Topologija omrežja

GNSS omrežje sestavlja množica stalno delujočih referenčnih postaj GNSS ter zmogljiva mrežna programska oprema v centru omrežja. Zahteve za center so pravzaprav le zanesljiva internetna povezava ter zanesljiva IT infrastruktura. Programska oprema za upravljanje omrežja, mrežno analizo in distribucijo RTK popravkov je običajno porazdeljena vsaj na dva strežnika. Zahteve za stalno delujoče referenčne postaje pa so enake kot za vsako referenčno postajo - čim večja odprtost horizonta, čim manj ovir v okolici, odsotnost interferenc in večpotja, zanesljivo napajanje in komunikacija.

Kljub temu, da so danes širokopasovne komunikacije dostopne praktično povsod, pa je potrebno pri GNSS bolj kot veliko pasovno širino zagotoviti zanesljivo delovanje, kar pomeni brez prekinitev in z najmanjšo možno zakasnitvijo prenosa.

Za zanesljivo delovanje omrežja GNSS so lahko referenčne postaje med seboj oddaljene od 50 do 70 km. Pri tem pa je potrebno imeti v mislih tudi ustrezno redundanco v primeru izpada posamezne postaje.

Za ugotavljanje integritete omrežja se lahko uporabljajo povsem neodvisno stabilizirane GNSS postaje, ali pa en referenčni sprejemnik uporabimo tudi kot premični sprejemnik. Pri tem nam programska oprema Leica GNSS Spider omogoča samodejen periodičen izračun baznih vektorjev do okoliških referenčnih točk, ali pa dvojno vlogo referenčnega in premičnega sprejemnika prevzame referenčni GNSS sprejemnik, kakršen je na primer Leica GR25.

Delovanje omrežja GNSS

Vse referenčne postaje v omrežju sproti, vsako sekundo pošljejo svoja opazovanja v center omrežja GNSS. Tam se opazovanja najprej pregleda, odkrije in odstrani prekinitve signalov, preveri dane koordinate referenčnih točk, odpravi vpliv večpotja, nato pa omrežje določi začetne cele valove signalov med referenčnimi postajami v omrežju. Šele ko je določen skupni nivo fazne nedoločenosti (ang. Ambiguity Level), se lahko določi velikosti posameznih vplivov na opazovanja. Vplivi na opazovanja so ponavadi ločeni na ionosferske, ki imajo hitrejšo dinamiko, in geometrične, ki združujejo vplive troposfere in orbit ter imajo počasnejšo dinamiko. V naslednjem koraku se določi velikost popravkov za prostorsko odvisne vplive na opazovanja za položaj premičnega sprejemnika, ta pa nato določi svoj natančen položaj. Glede na to, do katerega koraka se obdelava vrši v centru omrežja, ločimo različne mrežne koncepte.

Dodatne možnosti omrežij GNSS

Omrežij GNSS pa ne uporabljamo samo za podporo storitvam RTK. Omrežja skrbijo tudi za realizacijo lokalnih, nacionalnih, regionalnih in globalnih 4D koordinatnih sistemov, uporabljajo se v seizmologiji, ugotavljanju tektonskih dejavnosti in še mnogo več. Ker na opazovanja GNSS vpliva tudi troposfera v odvisnoti od vsebnosti vlage, se omrežja uporabljajo tudi pri modeliranju vremena v meteorologiji. Podobno se zaradi vpliva sončevih izbruhov na aktivnost ionosfere in posledično izraženega vpliva na opazovanja uporablja rezultate omrežij tudi za proučevanje sončeve aktivnosti. Lokalna GNSS omrežja se pogosto uporabljajo tudi pri opazovanju premikov naravnega in grajenega okolja.

Programske rešitve za upravljanje omrežij GNSS

Leica GNSS Spider je osrednja programska oprema za aktivno upravljanje GNSS omrežij. Zaradi modularne in nadgradljive zasnove ga lahko uporabimo za upravljanje ene ali tisoč stalnih postaj. Sestavljen je iz petih ključnih komponent: Site Serverja, Network Serverja, Cluster Serverja, RTK Proxy Serverja in uporabniškega vmesnika Spider GUI. Porazdeljena arhitektura omogoča racionalno izrabo sistemskih virov strojne opreme, vgradnjo redundance in večjo varnost.

Site Server skrbi za konfiguriranje in nadzor nad referenčnimi postajami, prikazuje stanje, prenaša, shranjuje, arhivira in distribuira surove podatke, nadzoruje in alarmira.

Network Server skrbi za izvajanje vseh opravil, povezanih z upravljanjem in nastavljanjem omrežja, deluje pa tudi kot posrednik pri upravljanju strežnikov za upravljanje z grozdi ter strežnikom za distribucijo RTK popravkov. Network Server je povezan tudi s Spider Bussines Center strežnikom in skrbi za overjanje in odobritev RTK uporabnikov, ki želijo dostopati do storitev omrežja.

Procesno jedro sistema je Cluster Server, v katerem se dejansko vršijo vse obdelave opazovanj celotnega omrežja - mrežna analiza.

RTK Proxy Server je posrednik RTK popravkov uporabnikom na terenu. Omogoča uporabo poljubnih komunikacijskih kanalov - od serijskih povezav, modemov, interneta, do dostopovnih strežnikov (ang. Access Router), gosti pa lahko tudi enega ali več NTRIP Casterjev, kar predstavlja najpogostejšo izbiro. Zasnovan je tako, da zadošča vsem varnostnim standardom v sodobnih IT okoljih.

Leica SpiderQC je programska oprema za kontrolo kakovosti in analiziranje podatkov omrežij GNSS. Primerna je že v fazi izgradnje ali nadgradnje omrežja v postopkih izbiranja najprimerjenjše lokacije za stalne postaje, omogoča sprotno ugotavljanje kakovosti podatkov stalnih postaj, grafično predstavitev zmogljivosti omrežja, kontrolo integritete omrežja ter kontrolo premikov in alarmiranje.

Samodejno delovanje programa SpiderQC omogoča sprotno analizo surovih podatkov iz vseh stalnih postaj omrežja GNSS, od grafičih in tabelaričnih prikazov celovitosti podatkov, prikazov ključnih pokazateljev kakovosti, ki pomagajo pri ugotavljanju sprememb kakovosti opazovanj GNSS zaradi ovir, RF interferenc, večpotja, dotrajanosti kablov, okvarjenih satelitov in podobno.

SpiderQC omogoča upravljavcu omrežja tudi analiziranje dnevniških datotek uporabnikov storitev RTK, ki jih ustvarja GNSS Spider Network Server. Z analizo dnevniških datotek NMEA premičnih sprejemnikov GNSS lahko prikaže tudi skupni in povprečni čas vzpostavljene povezave RTK, povprečen čas inicializacije in delež povezav z uspešno inicializacijo – fazno določeni položaji, ter tako pomaga pri analizi obnašanja uporabnikov.

Leica SpiderWeb je programska oprema za predstavitev omrežja na internetu. Omogoča učinkovit in varen dostop do podatkov za naknadno obdelavo tako iz posameznih stalnih postaj kot omrežja ter storitve z dodano vrednostjo, ki so uporabnikom na voljo preko spletnega brskalnika - od storitev Virtual RINEX, do spletne naknadne obdelave opazovanj.

Leica Spider Bussines Center (SBC) je rešitev za upravljanje z vsemi storitvami omrežja, uporabniki ter naročninami in v osnovi predstavlja poslovni vidik GNSS omrežja. Integriran je v okolje GNSS Spider in SpiderWeb. Omogoča upravljanje vseh uporabniških in naročniških nastavitev, upravlja z dostopi, prijavami in avtorizacijami uporabnikov. Končnim uporabnikom storitev omrežja omogoča vpogled v zgodovino uporabe storitev, pregled nad stroški, prijavljanjem in podaljševanjem prijav na posamezne storitve ter lokacijske storitve, na primer nadzor nad položajem svojih sprejemnikov.