Сравните преимущества и ограничения одновременного использования GPS и ГЛОНАСС при разбивке осей фундамента в плотной городской застройке с многоквартирными домами и высотными помехами, и предложите стратегию повышения надежности и преодоления многолучевости
Одновременное использование GPS + ГЛОНАСС приносит явные преимущества в городских «каньонах»: больше видимых спутников, лучшая геометрия, выше шанс получить фиксацию RTK и уменьшить зоны полной потери сигнала. Однако это не лечит основную проблему плотной застройки — сильную многолучевость и частичную блокировку сигналов. Для надёжной разбивки осей необходим комплекс мер: правильное оборудование двухчастотныймного‑созвездныйприёмникиограждающаяантеннадвухчастотный много‑созвездный приёмник и ограждающая антеннадвухчастотныймного‑созвездныйприёмникиограждающаяантенна, грамотная методика съёмки, интеграция GNSS с оптической съёмкой и, при необходимости, постобработка.
Преимущества совместного использования GPS + ГЛОНАСС
Увеличение числа спутников в распоряжении — лучшее PDOP и шанс иметь достаточное число высоких спутников в ограниченном секторе неба. Быстрее и стабильнее достижение фиксированных решений RTKambiguityresolutionRTK ambiguity resolutionRTKambiguityresolution в условиях ограниченного обзора. Уменьшение «провалов» при временной потере части неба засчётальтернативныхспутниковза счёт альтернативных спутниковзасчётальтернативныхспутников. Избыточность и резервирование: если один сегмент констелляции недоступен, другой может дать решение.
Ограничения и минусы
Многолучевость multipathmultipathmultipath остаётся основной проблемой: дополнительные спутники не устраняют отражённые лучи от близких фасадов и земли. GLONASS исторически использует FDMA разныенесущиеразные несущиеразныенесущие — у некоторых старых/дешёвых приёмников были сложности с согласованием фаз/амбигуити; современные приёмники это уже корректируют, но надо проверять поддержку и настройки. Разные системы времени/референцные системы WGS84/PZ‑90WGS84 / PZ‑90WGS84/PZ‑90 — необходимость корректных преобразований и совместимости с сетьевыми коррекциями. В плотной застройке низкие углы спутников чаще — их надо отфильтровывать, иначе усилится мультипуть. SBAS/динамические сервисы малоэффективны в «городе».
Практическая стратегия повышения надёжности и борьбы с многолучевостью
1) Аппаратура — минимальные требования
Современный много‑частотный приёмник с поддержкой GPS L1/L2/L5L1/L2/L5L1/L2/L5, ГЛОНАСС L1/L2L1/L2L1/L2, желательно также Galileo/BeiDou. Антенна с мультипут‑защитой choke‑ringиликачественнаяфазоваяантенадляполевойработыchoke‑ring или качественная фазовая антена для полевой работыchoke‑ringиликачественнаяфазоваяантенадляполевойработы. Если choke‑ring невозможен — антенна с низким профилем, хорошей фазовой стабильностью и экранированием сбоку. RTK‑рецептор с поддержкой много‑созвездных решений и фильтрами качества SNR,DOP,слежениезапроскальзываниемфазSNR, DOP, слежение за проскальзыванием фазSNR,DOP,слежениезапроскальзываниемфаз. По возможности иметь резервный инструмент: тотальный станок / лазерный плоскостной нивелир / оптический прибор.
2) Планирование и разведка места
Сделайте «sky‑plot»/модель видимости для планируемого времени работ естьмобильныеприложенияиПОесть мобильные приложения и ПОестьмобильныеприложенияиПО. Выявите «мертвые зоны» и окна видимости. Планируйте работы на часы с лучшей видимостью спутников и меньшей низкой облачностью вгородахчастолучшеутро/день,ноконкретно—проверитьв городах часто лучше утро/день, но конкретно — проверитьвгородахчастолучшеутро/день,ноконкретно—проверить. Если проект большой — установите временный локальный базис стационарныйбазовыйприёмникстационарный базовый приёмникстационарныйбазовыйприёмник в максимально открытом месте кровлясоседнегодома,открытаяплощадкакровля соседнего дома, открытая площадкакровлясоседнегодома,открытаяплощадка. Короткие базисы (<2–5 км) дают лучшую точность RTK и меньше ошибок многолучевости.
3) Настройки приёмника и фильтрация сигналов
Elevation mask минимальныйуголминимальный уголминимальныйугол — рекомендую 10–15°; в сильной застройке лучше 12–20° чтобы исключить низкоугловые сильно отражённые сигналы. SNR C/N0C/N0C/N0 порог — отбросить спутники с C/N0 < 30–35 dB‑Hz взависимостиотантенныишумав зависимости от антенны и шумавзависимостиотантенныишума. Включить использование всех доступных констелляций, но включить взвешивание по SNR и углу; приёмник должен иметь приоритет по качеству, а не по числу. Следить за PDOP; для надежной RTK/разбивки целесообразно PDOP < 4 (при PDOP > 6 — лучше перейти на альтернативный метод/повторить измерение). Включить проверку целостности фазовых измерений и автоматическое обнаружение cycle slips; в городских условиях больше повторных коротких съемок.
4) Методика съёмки на месте
Используйте короткие базисы и стационарный опорный приёмник реальноеRTKотлокальнойстанцииилисетевойVRS/RTNприусловиидостаточнойплотностиреференсныхстанцийреальное RTK от локальной станции или сетевой VRS/RTN при условии достаточной плотности референсных станцийреальноеRTKотлокальнойстанцииилисетевойVRS/RTNприусловиидостаточнойплотностиреференсныхстанций. Для точных осей: комбинируйте GNSS дляпривязкиконтрольныхточекиформированиялокальнойсистемыкоординатдля привязки контрольных точек и формирования локальной системы координатдляпривязкиконтрольныхточекиформированиялокальнойсистемыкоординат с тотальным станком/оптической разбивкой от контрольных пунктов при непосредственной разбивке осей в неудобных зонах. В проблемных участках междувысокимидомамимежду высокими домамимеждувысокимидомами — замените прямую RTK‑разбивку на перенос оптическим способом от близко расположенных реперов точностьинадёжностьвышеточность и надёжность вышеточностьинадёжностьвыше. Выполняйте многократные короткие наблюдения одной и той же точки с разными азимутами и в разное время повторныесъёмки2–3раза,суммарноевремядляточкивзатенённыхместах1–5минутповторные съёмки 2–3 раза, суммарное время для точки в затенённых местах 1–5 минутповторныесъёмки2–3раза,суммарноевремядляточкивзатенённыхместах1–5минут. Усреднение снижает влияние случайной многолучевости. Если требуется сантиметровая точность и RTK нестабилен — переходите на PPK записьRINEXуподвижногоибазового,последующаяпостобработкасточнымиэфемеридамизапись RINEX у подвижного и базового, последующая постобработка с точными эфемеридамизаписьRINEXуподвижногоибазового,последующаяпостобработкасточнымиэфемеридами.
5) Борьба с многолучевостью на практике
Расположите антенну подальше от отражающих поверхностей: держите штатив/каду на максимальной высоте, ставьте антенну как можно дальше от металлических конструкций, фасадов, стекла. Используйте антенну с экранирующими кольцами или ground plane, ориентируйте штырь стабильно. Избегайте работы прямо у фасада; если необходимо — отмерьте ось по опорным точкам вне каньона и перенесите линию внутрь оптически. Мониторьте SNR и разрывы фазы в реальном времени — при ухудшении условий прекратить измерение и выбрать альтернативную методику. Применяйте временное выравнивание по нескольким эпохам средниезначениясредние значениясредниезначения и тест на устойчивость решения например,приниматьтолькоточкисфиксированнымрешениемнеменееNсекунд/эпохподряднапример, принимать только точки с фиксированным решением не менее N секунд/эпох подряднапример,приниматьтолькоточкисфиксированнымрешениемнеменееNсекунд/эпохподряд.
6) Постобработка и контроль качества
Если вы используете PPK — примените точные эфемериды IGSIGSIGS, коррекции часов и фаз, проверку циклических сдвигов. Sidereal filtering и другие методы могут помочь при повторяющемся мультипути ноприменяетсяаккуратноно применяется аккуратноноприменяетсяаккуратно. Выполняйте контроль согласования между GNSS‑полями и оптическими измерениями разностьбазовыхлиний,углыразность базовых линий, углыразностьбазовыхлиний,углы. Ведите журнал качества: количество использованных спутников, PDOP, SNR, версия и конфиг приёмника, номера базовых станций и др.
7) Дополнительные рекомендации
Рассмотрите использование Galileo/BeiDou — чем больше CDMA констелляций и частот, тем лучше устойчивость и шанс получить чистые сигналы в определённых секторах. Для критичных объектов — организуйте постоянный репер на соседней крыше/фундаментном блоке с хорошей видимостью неба. В особо тяжёлых условиях можно применять инерциальные блоки IMUIMUIMU в сочетании с GNSS для коротких интервалов потери сигнала, но это усложняет аппаратную часть и калибровку. Если приемник/софт предоставляет – включите «multipath mitigation» алгоритмы и анти‑jamming/antispoofing функции.
Практическая схема действий для разбивки осей в плотной застройке шагишагишаги
Предварительный анализ видимости спутников sky‑plotsky‑plotsky‑plot и выбор времени. Установка стационарной опорной станции в максимально открытом месте илиподключениексетямRTNсблизкимиреференсамиили подключение к сетям RTN с близкими референсамиилиподключениексетямRTNсблизкимиреференсами. Настройка приёмника: мультиконстелляция, elevation mask 12–15°, SNR >30–35 dB‑Hz, PDOP наблюдение. Привязка 2–3 контрольных реперов GNSS за пределами «каньона» с хорошей видимостью. Перенос осей внутрь каньона оптически от контрольных реперов тоталстанок/призматотал станок/призматоталстанок/призма либо короткими RTK/PPK с множественными повторениями и средним значением. Контроль точности и запись метаданных; при сомнениях — повторить или применить постобработку.
Заключение GPS+ГЛОНАСС в сочетании дают значимый выигрыш по доступности и стабильности решений в городской застройке, но не устраняют мультипуть — он требует специальных аппаратных и методических мер. Оптимальная практика — двухчастотный много‑созвездный приёмник + качественная антенна + локальный базис/RTN + комбинирование с оптической разбивкой в «сложных» местах и при необходимости PPK-постобработка. Такой гибридный подход обеспечит требуемую надёжность и точность при разбивке осей фундамента.
Кратко — суть и общая рекомендация
Одновременное использование GPS + ГЛОНАСС приносит явные преимущества в городских «каньонах»: больше видимых спутников, лучшая геометрия, выше шанс получить фиксацию RTK и уменьшить зоны полной потери сигнала. Однако это не лечит основную проблему плотной застройки — сильную многолучевость и частичную блокировку сигналов. Для надёжной разбивки осей необходим комплекс мер: правильное оборудование двухчастотныймного‑созвездныйприёмникиограждающаяантеннадвухчастотный много‑созвездный приёмник и ограждающая антеннадвухчастотныймного‑созвездныйприёмникиограждающаяантенна, грамотная методика съёмки, интеграция GNSS с оптической съёмкой и, при необходимости, постобработка.Преимущества совместного использования GPS + ГЛОНАСС
Увеличение числа спутников в распоряжении — лучшее PDOP и шанс иметь достаточное число высоких спутников в ограниченном секторе неба. Быстрее и стабильнее достижение фиксированных решений RTKambiguityresolutionRTK ambiguity resolutionRTKambiguityresolution в условиях ограниченного обзора. Уменьшение «провалов» при временной потере части неба засчётальтернативныхспутниковза счёт альтернативных спутниковзасчётальтернативныхспутников. Избыточность и резервирование: если один сегмент констелляции недоступен, другой может дать решение.Ограничения и минусы
Многолучевость multipathmultipathmultipath остаётся основной проблемой: дополнительные спутники не устраняют отражённые лучи от близких фасадов и земли. GLONASS исторически использует FDMA разныенесущиеразные несущиеразныенесущие — у некоторых старых/дешёвых приёмников были сложности с согласованием фаз/амбигуити; современные приёмники это уже корректируют, но надо проверять поддержку и настройки. Разные системы времени/референцные системы WGS84/PZ‑90WGS84 / PZ‑90WGS84/PZ‑90 — необходимость корректных преобразований и совместимости с сетьевыми коррекциями. В плотной застройке низкие углы спутников чаще — их надо отфильтровывать, иначе усилится мультипуть. SBAS/динамические сервисы малоэффективны в «городе».Практическая стратегия повышения надёжности и борьбы с многолучевостью
1) Аппаратура — минимальные требования
Современный много‑частотный приёмник с поддержкой GPS L1/L2/L5L1/L2/L5L1/L2/L5, ГЛОНАСС L1/L2L1/L2L1/L2, желательно также Galileo/BeiDou. Антенна с мультипут‑защитой choke‑ringиликачественнаяфазоваяантенадляполевойработыchoke‑ring или качественная фазовая антена для полевой работыchoke‑ringиликачественнаяфазоваяантенадляполевойработы. Если choke‑ring невозможен — антенна с низким профилем, хорошей фазовой стабильностью и экранированием сбоку. RTK‑рецептор с поддержкой много‑созвездных решений и фильтрами качества SNR,DOP,слежениезапроскальзываниемфазSNR, DOP, слежение за проскальзыванием фазSNR,DOP,слежениезапроскальзываниемфаз. По возможности иметь резервный инструмент: тотальный станок / лазерный плоскостной нивелир / оптический прибор.2) Планирование и разведка места
Сделайте «sky‑plot»/модель видимости для планируемого времени работ естьмобильныеприложенияиПОесть мобильные приложения и ПОестьмобильныеприложенияиПО. Выявите «мертвые зоны» и окна видимости. Планируйте работы на часы с лучшей видимостью спутников и меньшей низкой облачностью вгородахчастолучшеутро/день,ноконкретно—проверитьв городах часто лучше утро/день, но конкретно — проверитьвгородахчастолучшеутро/день,ноконкретно—проверить. Если проект большой — установите временный локальный базис стационарныйбазовыйприёмникстационарный базовый приёмникстационарныйбазовыйприёмник в максимально открытом месте кровлясоседнегодома,открытаяплощадкакровля соседнего дома, открытая площадкакровлясоседнегодома,открытаяплощадка. Короткие базисы (<2–5 км) дают лучшую точность RTK и меньше ошибок многолучевости.3) Настройки приёмника и фильтрация сигналов
Elevation mask минимальныйуголминимальный уголминимальныйугол — рекомендую 10–15°; в сильной застройке лучше 12–20° чтобы исключить низкоугловые сильно отражённые сигналы. SNR C/N0C/N0C/N0 порог — отбросить спутники с C/N0 < 30–35 dB‑Hz взависимостиотантенныишумав зависимости от антенны и шумавзависимостиотантенныишума. Включить использование всех доступных констелляций, но включить взвешивание по SNR и углу; приёмник должен иметь приоритет по качеству, а не по числу. Следить за PDOP; для надежной RTK/разбивки целесообразно PDOP < 4 (при PDOP > 6 — лучше перейти на альтернативный метод/повторить измерение). Включить проверку целостности фазовых измерений и автоматическое обнаружение cycle slips; в городских условиях больше повторных коротких съемок.4) Методика съёмки на месте
Используйте короткие базисы и стационарный опорный приёмник реальноеRTKотлокальнойстанцииилисетевойVRS/RTNприусловиидостаточнойплотностиреференсныхстанцийреальное RTK от локальной станции или сетевой VRS/RTN при условии достаточной плотности референсных станцийреальноеRTKотлокальнойстанцииилисетевойVRS/RTNприусловиидостаточнойплотностиреференсныхстанций. Для точных осей: комбинируйте GNSS дляпривязкиконтрольныхточекиформированиялокальнойсистемыкоординатдля привязки контрольных точек и формирования локальной системы координатдляпривязкиконтрольныхточекиформированиялокальнойсистемыкоординат с тотальным станком/оптической разбивкой от контрольных пунктов при непосредственной разбивке осей в неудобных зонах. В проблемных участках междувысокимидомамимежду высокими домамимеждувысокимидомами — замените прямую RTK‑разбивку на перенос оптическим способом от близко расположенных реперов точностьинадёжностьвышеточность и надёжность вышеточностьинадёжностьвыше. Выполняйте многократные короткие наблюдения одной и той же точки с разными азимутами и в разное время повторныесъёмки2–3раза,суммарноевремядляточкивзатенённыхместах1–5минутповторные съёмки 2–3 раза, суммарное время для точки в затенённых местах 1–5 минутповторныесъёмки2–3раза,суммарноевремядляточкивзатенённыхместах1–5минут. Усреднение снижает влияние случайной многолучевости. Если требуется сантиметровая точность и RTK нестабилен — переходите на PPK записьRINEXуподвижногоибазового,последующаяпостобработкасточнымиэфемеридамизапись RINEX у подвижного и базового, последующая постобработка с точными эфемеридамизаписьRINEXуподвижногоибазового,последующаяпостобработкасточнымиэфемеридами.5) Борьба с многолучевостью на практике
Расположите антенну подальше от отражающих поверхностей: держите штатив/каду на максимальной высоте, ставьте антенну как можно дальше от металлических конструкций, фасадов, стекла. Используйте антенну с экранирующими кольцами или ground plane, ориентируйте штырь стабильно. Избегайте работы прямо у фасада; если необходимо — отмерьте ось по опорным точкам вне каньона и перенесите линию внутрь оптически. Мониторьте SNR и разрывы фазы в реальном времени — при ухудшении условий прекратить измерение и выбрать альтернативную методику. Применяйте временное выравнивание по нескольким эпохам средниезначениясредние значениясредниезначения и тест на устойчивость решения например,приниматьтолькоточкисфиксированнымрешениемнеменееNсекунд/эпохподряднапример, принимать только точки с фиксированным решением не менее N секунд/эпох подряднапример,приниматьтолькоточкисфиксированнымрешениемнеменееNсекунд/эпохподряд.6) Постобработка и контроль качества
Если вы используете PPK — примените точные эфемериды IGSIGSIGS, коррекции часов и фаз, проверку циклических сдвигов. Sidereal filtering и другие методы могут помочь при повторяющемся мультипути ноприменяетсяаккуратноно применяется аккуратноноприменяетсяаккуратно. Выполняйте контроль согласования между GNSS‑полями и оптическими измерениями разностьбазовыхлиний,углыразность базовых линий, углыразностьбазовыхлиний,углы. Ведите журнал качества: количество использованных спутников, PDOP, SNR, версия и конфиг приёмника, номера базовых станций и др.7) Дополнительные рекомендации
Рассмотрите использование Galileo/BeiDou — чем больше CDMA констелляций и частот, тем лучше устойчивость и шанс получить чистые сигналы в определённых секторах. Для критичных объектов — организуйте постоянный репер на соседней крыше/фундаментном блоке с хорошей видимостью неба. В особо тяжёлых условиях можно применять инерциальные блоки IMUIMUIMU в сочетании с GNSS для коротких интервалов потери сигнала, но это усложняет аппаратную часть и калибровку. Если приемник/софт предоставляет – включите «multipath mitigation» алгоритмы и анти‑jamming/antispoofing функции.Практическая схема действий для разбивки осей в плотной застройке шагишагишаги
Предварительный анализ видимости спутников sky‑plotsky‑plotsky‑plot и выбор времени. Установка стационарной опорной станции в максимально открытом месте илиподключениексетямRTNсблизкимиреференсамиили подключение к сетям RTN с близкими референсамиилиподключениексетямRTNсблизкимиреференсами. Настройка приёмника: мультиконстелляция, elevation mask 12–15°, SNR >30–35 dB‑Hz, PDOP наблюдение. Привязка 2–3 контрольных реперов GNSS за пределами «каньона» с хорошей видимостью. Перенос осей внутрь каньона оптически от контрольных реперов тоталстанок/призматотал станок/призматоталстанок/призма либо короткими RTK/PPK с множественными повторениями и средним значением. Контроль точности и запись метаданных; при сомнениях — повторить или применить постобработку.Заключение
GPS+ГЛОНАСС в сочетании дают значимый выигрыш по доступности и стабильности решений в городской застройке, но не устраняют мультипуть — он требует специальных аппаратных и методических мер. Оптимальная практика — двухчастотный много‑созвездный приёмник + качественная антенна + локальный базис/RTN + комбинирование с оптической разбивкой в «сложных» местах и при необходимости PPK-постобработка. Такой гибридный подход обеспечит требуемую надёжность и точность при разбивке осей фундамента.