erhalten. Dementsprechend ist es für ultrapräzise Berechnungen notwendig, diesen Parameter ständig zu überwachen.

WICHTIG! Dieser Vorgang sollte nicht mit der Initialisierung des Empfängers durch den Satelliten verwechselt werden, wenn die primäre Kommunikation zwischen den Geräten hergestellt wird. Während der primären Verbindung beträgt die Genauigkeit der Koordinaten 5-10 Meter.

Die wichtigsten Parameter von GNSS-Geräten, die besondere Aufmerksamkeit erfordern

Eine Schlüsselrolle beim Betrieb des Empfängers spielen:

  • Signalverarbeitungstechnologie und die Anzahl der verwendeten Kanäle.Bei Arbeiten unter schwierigen Wetter- oder geografischen Bedingungen hängt die Genauigkeit der erhaltenen Messungen direkt von der Stabilität des Signals und damit von der Anzahl der verwendeten Kanäle ab. Moderne Technologien zur Unterdrückung von Fremdgeräuschen und Mehrwegeausbreitung einiger Modelle ermöglichen ein effektives Arbeiten auch bei schlechtem Wetter in unwegsamem Gelände;
  • Akkulaufzeit und Leistung. Es lohnt sich, auf das Vorhandensein einer zusätzlichen Batterie im Kit für „Hot-Swap“ zu achten. Der heutige Standard für eine einzelne Batterie ist ein Lichttag im Feld;
  • Staub- und Feuchtigkeitsschutz der Ausrüstung und Betriebstemperaturregime. Die teuersten und modernsten Proben können im Bereich von -40 bis +60 Grad Celsius betrieben werden. Die Schutzart des Gehäuses nach internationalem IP-Standard muss auf dem Gerät selbst angegeben werden. IP67 bedeutet beispielsweise, dass das Gerät sogar kurzzeitig in Wasser getaucht werden kann und sein Gehäuse vollständig vor Staub geschützt ist;
  • Das zu sendende Datenformat. Für Rover und Basisausrüstung müssen sie gleich sein. Etwaige Unstimmigkeiten sind sofort ausgeschlossen, wenn es sich um Geräte der gleichen Firma handelt. Bei unterschiedlichen Instrumentenherstellern kann der für alle Proben universelle RTCM-Standard verwendet werden.

Auswahl des richtigen GNSS-Empfängers beim Kauf

Auch wenn der potenzielle Käufer kein professioneller Vermessungsingenieur ist und sich bisher noch nicht mit solchen Geräten befasst hat, helfen Ihnen die folgenden Kriterien, die richtige Wahl so weit wie möglich zu treffen:

  • Einfache Bedienung und Zuverlässigkeit. Jedes Gerät dieser Art sollte eine einfache und intuitive Benutzeroberfläche haben und nicht zu viele mehrstufige Menüs und Optionen haben.Einfach ausgedrückt muss das „Plug-and-Play“-Prinzip eingehalten werden;
  • Die Möglichkeit, den Empfänger mit anderen externen Geräten zu verbinden: von einem Modem und einem Computer zu einem Smartphone;
  • Unterstützte Satellitenkonstellationen. Hier gilt es zu entscheiden, in welchem ​​Bereich länger gearbeitet werden soll. Für Europa ist Gallileo geeignet, für Russland und die GUS-Staaten ist es besser, GLONASS auf globaler Ebene zu verwenden - GPS. Es lohnt sich vorab zu wissen, ob es sich bei dem gewählten Modell um Mehrsystem handelt – diese sind meist teurer;
  • Das Vorhandensein einer digitalen Anzeige. Natürlich ist es besser, wenn es im Modell vorhanden ist. Außerdem ist es besser, ein Modell mit einem Multipixel-LCD-Bildschirm zu wählen als mit vorinstallierten Bildern. Mit einem guten nicht statischen Bildschirm ist die Arbeit viel einfacher und angenehmer;
  • Hersteller. GNSS-Empfänger sind technisch anspruchsvolle Geräte, daher bevorzugen Vermessungsprofis Muster von westlichen Herstellern. Gleichzeitig kommen sie auch an Japan nicht vorbei - besonders beliebt sind Modelle von Leica (einem Geschäftsbereich von Panasonic), die sich durch erhöhte Genauigkeit auszeichnen.

Ranking der besten GNSS-Empfänger für 2025

Platz 5: SP ProMark 220

Dieses Modell verwendet die fortschrittliche ZED-Blade-Technologie, die eine schnellere Initialisierung und höhere Genauigkeit auch bei erweiterten Basislinien ermöglicht. Der Empfänger versucht, das Beste aus allen GNSS-Konstellationen herauszuholen, was eine hohe Effizienz und Messgenauigkeit auch unter schwierigen Bedingungen bedeutet.

NameIndex
HerstellerlandChina
Anzahl der Kanäle45
Akkulaufzeit, Stunden8
Betriebstemperatur in Grad Celsius-20 bis +60
Häufigkeit der Datenaufzeichnung2 Hertz
Preis, Rubel165000
SP Pro Mark 220
Vorteile:
  • Es werden innovative Technologien eingesetzt;
  • Extrem demokratischer Preis;
  • Gutes Komplettset.
Mängel:
  • Funktioniert nur mit 2 Systemen: GLONASS und GPS.

Platz 4: Bausatz SÜD S660

Dieses Muster ist extrem einfach zu bedienen, hat eine relativ geringe Masse und einen stoßfesten Komplex für alle im Set enthaltenen Geräte. Das einzigartige Antennendesign ermöglicht ultrapräzise Messungen sowohl im statischen als auch im Echtzeitmodus. Das Design des Geräts ist ein Beispiel für Ergonomie und die Bedienoberfläche ist einfach und intuitiv. Am häufigsten für Landschaftsarchitektur verwendet.

NameIndex
HerstellerlandChina
Anzahl der Kanäle692
Akkulaufzeit, Stunden11
Betriebstemperatur in Grad Celsius-25 bis +70
Häufigkeit der Datenaufzeichnung1-20Hz
Preis, Rubel340000
SÜD S660 Bausatz
Vorteile:
  • Aktuelles Preis-Leistungs-Verhältnis;
  • Ergonomisches Design;
  • Unterstützt alle bekannten Satellitenkonstellationen (natürlich Zivilisten).
Mängel:
  • Das Modem funktioniert nur in 2G/3G-Netzen.

3. Platz: SÜD Galaxy G1 Bundle

Dieses Gerät repräsentiert eine neue Generation von Empfängern mit geringer Größe und erweiterter Funktionalität. Der Empfänger ist mit einer automatischen Regelung der Empfangspegel ausgestattet, was die Messgenauigkeit deutlich verbessert. Außerdem ist ein spezieller Neigungssensor im Design enthalten, mit dem Sie Zentrierfehler beseitigen und die Kommunikation unterwegs automatisieren können. Das Set gewann den Surveyor's Best Friend 2015 Reddot Design Award.

NameIndex
HerstellerlandChina
Anzahl der Kanäle220
Akkulaufzeit, Stunden7
Betriebstemperatur in Grad Celsius-45 bis +65
Häufigkeit der Datenaufzeichnung1-50Hz
Preis, Rubel420000
SÜD Galaxy G1 Bundle
Vorteile:
  • Nahezu vollautomatisiertes Modell - in einigen Fällen müssen Sie nicht einmal einen Knopf drücken, um Messungen vorzunehmen;
  • Geehrte Marke mit internationaler Auszeichnung;
  • Funktioniert unter der Kontrolle aller bestehenden Betriebssysteme von Microsoft (mit Ausnahme der 10. Version).
Mängel:
  • Nicht gefunden (für sein Segment).

Platz 2: LEICA GS18T LTE

Dieses Modell ist mit einem speziellen Kompensator ausgestattet, der Ungenauigkeiten bei Messungen ausgleicht, wenn der Polneigungswinkel auftritt. Ein ständiges Nivellieren des Gerätes ist somit nicht erforderlich. Es ist sehr widerstandsfähig gegen elektromagnetische Einflüsse, was eine stabile Kommunikation mit dem Satelliten auch in der Nähe von Stromleitungen ermöglicht. Das Gehäuse verfügt über einen erhöhten Staub- und Feuchtigkeitsschutz (IP68). Äußerst unprätentiös gegenüber Wetterbedingungen.

NameIndex
HerstellerlandJapan
Anzahl der Kanäle556
Akkulaufzeit, Stunden7
Betriebstemperatur in Grad Celsius-40 bis +65
Häufigkeit der Datenaufzeichnung1-20Hz
Preis, Rubel820000
LEICA GS18T
Vorteile:
  • Funktioniert mit allen Satellitensystemen;
  • Keine zusätzliche Kalibrierung erforderlich;
  • Daten können auf externen Medien (bis zu 8 GB) gespeichert werden.
Mängel:
  • Hoher Preis für ein unvollständiges Set.

Platz 1: GPS Leica GR50

Dieser Empfänger kann als "Server aus der Welt der GNSS-Ausrüstung" bezeichnet werden. Es kann als permanente feste Station und als Referenzmodell (Referenzmodell) verwendet werden. Die außergewöhnliche Genauigkeit des Geräts ermöglicht den Einsatz in äußerst präzisen Bereichen, beispielsweise bei der Überwachung der Verformungen der Erdoberfläche.Verfügt über eine eigene Software "SmartWorks", die sich auf die Ausführung spezieller Aufgaben konzentriert. Kann mit vielen Client-Rovern arbeiten.

NameIndex
HerstellerlandJapan
Anzahl der Kanäle555
Akkulaufzeit, Stunden24
Betriebstemperatur in Grad Celsius-40 bis +65
Häufigkeit der Datenaufzeichnung1-50Hz
Preis, Rubel1800000
GPS-Leica GR50
Vorteile:
  • Multifunktionalität;
  • Eigene Software;
  • Unterstützung für eine große Anzahl von Rovern;
  • Funktioniert mit allen Satellitensystemen.
Mängel:
  • Extrem hoher Preis (nur für große Käufer für den Einsatz in bestimmten Bereichen verfügbar).

Anstelle eines Epilogs

Da die beschriebene Ausrüstung technisch komplex ist, sollte sie nur von vertrauenswürdigen Lieferanten bezogen werden. Darüber hinaus raten Fachleute zum Kauf auf Internetseiten, da dort die Differenz der Einzelhandelspreise eingespart werden kann. Dieser Umstand ist vor allem deshalb relevant, weil der Preis der Geräte extrem hoch ist.

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