SAPOS в земле Гессен, Германия (22.11.2013, ИБО

Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
SAPOS® в земле Гессен
(обзорный доклад)
составлен Dipl.-Ing. Bernhard Heckmann и Dipl.-Ing. (FH) Bernd Padberg
для международного форума
Innovation, Businnes, Education
докладчик Dipl.-Ing. (FH) Christian Rzeznik
HLBG Wiesbaden
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
содержание
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Что такое SAPOS® ?
Основные принципы SAPOS®
SAPOS® - услуги и расценки
SAPOS® - сеть базовых станций
SAPOS® - техническое оснащение
SAPOS® - расчётный центр
Затраты на установку и эксплуатацию
Пользователи SAPOS®
Управление качеством
Прочие аспекты SAPOS®
HLBG / B. Heckmann
2
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
1. Что такое SAPOS® ?

SAPOS® - геодезическая служба спутникового позиционирования Германии

использует глобальные навигационно-спутниковые системы (GNSS – напр.
GPS, GLONASS, Galileo) для определения позиции в пространстве на
поверхности земли.

важнейший компонент для предоставления государственных геодезических
координат в системе ETRS89 (единая 3D-система координат в Европе).

подготовка ETRS89 для реализации государственных задач в Германии (ETRS89 /
DREF91) с помощью 3 различных сервисов позиционирования на базе GNSS.
HLBG / B. Heckmann
3
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
инфраструктура
сервисов позиционирования на базе GNSS
Космический сегмент
Сегмент базовых станций
HLBG / B. Heckmann
Контрольный сегмент
Сегмент
пользователей
4
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 08.05.2016
позиционирование при помощи SAPOS® на базе GNSS
GNSS-сигналы
Сеть базовых станций
(ETRS89)
расчётный центр
Космический сегмент
(GPS, GLONASS,
Galileo)
SAPOS® поправки за
счёт сети
GNSS-сигналы
пользователи SAPOS®
5
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
2. Основной принцип SAPOS®

Дифференциальное определение местоположения с помощью GNSS точнее, чем
абсолютное.

Отклонения между заявленной координатой (в ETRS89) и координатой, актуально
определённой с помощью GNSS, практически идентичны в любом регионе.

Постоянное вычисление этих отклонений на твёрдо установленных постоянно
действующих базовых станциях.

Определение поправок с учётом отклонений на территории базовых станций.

Предоставление поправок пользователям, имеющим собственные GNSSприёмники, через стандартизированные сервисы в режиме реального времени или
для последующей обработки.
HLBG / B. Heckmann
6
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 08.05.2016
3. Спецификация сервисов SAPOS®
EPS
HEPS
GPPS
сервис
позиционирования в
режиме реального
времени
сервис высокоточного
позиционирования в
режиме реального
времени
сервис точного
геодезического
позиционирования
способ
режим реального
времени
режим реального
времени
постобработка
точность
местоположения
0,3 – 1 м
1 - 2 см
< 1 см
точность
высоты
0,5 – 2 м
2 – 4 см
< 2 см
формат данных
RTCM 2.3
RTCM 3
RTCM 2.3
RINEX 2.1
способ передачи
Internet
(GPRS, UMTS)
GSM, Internet
(GPRS, UMTS)
Internet
(Webserver)
7
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
Стоимость сервисов SAPOS®



сервис позиционирования в режиме реального времени
EPS:
150 евро / год (один раз при покупке)
доходы: прим. 1.000 евро / год
сервис высокоточного позиционирования в режиме реального времени
HEPS:
0,10 евро / минуту, минимум 10 евро / месяц
доходы: прим. 38.000 евро / год
сервис точного геодезического позиционирования GPPS:
0,20 евро / минуту, минимум 10 евро / месяц
доходы: прим. 12.000 евро / год
HLBG / B. Heckmann
8
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
4. Сеть базовых станций SAPOS®
 государственная система
координат
 около 270 базовых станций
 Современное оборудование
(Hard-&Software)
 Международные стандарты
 Непрерывное обеспечение
качества
9
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
Сеть базовых станций SAPOS® в Гессен

13 станций в земле Гессен
(Trimble Net R5)
GPS + GLN

15 станций в соседних
федеральных землях
(Trimble und Leica)
GPS + GLN + GAL

Среднее расстояние
между станциями < 50 km
HLBG / B. Heckmann
10
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
5. SAPOS® - техническое оснащение (1)
a) антенны / пример: Trimble Zephyr Geodetic 2
антенна на опоре
HLBG / B. Heckmann
на стене здания
адаптер направления
на север
11
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
SAPOS® - техническое оснащение (2)
b) Приёмник и установка IT
(сверху вниз)
 Network Power Switch
(для включения-выключения
отдельных компонентов
через модем или LAN)
 ISDN-модем +
A/B-преобразователь
 DSL-Router
 GNSS приёмник
 Teleswitch
для вкл./выкл. питания
по телефону
 ISDN-соединение
HLBG / B. Heckmann
12
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
6. SAPOS® - расчётный центр

Предоставление 3 государственных сервисов позиционирования EPS, HEPS,
GPPS по единым общегерманским стандартам.

Другие задачи:
 Объединение базовых станций SAPOS® в сеть.

Непрерывный сбор спутниковых сигналов, принимаемых базовыми станциями.

Подготовка поправок для пользователей SAPOS®.

Передача поправок пользователям.

Управление качеством сервисов SAPOS® –
мониторинг базовых станций, сети, подготовленных поправок, …
HLBG / B. Heckmann
13
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
Техническое оснащение расчётного центра
Установлены (сверху вниз)
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
KVM Switch
Network Power Switch
Server-01
Intel Xeon E3-1265Lv2 4C/8T 2.50GHz 8MB
16GB (1x4GB) 2Rx8 DDR3-1600 U ECC
Server-02
2 * HD SATA 6G 500GB 7.2K HOT PL 2.5" BC
Server-Web
монитор / клавиатура
PMX Primärmultiplexer (GSM)
Интернет-соединение 2Mbit
DSL-Router
Management Router
фильтр 1
фильтр 2
Gateway
GSM-Einwahlrouter
Firewall
HLBG / B. Heckmann
14
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
Обеспечение беспрерывной работы расчётного центра

Условие: обеспечение постоянной доступности сервисов
SAPOS®!

Дубликат расчётного центра в другом здании физическое резервирование

Защита от «чрезвычайных ситуаций», напр.
 обесточивания
 сбоев в телефонной сети
 сбоев в сети DSL
 пожаров
 затоплений
 вандализма
 и т.п.
HLBG / B. Heckmann
HLBG Wiesbaden
AfB Limburg
15
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
Привязка
пользователей
HLBG / B. Heckmann
16
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
Используемое программное обеспечение
HLBG / B. Heckmann

В земле Гессен:
 Trimble Pivot Platform (TPP)
http://www.trimble.com

альтернативы:

Leica GNSS Spider
http://www.leica-geosystems.de/de/GNSS-ReferenzNetzwerke_4229.htm

Geo++ GNSMART / GNNET
http://www.geopp.de
17
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
7. Затраты на установку и эксплуатацию

Затраты на установку 1 базовой станции:
o
o
o

o
~
2.500 евро
Установка (один раз)
Эксплуатация (в месяц)
~ 30.000 евро
~ 11.500 евро
Расчётный центр:
o
o

~ 20.000 евро
~ 1.000 евро
Затраты на телекомуникационную сеть:
o

GNSS приёмник + антенна
Network Powerswitch, Modem, Teleswitch
Крепление для антенны, шкаф,
первичное оборудование
Trimble Pivot Platform Software (один раз)
сопровождение прогр. обеспечения (в год)
4 сервера, вкл. операционную систему
(один раз)
~ 260.000 евро
~ 25.000 евро
~ 15.000 евро
Прочие расходы:
o
o
Арендная плата в месяц
Техобслуживание оборудования
HLBG / B. Heckmann
~ 2.500 евро
~ 12.000 евро
18
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
8. Пользователи сервиса HEPS
HLBG / B. Heckmann
19
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
Пользователи сервиса GPPS
HLBG / B. Heckmann
20
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
9. SAPOS® - управление качеством

Контроль за полнотой данных, поступающих с базовых
станций

Мониторинг сети
(online-мониторинг базовых станций)

Мониторинг координат базовых станций
(в постобработке)

Ведение статистики доступности и качества услуг

…
HLBG / B. Heckmann
21
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
10. Прочие аспекты SAPOS®

Предоставление геодезических координат с помощью SAPOS® экономичнее, чем с
помощью опорной сети – опорные пункты используются в качестве дополнения.

Производство и предоставление результатов позиционирования осуществляется в
единой государственной системе координат.

Использование нескольких GNSS (GPS und GLONASS, в будущем также Galileo и
Beidou).

результаты 3D-позиционирования в системе ETRS89
(местоположение и эллипсоидные высоты в ситеме GRS80).

Для пересчёта эллипсоидальных высот в физические нормальные высоты
требуется модель соответствующей поверхности высот (напр. геоид).
HLBG / B. Heckmann
22
Hessische Verwaltung für
Bodenmanagement und Geoinformation
Wiesbaden, den 17.06.2013
Большое спасибо за внимание!
HLBG / B. Heckmann
23