Датчик GNSS

Датчик GNSS

Система GNSS-мониторинга Worldsensing предназначена для автоматизированного высокоточного контроля трехмерных пространственных перемещений грунта и инженерных объектов. Решение позволяет непрерывно отслеживать абсолютные смещения контрольных точек и применяется для оценки устойчивости и поведения карьеров, откосов, хвостохранилищ, дамб, оползневых участков, строительных площадок и других объектов, где необходимо контролировать осадку, просадку, пучение и горизонтальные перемещения.

Принцип работы системы основан на спутниковых измерениях GNSS с использованием технологии RTK. GNSS-датчики устанавливаются непосредственно в контролируемых точках и получают сигналы от группы спутников для определения своего пространственного положения. Один из датчиков используется в качестве базовой станции с известными координатами, остальные работают как ресиверы в контролируемых точках. Базовая станция формирует RTK-поправки и передает их ресиверам по беспроводной сети LoRa. На основании спутниковых измерений и полученных поправок система определяет изменение координат каждой контрольной точки и тем самым фиксирует ее фактическое перемещение в трех измерениях.

Применение маломощной беспроводной связи LoRa позволяет организовать автономную сеть мониторинга без прокладки кабельных линий между контрольными точками и без необходимости постоянного подключения каждого GNSS-датчика к сотовой сети или интернету. Результаты измерений передаются по той же сети LoRa на устройство CMT Edge, после чего информация может поступать во внешние системы через стандартные каналы связи, включая LAN и сотовую связь. Архитектура обеспечивает работу системы на удаленных и труднодоступных объектах и позволяет интегрировать GNSS-мониторинг с существующей инфраструктурой Worldsensing и другими геотехническими датчиками.

Система обеспечивает миллиметровую точность определения пространственных перемещений. Для 24-часовых агрегированных значений заявлена точность до 2 мм по горизонтальной и до 3 мм по вертикальной оси. Результаты испытаний показывают возможность получения высокоточных данных и при значительном удалении ресиверов от базовой станции. Измерения позволяют контролировать как абсолютное горизонтальное смещение, так и отдельные составляющие перемещения, высоту, широту и долготу контрольной точки.

Полученные данные доступны через программное обеспечение CMT Edge. Пользователь может просматривать последние измерения и временные графики, контролировать параметры работы GNSS-узлов и получать информацию о пространственных перемещениях. Результаты измерений и служебные данные также могут выгружаться в формате CSV для дальнейшей обработки и интеграции с внешними информационными системами. Через CMT Edge выполняется конфигурирование GNSS-сети, включая назначение базовой станции и ресиверов, ввод координат базовой точки, привязку ресиверов к соответствующей базовой станции и настройку параметров работы системы.

GNSS-датчик может быть сконфигурирован как базовая станция или как ресивер, что упрощает построение и последующее масштабирование сети. Первоначальная настройка выполняется с помощью приложения Worldsensing, а дальнейшее управление системой возможно посредством CMT Edge и облачной платформы Worldsensing Cloud. Универсальная архитектура позволяет расширять сеть новыми контрольными точками и объединять GNSS-мониторинг с другими геотехническими средствами измерений в единую систему наблюдений.

Оборудование рассчитано на длительную автономную эксплуатацию в тяжелых промышленных и климатических условиях. В зависимости от режима работы расчетный срок службы комплекта батарей достигает примерно трех лет. Корпус выполнен из алюминия и имеет степень защиты IP68, оборудование рассчитано на эксплуатацию при температуре от −40 до +80 °C. Такая конструкция позволяет использовать систему на удаленных объектах с минимальной необходимостью технического обслуживания.

Для обмена данными применяется радиосвязь в диапазоне ISM ниже 1 ГГц с поддержкой LoRa/LoRaWAN. Связь между устройством и шлюзом в условиях прямой видимости может обеспечиваться на расстоянии до 15 км, в городской среде — до 4 км, а заявленная дальность связи между базовой станцией и GNSS-ресивером при прямой видимости составляет до 5 км. Двунаправленная связь позволяет не только получать измерения, но и удаленно выполнять конфигурирование GNSS-узлов.

Благодаря сочетанию спутникового позиционирования, RTK-коррекции, энергоэффективной беспроводной передачи данных и автономного питания система Worldsensing обеспечивает долговременный автоматизированный мониторинг пространственных перемещений без необходимости создания сложной кабельной и энергетической инфраструктуры на каждой точке наблюдений. Решение ориентировано на объекты, где критически важны миллиметровая точность, автономность оборудования, большая территория мониторинга и возможность постепенного масштабирования сети.