SKPOS®

Koncept najbližšej referenčnej stanice

Slovenská priestorová observačná služba od svojho spustenia do roku 2024 poskytovala služby výhradne metódou sieťového RTK v koncepte virtuálne referenčnej stanice (VRS). Tento koncept kompenzuje nedostatok klasickej RTK metódy, kde presnosť klesá s narastajúcou sa vzdialenosťou od referenčnej stanice. V čase uvedenia služby do prevádzky tvorilo infraštruktúru SKPOS iba 21 referenčných staníc, ktoré prijímali údaje z družicových systémov GPS a GLONASS, preto bolo vhodným rozhodnutím poskytovať služby iba v koncepte VRS.
S pribúdajúcim počtom referenčných staníc a príchodom družicových systémov Galileo a BeiDou začalo byť generovanie sieťového riešenia v koncepte VRS čoraz náročnejšie a nie je možné generovať sieťové riešenie zo všetkých prijímaných družíc. Preto môže byť v súčasnosti vhodnejšie v blízkosti referenčných staníc využívať údaje priamo z referenčnej stanice s plným počtom družíc.

Koncept najbližšej referenčnej stanice je založený na automatickom výbere najbližšej referenčnej stanice podľa polohy pohybujúceho sa rovera. Rover posiela svoju približnú polohu vo forme NMEA GGA správy do riadiaceho centra SKPOS prostredníctvom internetu rovnako ako pri koncepte VRS. Softvér v riadiacom centre SKPOS automaticky na základe tejto polohy identifikuje najbližšiu referenčnú stanicu SKPOS a odosiela korekcie priamo z tejto stanice späť do rovera v štandarde RTCM 3.4 MSM7. Služba je dostupná cez mountpoint SKPOS_CM_NS_34_MSM7, pričom nevyužíva sieťové riešenie a nedochádza ku generovaniu virtuálnej referenčnej stanice, ale korekcie sa odosielajú priamo z najbližšej referenčnej stanice. Vzhľadom na rozdielne rozloženie hmôt v atmosfére a odlišné podmienky medzi miestom referenčného a pohybujúceho sa prijímača, je metóda spoľahlivá maximálne do vzdialenosti 20 km od referenčnej stanice.

Výhody konceptu najbližšej referenčnej stanice:

• údaje sa odosielajú zo všetkých družíc, ktoré prijíma najbližšia referenčná stanica,
• menšia náročnosť na výpočtový výkon riadiaceho softvéru, nakoľko odpadá nutnosť generovať VRS zložitými algoritmami,
• používateľ nemusí zo zoznamu vyberať konkrétnu referenčnú stanicu, pretože riadiaci softvér automaticky identifikuje najbližšiu referenčnú stanicu na základe používateľom zaslanej približnej polohy,
• správca SKPOS naďalej dostáva informácie o polohe a kvalite meraní, nakoľko nutnosťou je odosielanie týchto informácií vo forme NMEA GGA správy, rovnako ako pri koncepte VRS.

Nevýhody konceptu najbližšej referenčnej stanice:

• používateľ musí pozorne sledovať vzdialenosť rovera od najbližšej referenčnej stanice, z ktorej prijíma korekcie, nakoľko presnosť jeho merania klesá s narastajúcou vzdialenosťou od tejto stanice,
• koncept je spoľahlivý do vzdialenosti 20 km od referenčnej stanice,
• používateľ musí sledovať aj stav referenčných staníc, nakoľko v prípade výpadku najbližšej referenčnej stanice bude dostávať údaje zo vzdialenejšej, čo môže viesť k zhoršeniu presnosti práve z dôvodu väčšej vzdialenosti a odlišnosti podmienok.

Ak meriam maximálne 20 km od referenčnej stanice a mám prístrojové vybavenie využívajúce všetky GNSS, alebo ak meriam v ťažkých podmienkach (napr. mám významne zakrytý horizont) a chcem využiť čo najväčší počet družíc.

Nie. Koncept najbližšej referenčnej stanice slúži ako doplnok k sieťovému riešeniu, keď potrebujeme dosiahnúť väčší počet družíc.

Pre odlišné podmienky v mieste merania a na referenčnej stanici nemusia byť výsledky dostatočne presné a spoľahlivé, preto meranie vo vzdialenosti väčšej ako 20 km neodporúčame.

Pred meraním je potrebné si overiť vzdialenosť záujmovej lokality od referenčnej stanice v mapke nižšie alebo určiť vzdialenosť na základe zverejnených súradníc referenčných staníc.

V nastavení rovera je nutné zvoliť mountpoint SKPOS_CM_NS_34_MSM7. Ďalej pre prijímače značky Trimble zvoliť formát vysielania "Multi station (RTCM)" a v prijímačoch značky Leica zvoliť Príjem RTK korekcií zo siete "najbližšia". Pre iné značky prijímačov je potrebné nastavenie po zvolení mountpointu SKPOS_CM_NS_34_MSM7 skonzultovať s predajcom zariadenia. Zvyšné nastavenia sú rovnaké ako pri ostatných službách SKPOS.

Nie. Koncept najbližšej referenčnej stanice je dostupný pre všetkých s platným kontraktom SKPOS_cm.

Test konceptu najbližšej referenčnej stanice

Test bol zameraný na porovnanie kvalitatívnych parametrov merania doposiaľ používaného konceptu VRS s konceptom najbližšej referenčnej stanice. Meranie bolo vykonané na bodoch triedy C Štátnej priestorovej siete (ŠPS) v rôznych častiach Slovenska. Predpokladom testu konceptu najbližšej referenčnej stanice bolo, že s narastajúcou sa vzdialenosťou od referenčnej stanice bude pri koncepte najbližšej referenčnej stanice klesať presnosť merania. Testovacie merania boli vykonane v šiestich lokalitách na 33 bodoch ŠPS a boli situované hlavne v oblastiach s najväčšou vzdialenosťou od referenčných staníc.

Vzdialenosť lokalít od referenčných staníc. Modrou farbou sú znázornené lokality, kde prebehlo testovanie.

Na každom bode ŠPS boli vykonané 2 merania v koncepte VRS a 2 merania v koncepte najbližšej referenčnej stanice. V oboch prípadoch sa prijímali korekcie vo formáte RTCM 3.2 MSM 5, ktoré obsahovali družicové systémy GPS, GLONASS, Galileo a BeiDou. Meranie bolo vykonávané za ideálnych, ale aj za veľmi náročných podmienok (zákryty spôsobené vyššou vegetáciou). Porovnanie výsledkov všetkých vykonaných testovacích meraní získaných s využitím konceptu VRS a konceptu najbližšej referenčnej stanice sa nachádza v tabuľke nižšie.

Testovanie preukázalo priemerné zvýšenie o 4 družice, zníženie inicializačného času o 1 sekundu a zníženie hodnoty PDOP o hodnotu 0.1. Ak je meranie vykonané vo vzdialenosti menšej ako 20 km od najbližšej referenčnej stanice, výsledky sú prakticky identické s výsledkami dosiahnutými s využitím konceptu VRS. Pri väčšej vzdialenosti ako 20 km dosahujú výsledky pri použití konceptu najbližšej referenčnej stanice v priemere uspokojivé hodnoty, avšak vo väčšej miere sa v nich vyskytujú odľahlé hodnoty. Z vykonaného testovania preto vyplýva, že koncept najbližšej referenčnej stanice je vhodné používať ako doplnok k používanému konceptu VRS pre merania, ktoré sa nachádzajú do 20 km od referenčnej stanice. Meraním v koncepte najbližšej referenčnej stanice získame viac družíc a preto môže byť výhodné využívať tento koncept práve na merania v ťažších podmienkach, s výrazným zákrytom horizontu.

• Test RTK merania na najbližšiu referenčnú stanicu v službe SKPOS - Text príspevku | Prezentácia
• Testování služeb SKPOS - Bakalárska práca

Mapa lokalít vzdialených do 20 km od referenčných staníc