CC BY
167
УДК 528.06
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВОБОДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ПОСТОБРАБОТКИ ГНСС-ИЗМЕРЕНИЙ
Станислав Олегович Шевчук
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, преподаватель кафедры физической геодезии и дистанционного зондирования, тел. (903)936-78-53, e-mail: [email protected]
Карина Ивановна Малютина
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, студент, тел. (913)716-61-30, e-mail: [email protected]
Леонид Алексеевич Липатников
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, ведущий инженер, директор МЦКП «ГНСС-технологии» СГУГиТ, тел. (923)227-89-57, e-mail: [email protected]
В статье рассмотрена возможность применения некоммерческих программных продуктов для постобработки ГНСС-измерений. Выполнены сравнительные испытания различных программ в режиме статики и кинематики относительным методом и методом PPP. В качестве примера некоммерческих программ взят пакет RTKLIB. Коммерческие программы представлены ПО Magnet Office Tools, GrafNav и Justin.
Ключевые слова: ГНСС, GPS, постобработка, программы постобработки, RTKLIB,
PPP.
PROSPECTS OF USING FREE SOFTWARE FOR GNSS MEASUREMENTS POST-PROCESSING
Stanislav O. Shevchuk
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., lecturer at the Department of Geodesy and Remote Sensing, tel. (903)936-7853, e-mail: [email protected]
Karina I. Malyutina
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., student, tel. (913)716-61-30, e-mail: [email protected]
Leonid A. Lipatnikov
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., leading engineer, director of Center for GNSS technologies at SSUGT, tel. (923)227-89-57, e-mail: [email protected]
Opportunities of free software application for GNSS post-processing are discussed in the artcile. The comparisons of the performance of different examples of commercial and free software for GNSS Post Processing in relative and PPP kinematic and static modes are given. Free software is presented by RTKPOST which is a part of RTKLIB. Commercial software used for experiments was Magnet Office Tools, GrafNav and Justin.
Key words: GNSS, GPS, post-processing, GNSS post-processing software, software, RTKLIB, PPP.
В настоящее время решение широкого спектра инженерных и исследовательских задач, требующих высокоточного определения местоположения и времени, выполняется с применением ГНСС-технологий.
Получение координат и поправок шкал времени посредством аппаратуры ГНСС может осуществляться в режиме реального времени и при постобработке, выполняемой после завершения измерений.
В силу того, что при выполнении постобработки ГНСС-измерений, как правило, доступно большее количество дополнительных исходных данных (измерения с дополнительных базовых станций, «точные орбиты» и пр.), а сама обработка может выполняться с прямой (Forward) или обратной фильтрацией (Reverse) по времени, считается, что результаты измерений могут быть получены наиболее точно [1].
Для постобработки ГНСС-измерений существует широкий спектр различного программного обеспечения (ПО), которое может быть условно разделено на следующие категории [2]:
- коммерческие программы;
- научные программы;
- некоммерческие программы.
Коммерческое программное обеспечение, как правило, служит для обработки измерений приемников определенного производителя. Перекрестная совместимость с другой аппаратурой при этом реализуется посредством универсального формата RINEX. Функционал подобных программ обычно удовлетворяет требованиям пользователя ГНСС, применяющего их для решения различных инженерных задач. Алгоритмы функционирования таких программ, как правило, скрыты от пользователя, декомпиляция таких программ и получение исходного кода запрещены лицензионным соглашением.
Примерами коммерческих программ могут служить: Trimble Business Center (Trimble Navigation Ltd.), Topcon/Magnet Tools (Topcon Positioning Systems Inc.), WayPoint GrafNav (NovAtel Inc.), Leica Geo Office (Leica Geosystems AG), Pinnacle/Justin (Javad GNSS Inc.) и др.
Научные программы зачастую имеют открытые алгоритмы. Их распространение может быть как бесплатным, так и коммерческим. Над такими программами трудятся научные коллективы. Такие программы обычно имеют сложный, особенно для неподготовленного пользователя, интерфейс, а их функционал позволяет решать ряд дополнительных научно -исследовательских задач. Примерами научного ПО являются: Bernese GNSS Software (Астрономический университет Берна), GAMIT/GLOBK (Массачусетский институт технологий), GIBSY-OASIS II (Лаборатория реактивного движения NASA, Калифорнийский института технологий), GEONAP (Университет Ганновера) и др.
Некоммерческое программное обеспечение - явление, которое становится в настоящее время все более распространенным. Такое ПО распространяется бесплатно на основе свободных лицензий, их исходный код, как правило, открыт и может редактироваться пользователем. Функции таких
программ чаще всего соответствуют коммерческому программному обеспечению (ПО) или несколько проще. Такие программы чаще всего разрабатываются научно-исследовательскими и образовательными организациями. Примерами некоммерческих программ для математической обработки ГНСС-измерений могут служить GPSToolkit (Университет Техаса в Остине) и RTKLIB (T. Tacasu).
Кроме того, обработка измерений может осуществляться посредством онлайн-сервисов, часть из которых основана на относительном методе и использует данные ГНСС-измерений, полученные от сетей постоянно действующих базовых станций [2-4], что ограничивает территорию их функционирования зоной покрытия используемой сети. Другие сервисы используют метод Precise Point Positioning (PPP) [3, 4] для обеспечения глобальной доступности позиционирования с погрешностями на уровне первых сантиметров [3-6]. Большая часть онлайн-сервисов является бесплатной. Примерами онлайн-сервисов, имеющих мировой охват могут служить [3,4]: AUSPOS (Правительство Австралии), CSRS-PPP (Управление природных ресурсов Правительства Канады), APPS (Лаборатория реактивного движения NASA, Калифорнийский институт технологий), magicGNSS (GMV) и другие.
Применение некоммерческих программ и бесплатных онлайн-сервисов потенциально может заметно повысить экономическую эффективность геодезических работ. Кроме того, такие программы могли бы использоваться в качестве запасного варианта при сбоях в процессе обработки с помощью коммерческого ПО.
Для исследования было выбрано некоммерческое программное обеспечение RTKLIB (версия 2.4.2), в настоящее время все шире используемое для решения различных прикладных и исследовательских задач [7-9].
Коммерческое ПО, взятое для сравнения, было выбрано на основе результатов исследований [10, 11]. Кроме того, в рамках данной статьи для сравнения обработки методом PPP была выполнена обработка измерений посредством он-лайн-сервиса CSRS-PPP Управления природных ресурсов Канады [12].
В табл. 1 приведены сравнительные характеристики исследуемого ПО и сервисов [12-16].
Эксперимент в режиме статики
Исследования выполнялись в июне 2016 года на пунктах отраслевого геодезического полигона АО «СНИИГГиМС». Пункты располагаются в различных условиях приема спутникового сигнала (открытая местность, граница леса, лесная местность) (табл. 2).
Такое расположение пунктов помогает исследовать точностные возможности ГНСС-аппаратуры и алгоритмов программного обеспечения в сложных ландшафтных условиях, для которых характерно наличие препятствий на радиогоризонте, и, как следствие, многопутность и затухание спутниковых сигналов.
Исследуемое ПО и его характеристики
Наименования характеристик Программное обеспечение Онлайн-сервисы
Waypoint GrafNav Magnet Office Justin ЯТКЫБ CSRS-PPP
8.2 Tools
Тип Коммерческое ПО Некоммерческое ПО Бесплатный PPP сервис
Разработчик NovAtel, Inc Topcon Position Systems, Inc Javad GNSS ^ Tacasu IGS, Natural Resources Canada
Версия 8.2 2.5 2.121 2.4.2 1.05
Год выхода версии 2009 2013 2015 2013 2014
Наличие руководства + + + + +
Обработка L1/L2 + + + + +
Обработка кинематики + + + + +
Поддержка ГЛОНАСС + + + + не указано
Возможность обработ-
ки измерении непосредственно ГЛОНАСС (без GPS) - + + + -
Ограничение базовой линии (для двухчастот-ных измерений), км Фикс. решение 30 не указанно не указанно не указанно -
Предельная величина 1500 не указанно не указанно не указанно -
Ограничение по часто- не ука- не ука- до 100 не указан- интерполяция,
те измерении занно занно Гц но если чаще 1Гц
Поддержка RINEX 2.11 + + + + +
и выше
Поддержка моделей геоидов (EGM08 и др.) + + + + Только CGVD
Возможность сетевого + + +
решения
Решение методом
Precise Point Positioning + - - + +
(PPP)
Модель тропосферы по
умолчанию при использовании относи- Saasta-moinen Goad and Goodman Justin Saasta-moinen Hopfield + Davis (GPT)
тельного метода
Таблица 2
Пункты, на которых выполнялись измерения в режиме статики
Наименование пункта Тип местности Расстояние от базовой станции, км
«Потанинский» Открытая (базовая станция)
«Спартак» Открытая 12,7
064 Граница леса 20,6
«Морской» Хвойный лес 17,8
4976 Лиственный лес 24,5
Измерения выполнялись двухчастотными мультисистемными приемниками Leica Viva GS10 с интервалом 1 с. Использовались системы ГЛОНАСС, GPS. Продолжительность сеансов измерений составляла 10, 30 и 60 мин. Расположение мобильной станции (ровера) на пунктах показано на рис. 1.
Рис. 1. Расположение мобильной станции на пунктах эталонного геодезического полигона:
а) п. «Спартак» (открытая местность); б) 064 (граница леса); в) п. «Морской» (лиственный лес); г) 4976 (хвойный лес)
Базовая станция располагалась на п. «Потанинский», находившемся на крыше лабораторного корпуса АО «СНИИГГиМС».
При наблюдениях на указанных пунктах контролировалось количество спутников и PDOP (табл. 3).
Обработка выполнялась относительным методом с помощью ПО RTKLIB, GrafNav, Magnet OT и Justin. Результаты сравнения полученных координат пунктов с их эталонными значениями для различной продолжительности измерений приведены в табл. 4. В таблице зеленым цветом показаны фиксированные решения фазовой неоднозначности, желтым - плавающие, красным - решения по коду, серым - отсутствующие/навигационные решения (в расчет не брались).
Условия приема спутниковых сигналов на пунктах измерения
и базовой станции
Наименование пункта, тип местности Продолжительность измерений, мин Количество спутников (среднее) Среднее значение PDOP
GPS ГЛОНАСС
п. «Спартак» (открытая местность) 10 10 8 1,4
30 9 8 1,4
60 10 7 1,4
064 (полузакрытая местность) 10 9 6 1,9
30 9 7 1,9
60 10 8 2,0
п. «Морской» (закрытая местность) 10 9 6 2,4
30 9 6 2,8
60 - - -
4976 (закрытая местность) 10 9 6 2,4
30 9 6 3,0
60 9 7 2,8
п. «Потанинский» (базовая станция) > 300 8-9 8-10 1,1-1,2
Таблица 4
Сравнение координат пунктов, полученных обработкой относительным методом в различном ПО, с эталонными значениями
Наименование пункта, тип местности Продолжительность измерений, мин Абсолютная погрешность позиционирования, м
Gra fNav Magnet OT Justin RTKLIB
в плане по высоте в плане по высоте в плане по высоте в плане по высоте
п. «Спартак» (открытая местность) 10 0,03 0,02 0,08 0,07 0,03 0,77 0,03 0,11
30 0,03 0,01 0,06 0,06 0,04 0,06 0,04 0,10
60 0,03 0,01 0,03 0,00 0,03 0,09 0,02 0,08
п. 064 (граница леса) 10 0,04 0,02 0,04 0,00 0,04 0,12 0,04 0,10
30 0,03 0,06 0,19 0,16 0,04 0,13 0,04 0,08
60 0,03 0,06 0,03 0,01 0,03 0,10 0,05 0,05
п. «Морской» (лиственный лес) 10 0,88 0,03 0,74 0,66 1,20 1,74 0,14 0,09
30 0,17 0,10 0,19 0,16 0,12 0,14 0,10 0,05
п. 4976 (хвойный лес) 10 - - 0,71 1,50 0,11 0,04 0,12 0,46
30 6,48 9,23 1,48 1,58 - - 1,17 1,59
60 23,72 43,94 1,29 2,36 - - 0,12 0,48
При этом в RTKLIB в режиме объединения статических решений (Solution of Static Mode) в одну точку (Single) всегда указывалось фиксированное решение, а фактический тип решений был доступен только при выводе статики в виде трека (All).
Отдельно производилась обработка методом PPP в ПО GrafNav и RTKLIB. а также c помощью онлайн-сервиса CSRS-PPP. При сличении эталонных и оцененных координат пунктов имел место систематический сдвиг, возникающий из-за различий в локальных и глобальных параметрах пересчета координат из WGS84/ITRF2008 в СК-42. Результаты приведены в табл. 5.
Таблица 5
Сравнение координат пунктов, полученных обработкой методом РРР в различном ПО, с эталонными значениями
Наименование пункта, тип мест- Продолжительность, Абсолютная погрешность позиционирования, м
GrafNav CSRS-PPP RTKLIB
в плане по высоте в плане по высоте в плане по высоте
ности мин
п. «Потанин-
ский» (открытая 360 0,17 0,25 0,18 0,23 0,16 0,27
местность)
п. «Спартак» (открытая мест- 10 0,20 0,12 0,08 0,13 0,35 0,25
30 0,20 0,15 0,10 0,12 0,19 0,03
ность) 60 0,18 0,11 0,12 0,15 0,12 0,10
П. 064 (граница леса) 10 0,15 0,05 0,14 0,09 0,67 0,94
30 0,14 0,07 0,13 0,06 0,50 0,83
60 0,14 0,04 0,12 0,05 0,41 0,31
п. «Морской» 10 0,04 0,11 0,93 1,26 0,93 3,14
(лиственный лес) 30 0,82 0,02 0,42 0,65 0,35 0,79
п. 4976 (хвойный лес) 10 1,40 1,09 1,83 1,37 1,30 2,09
30 0,35 0,56 1,26 1,68 1,07 0,20
60 1,19 0,84 1,01 1,09 0,79 2,64
В табл. 5 цветом выделены решения, для которых плановое местоположение отличается от эталонного более чем на 1 м.
При выполнении обработки, в каждой программе создавался проект, включающий в себя четыре наблюдаемых пункта с продолжительностью измерений 10, 30 и 60 мин. Для GrafNav, RTKLIB и CSRS-PPP, однако, каждый сеанс измерений обрабатывался отдельно, так как отсутствовала возможность обрабатывать данные нескольких мобильных станций в одном проекте.
На рис. 2 отмечены оцененные с помощью различного ПО местоположения контрольных пунктов.
Рис. 2. Сравнение результатов оценивания планового местоположения пунктов,
полученных с помощью различного ПО
По итогам эксперимента, можно констатировать, что при позиционировании относительным методом, с помощью RTKLIB могут быть получены решения того же уровня точности, что и при использовании коммерческих программ: разности между решениями составили не более 1-2 см в плане и не более 4-5 см по высоте. Более того, в сложных условиях приема спутниковых сигналов программа RTKLIB в целом показала лучшие результаты, чем коммерческое ПО.
Что касается обработки методом PPP, в открытой местности и на границе леса, координаты пунктов, полученные RTKLIB методом PPP, имели погрешности уровня 0,1-0,3 м, что соответствует точности CSRS-PPP и GrafNav. Погрешность результатов, полученных с использованием всех испытуемых программ, в условиях закрытой местности достигала 1-2 м в плане.
Погрешность определения высот методом PPP для коротких сеансов была в 2-3 раза выше, чем у CSRS-PPP и GrafNav, однако, практически выравнивалась с ними при обработке сеансов продолжительностью 60 минут.
В целом, можно констатировать, что PPP в RTKLIB соответствовала другим испытуемым программам, однако для этого требовалась большая продолжительность измерений.
Важно отметить, что продолжительность измерений, имевшая место в данных экспериментах является недостаточной для полноценной реализации метода PPP. Кроме того, эталонные координаты были известны на эпоху 2006 года и могли измениться на несколько дециметров.
Эксперимент в режиме кинематики
В качестве экспериментальных данных были взяты кинематические измерения, выполненные приемником Javad Sigma G3T в ходе аэрогеофизических работ в июле 2013 года в Курагинском районе Красноярского края, проводившиеся ЗАО «Аэрогеофизическая разведка». Расстояние от БС не превышало 30 км, запись велась с частотой 5 Гц. Эта же траектория использовалась в исследованиях, рассмотренных в [10, 11].
Общий вид исследуемой траектории показан в программе RTKLIB после обработки относительным методом и методом PPP на рис. 3.
а)
б)
Рис. 3. Обработанная траектория полета в программе RTKLIB относительным
методом (а) и методом РРР (б)
Ранее были выполнены исследования коммерческого ПО в кинематическом режиме, описанные в [10]. В указанной публикации не давалось оценок точности для траекторий, полученных обработкой в различных программах, однако были приведены результаты их сравнения. В данном случае также были проанализированы разности в координатах и высотах соответствующих по времени эпох траекторий, полученных RTKLIB и коммерческими программами.
Графики разностей плановых координат и высот точек траекторий, полученных относительным методом и методом PPP в ПО RTKLIB и коммерческих программах, приведены на рис. 4.
Рис. 4. Графики сравнения координат и высот точек траекторий, полученной с помощью RTKLIB и других испытуемых программах/сервисах
Кроме того, сравнение качества обработки траектории выполнялось по отчетам по обработке измерений, предоставляемым сервисами и программами, а также по продолжительности обработки траектории.
В указанных отчетах для оценки точности оценивания траектории в GrafNav, RTKLIB и CSRS-PPP приводились величины стандартных отклонений (StDev) в плане и по высоте для каждой эпохи; в ПО Justin и Magnet Tools каждая эпоха обработанной траектории характеризовалась СКП в плане и по высоте (horizontal/vertical RMS). Здесь, несмотря на различия в названии точностных параметров, речь идет об оценке точности по внутренней сходимости результатов.
Результаты раздельного анализа отчетов по обработке приведены в табл. 6.
Таблица 6
Анализ каталогов полученных траекторий по отчетам об обработке
Наименования характеристик Относительный режим PPP
GrafNav Magnet OT Justin RTKLIB GrafNav CSRS-PPP RTKLIB
Время обработки полета, мин 10 > 60 15 45 15 ~25 10
Качество разрешения многозначности, % Фиксир ованные 94,4 65,5 100,0 68,9 0 100,0 100,0
Плавающие 5,6 34,45 - 31,1 100,0
Кодовые - 0,05 - - - - -
Нет решения - - - - - - -
Средняя внутренняя погрешность (СКП или StDev) в плане, м 0,02 0,04 0,02 0,04 0,11 0,02 0,3
Средняя внутренняя погрешность (СКП или StDev) по высоте, м 0,04 0,06 0,02 0,08 0,16 0,05 0,4
Примечание: анализировались эпохи непосредственно кинематической траектории полета (68500 эпох. 3 ч 50 мин) из общей продолжительности измерений 6 ч
В табл. 7 приведены статистические величины, характеризующие результаты сравнения RTKLIB с другими испытуемыми программами и сервисами.
Таблица 7
Разности решений RTKLIB и других испытуемых программ
Наименование параметра Относительный режим P] PP
GrafNav Magnet OT Justin GrafNav CSRS-PPP
СКП разностей, м (в плане; по высоте) 0,03; 0,04 0,04; 0,07 0,04; 0,13 0,83; 0,87 0,71; 0,93
Средняя разность, м (в плане; по высоте) 0,03; 0,02 0,02; 0,02 0,03; 0,11 0,58; 0,35 0,51; 0,15
В разностях между решениями RTKLIB и другого ПО очевидны общие закономерности (см. рис. 4), позволяющие предположить, что алгоритмы, используемые в RTKLIB могут иметь индивидуальные особенности, отличные от остальных программ.
В целом, координаты и высоты траектории, получаемые обработкой относительным методом, отличаются на 0,03-0,04 м (исключение составляют высоты, определенные с помощью Justin, имеющие систематический сдвиг относительно всех остальных решений на 0,05-0,08 м).
Результаты обработки методом PPP с помощью RTKLIB отличаются от решений CSRS-PPP и GrafNav на величину около 0,7-0,9 м в плане и по высоте. При этом решения CSRS-PPP и GrafNav имеют минимальные различия между собой. Характерный скачок в средней части графиков объясняется сменой суток по шкале времени GPS.
Для более объективной оценки качества обработки методом PPP в RTKLIB и другом испытуемом ПО, было выполнено сравнение координат и высот, полученных данным методом с координатами точек траектории, полученной в ПО GrafNav относительным методом (рис. 5).
Рис. 5. Графики сравнения координат и высот точек траекторий, полученной в программах/сервисах методом РРР с траекторией, обработанной относительным методом в ПО GrafNav
Из приведенных графиков, очевидно, что решения сервиса CSRS-PPP наиболее близки к результатам обработки относительным методом, а наиболее грубые (до 1,5 м) отклонения имеют решения RTKLIB.
Дальнейшие исследования причин таких погрешностей показали, что наблюдаемые погрешности связаны с высокой частотой измерений (5 Гц). При разрежении измерений, СКП, оцененные по разностям в плане и по высоте уменьшаются до величин 0,3 и 0,4 м, что сравнимо с решениями CSRS-PPP. Однако для решения ряда задач такая периодичность измерений не является оптимальной.
Выводы
Безусловно, на данном этапе (версия 2.4.2) RTKLIB имеет ряд недостатков в сравнении с коммерческим ПО:
- сложный пользовательский интерфейс;
- невозможность обработки данных нескольких роверов в рамках одного проекта;
- скудные настройки систем координат (по умолчанию доступна только WGS-84);
- сравнительно медленная обработка кинематики (относительным методом позиционирования);
- отсутствие алгоритмов сетевого решения (используется не более одной базовой станции);
- отсутствие поддержки режима <^1юр-апё^о».
Эти недостатки ощутимо сужают круг задач, решаемых программой. Часть из отсутствующих функций, однако, может быть запрограммирована пользователем.
Вместе с тем, необходимо отметить ряд достоинств данной программы, выгодно выделяющих ее на фоне коммерческого ПО:
- поддержка большинства функций современного коммерческого ПО для постобработки фазовых измерений (обработка базисных векторов L1+L2; работа в реальном времени в абсолютном, дифференциальном и RTK режимах; поддержка универсального формата ЯЖЕХ и пр.) [13];
- поддержка большого количества сторонних форматов (посредством встроенной утилиты TEQC);
- возможность обработки методом РРР;
- наличие фильтра Кальмана в прямом и/или обратном направлении;
- открытый программный код, подробно изложенные алгоритмы, возможность дополнения и усовершенствования;
- свободное распространение на основе бесплатной лицензии.
По результатам проведенных экспериментов, установлено, что статические решения, получаемые посредством некоммерческой программы RTKLIB, имеют отличия от решений, получаемых коммерческими программами относительным методом позиционирования, в пределах 1-2 см в плановых координатах и 4-6 см по высоте.
При этом в залесенной местности программа показала себя более надежно, чем коммерческие аналоги. Это свойство может быть использовано, например,
при геодезическом обеспечении геолого-геофизических работ, зачастую проводимых в подобной местности [17, 18].
При обработке кинематических траекторий, разности между координатами, получаемыми RTKLIB и коммерческим ПО возрастают в 1,5-2 раза.
Таким образом, при постобработке ГНСС-измерений относительным методом, программа RTKLIB показывает качество решений, сопоставимое с коммерческими программами, не смотря на отсутствие некоторых дополнительных возможностей.
Координаты и высоты, полученные методом PPP в RTKLIB имели погрешности, соответствующие погрешностям онлайн-сервиса CSRS-PPP и ПО GrafNav, если не брать в расчет короткие сеансы спутниковых наблюдений (менее 30 минут). Для открытой местности эти погрешности, как правило, не превышали первых дециметров, в лесу доходили до 1-2 м.
В режиме кинематики, решения RTKLIB методом PPP имели отличия от других испытуемых программ на уровне 0,7-0,9 м в плане и по высоте, что несколько ограничивает применение данного режима. Указанные погрешности были выявлены при интервале измерений 0,2 с. В проведенном эксперименте погрешность уменьшалась при увеличении интервала измерений (разрежения набора данных).
На данном этапе, безусловно, существует техническая возможность применения свободного ПО для решении как научных, так и инженерных задач. Следует рассмотреть вопрос о сертификации этого ПО, так как обязательная процедура утверждения типа средств измерений, в том числе ГНСС-аппаратуры, предполагает идентификацию программного обеспечения и оценку его влияния на метрологические характеристики средства измерений.
В настоящее время RTKLIB продолжает активно дорабатываться, однако, также продолжают развиваться и коммерческие программные продукты. Представляется маловероятным, что по всей совокупности характеристик, включая универсальность и удобство использования, свободное ПО в скором времени превзойдет коммерческие образцы. Как правило, некоммерческое ПО может быть эффективно использовано для решения узкого круга задач, в данном случае, для обработки данных ГНСС-измерений. Однако в настоящее время существует довольно большое многообразие узкоспециализированных программных продуктов под свободной лицензией: от калькуляторов координат [19] до средств обработки данных спутниковой радарной съемки [20]. Все большую популярность в настоящее время приобретают открытые геоинформационные системы и картографические сервисы [21, 22]. В этих условиях появляется возможность собрать полноценный инструментарий и выстроить альтернативные технологические цепочки с использованием исключительно некоммерческого программного обеспечения. Например, в качестве средства уравнивания геодезических сетей и менеджера систем координат, не предусмотренных в RTKLIB, можно использовать проверенное временем ПО SNAP и CONCORD, разработанное Службой геоинформации Новой Зеландии и распространяемое бесплатно в виде исполняемых файлов [23] и исходных кодов [24].
В заключение следует отметить, что использование ПО с открытым алгоритмом является одним из условий качественной интерпретации получаемых результатов. Развитие технологии геодезических работ, опирающейся на использование программного обеспечения, в котором каждый шаг обработки данных открыт пользователю, может быть проанализирован и усовершенствован, является крайне важным и для развития геодезии как науки, и для ее сохранения как сферы высококвалифицированной профессиональной деятельности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. El-Rabbany, Ah. Introduction to GPS / Ah. El-Rabbany. - British Library Catalouging in Publication Data. - 2002. - 176 p.
2. Антонович, К. М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии : монография. В 2 т. Т. 2. - М. : Картгеоцентр, 2006. - 360 с. : ил.
3. Ocalan T., Erdogan B., Tunalioglu N. Analysis of web-based online services for GPS relative and precise point positioning techniques // Boletim de ciencias geodesicas. - 2013. - 19 (2). -P.191-207.
4. Rapinski J., Cellmer S. Tests of Selected Automatic Positioning Systems in PostProcessing Mode // Technical Sciences. - 2011. - No. 14 (1). - P. 45-56.
5. Bisnath S., Gao Y. Precise Point Positioning - A Powerful Technique with a Promising Future // GPS World. - 2009. - No. 4. - P. 43-50.
6. Chasagne O. One-centimeter accuracy with PPP // Inside GNSS. - 2012.- No. 2. - P. 49-54.
7. Jäger R. GOCA - GNSS Control [Electronic resource]. - URL: http://goca.info/docs/flyer/GNSSControl-Flyer_English.pdf.
8. Exploring ultra-low cost precision GPS with RTKLIB and Ublox receivers [Electronic resource] RtkLib Explorer. - URL: https://rtklibexplorer.wordpress.com/.
9. Reach [Electronic resource] / EMLID. - URL: http://emlid.com/reach/.
10. Шевчук С. О., Косарев Н. С., Антонович К. М. Сравнение коммерческих программ постобработки измерений ГНСС в режиме кинематики для геодезического обеспечения аэрогеофизических работ // Вестник СГУГиТ. - 2016. - Вып. 3 (35). - С. 79-102.
11. Шевчук С. О., Косарев Н. С. Исследование коммерческих программ постобработки измерений ГНСС в режиме кинематики для геодезического обеспечения аэрогеофизических работ. Первые результаты // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 2. - С. 6976.
12. Precise Point Positioning [Electronic resource] / National Resources Canada - Earth Sciences. - URL: https://webapp.geod.nrcan.gc.ca/geod/tools-outils/ppp.php.
13. RTKLib [Electronic resource] / RTKLIB: An Open Source Program Package for GNSS Positioning. - URL: http://www.rtklib.com/.
14. GrafNav/GrafNet User Guide [Electronic resource] / NovAtel. - URL: http://www.novatel.com/assets/Document/Downloads/NavNet780_Manual.pdf.
15. Justin. Руководство по использованию ПО [Электронный ресурс] / Javad GNSS -Режим доступа: http://www.javadgnss.ru/doc/justin/Justin_Software_Manual_RUS.pdf.
16. Magnet Tools. Справочное руководство. Серийный номер 1002090-01.
17. Шевчук С. О. Исследование метода точного точечного позиционирования для геодезического обеспечения геолого-геофизических работ // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картогра-
фия, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск : СГГА, 2012. Т. 2. - С. 251-258.
18. Навигационно-геодезическое обеспечение геолого-геофизических работ с использованием глобальных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS / А. Г. Прихода, А. П. Лапко, Г. И. Мальцев, С. О. Шевчук // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск : СГГА, 2011. Т. 1, ч. 2. -С.174-180.
19. NGS Geodetic Toolkit [Electronic resource]. - URL: https://www.ngs.noaa.gov/TOOLS/.
20. Next Era SAR Toolbox [Electronic resource]. - URL: https://earth.esa.int/web/nest/home.
21. Материалы - Открытые ГИС 2015 [Электронный ресурс] / Открытые ГИС 2015. -Режим доступа: http://gisconf.ru/materials.
22. Дубинин М. Ю., Рыков Д. А. Открытые настольные ГИС: обзор текущей ситуации // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации. - 2009. - 5 (72). - С. 20-27.
23. Land Information New Zealand. Download Geodetic Software [Electronic resource]. -URL: http://www.linz.govt.nz/data/geodetic-services/download-geodetic-software.
24. Land Information New Zealand on GitHub [Electronic resource]. - URL: https://github.com/linz.
© С. О. Шевчук, К. И. Малютина, Л. А. Липатников, 2017
