Национальная сеть высокоточного спутникового позиционирования

Услуга по предоставлению дифференциальных корректирующих поправок для высокоточного определения координат на территории действия национальной сети высокоточного позиционирования (территория всех субъектов Российской федерации) — «РКС Высокая точность»

Геодезическое и картографическое обеспечение хозяйственной деятельности в области строительства, кадастровой съемки, управления земельным комплексом, объектами капитального строительства, управления транспортом требует определения координат объектов в режиме реального времени с дециметровой и сантиметровой точностью. В настоящее время указанные точности в режиме реального времени достигаются на базе технологий глобальной спутниковой навигации с использованием сетей наземных корректирующих станций. Строительство таких сетей требует высоких капитальных затрат, а также решения достаточно сложных проблем с организацией их постоянного функционирования и предоставления качественных навигационных услуг, обеспечиваемых высококвалифицированным эксплуатационным персоналом.

На территории Российской Федерации установлены и используются в качестве одиночных или объединенных в локальные сети около 800 корректирующих станций ГЛОНАСС/GPS, принадлежащих различным юридическим и физическим лицам.

В связи с отсутствием единого государственного реестра корректирующих станций и нормативно-правовой базы, требующей их обязательную регистрацию, нет возможности получить информацию о расположении корректирующих станций, их владельцах, площади и плотности покрытия территории полем корректирующей информации, нет возможности классифицировать станции и сети по точности определения координат при их использовании. Такая информация необходима для планирования и проведения работ на конкретной территории с требуемой точностью.

Кроме того, отсутствие публичной информации о существующих корректирующих станциях и отсутствие эффективного регламентированного механизма пользования «чужими» станциями ведут к неоптимальному размещению вновь строящихся корректирующих станций – несколько сетей высокоточного позиционирования и одиночных базовых станций покрывают одну и ту же территорию и используются исключительно в интересах собственника сети. Как следствие, при строительстве сетей высокоточного позиционирования за средства государственного бюджета необоснованно перерасходуются бюджетные средства.

Интеграция существующих корректирующих станций в единую сеть и предоставление свободного доступа к информации о характеристиках единой сети и входящих в нее станций обеспечили бы сплошную зону покрытия и непрерывность поля корректирующей информации на экономически развитой территории Российской Федерации для проведения геодезических работ с сантиметровой точностью определения координат объектов в режиме реального времени.

Значительная часть корректирующих станций и локальных сетей на их основе построена за средства государственного бюджета федерального и регионального уровней. При этом, средства на техническую поддержку созданных сетей и содержание высококвалифицированного персонала, обеспечивающего такую поддержку и предоставление сервисов высокоточного позиционирования пользователям, как правило, бюджетами не предусмотрены. Истраченные средства государственного бюджета отдачи не приносят, а созданные сети прекращают функционирование, вплоть до физического разрушения.

В настоящее время АО «Российские космические системы» ведет инициативную разработку проекта, целью которого является создание национальной спутниковой сети высокоточного позиционирования (НСВП) на основе объединения имеющихся сетей и одиночных корректирующих станций. В рамках проекта предполагается объединить не менее 600 станций ГЛОНАСС/GPS с обеспечением определения географических координат в границах сети с сантиметровой точностью. Общая технологическая схема обеспечения геодезических работ на основе сервисов НСВП представлена на рисунке 1.

Рисунок 1

Кроме технологического объединения корректирующих станций проект предусматривает оптимизацию топологии существующих сетей и строительство новых станций в инвестиционно привлекательных районах, создание нормативно-правовой базы, регулирующей приобретение, установку, регистрацию корректирующих станций, условия и регламенты доступа к корректирующей информации, создание компании-оператора, отвечающей за надежность и качество предоставляемых услуг высокоточного позиционирования.

В мире существуют примеры успешной реализации государственных и коммерческих широкомасштабных сетей высокоточного спутникового позиционирования. На рисунке 2 представлена информация о трех наиболее крупных реализованных за рубежом проектов.

Технологической основой интеграции корректирующих станций в единую сеть является интеграционная вычислительная платформа, разработанная АО «Российские космические системы» совместно с некоммерческим партнерством «Операторов сетей высокоточного спутникового позиционирования». Интеграционная вычислительная платформа реализована с использованием «облачных» технологий и обеспечивает объединение локальных сетей и отдельных станций в единую сеть, уравнивание сетей, мониторинг состояния станций, динамическое формирование виртуальных сетей в интересах потребителей, предоставление сервисов высокоточного позиционирования, включая сервисы VRS, и пр.

Рисунок 2

  • Некоммерческое партнерство «Операторов сетей высокоточного спутникового позиционирования» (НП ОСВП) учреждено с целью реализации проекта по созданию НСВП и обеспечивает:

    • техническую поддержку функционирования интеграционной вычислительной платформы;
    • ведение базы данных корректирующих станций;
    • техническую поддержку функционирования биллинговой системы расчетов;
    • технологию обмена данными между поставщиками и потребителями информации от корректирующих станций;
    • функционирование электронной площадки для публикации информации о корректирующих станциях НСВП и взаимодействия членов НП ОСВП по заключению сделок между поставщиками и потребителями корректирующей информации.

    Организационно-техническая структура НСВП показана на рисунке 3.

    Компания-оператор, отвечает за надежность и качество предоставляемых услуг высокоточного позиционирования. Оператор НСВП выполняет следующие функции:

    • техническое обслуживание и развитие сети;
    • предоставление сервисов высокоточного позиционирования по принятым стандартам;
    • объединение корректирующих станций НСВП в сеть;
    • непрерывный сбор спутниковой навигационной информации, принимаемой корректирующими станциями;
    • подготовка корректирующей информации для пользователей;
    • передача поправок пользователям;
    • управление качеством сервисов НСВП:
      • контроль целостности данных, поступающих с корректирующих станций;
      • online-мониторинг станций;
      • мониторинг координат станций (в постобработке);
      • ведение статистики  доступности и качества услуг.

Рисунок 3

  • В таблице 1 представлена спецификация сервисов высокоточного позиционирования НСВП.

    Создание единого поля корректирующей информации позволит существенно повысить эффективность работ, связанных с необходимостью высокоточного определения координат и позволит выполнить ряд задач, сформулированных в «Концепции развития отрасли геодезии и картографии до 2020 года», утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 2378-р.

    НСВП обеспечивает выполнение задач:

    • расширение территории, обеспеченной технологией высокоточного позиционирования;
    • предоставление гарантированных сервисов позиционирования с требуемыми точностями;
    • получение координат объектов в системе координат ГСК-2011;
    • предоставление сервисов пересчета координат в разные системы координат;
    • сокращение капитальных затрат на создание сетей корректирующих станций;
    • содержание высокопрофессионального персонала, обеспечивающего эксплуатацию и техническое обслуживание отдельных сетей корректирующих станций, только на уровне управления НСВП;
    • повышение качества и сокращение сроков выполнения геодезических и кадастровых работ;
    • повышение точности и скорости контрольных измерений.

Таблица 1

На сегодня значимыми достижениями в реализации проекта являются:

  • подписание между Росреестром и АО «Российские космические системы» Соглашения о сотрудничестве в области создания и развития национальной сети высокоточного позиционирования. Росрестр выполняет роль координирующего государственного органа исполнительной власти и рассматривает НСВП, как один из инструментов создания высокоэффективной системы геодезического обеспечения Российской Федерации в соответствии с «Концепцией развития отрасли геодезии и картографии до 2020 года», утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 2378-р;
  • участие в проекте НСВП ОАО «РЖД», как крупного собственника сетей корректирующих станций и потребителя услуг высокоточного позиционирования. Разработана и реализуется Программа мероприятий по участию ОАО «РЖД» в НСВП. В настоящее время ведутся работы по реализации пилотного проекта НСВП на Северной железной дороге в Ярославской и Вологодской областях;
  • участие в проекте ФГУП «Ростехинвентаризация–Федеральное БТИ» с перспективой подключения в сеть НСВП более 200 корректирующих станций и также являющегося одним из наиболее крупных потребителей услуг высокоточного позиционирования;
  • достижение договоренностей и подписание ряда соглашений с субъектами Российской Федерации о сотрудничестве по созданию единой национальной сети спутникового высокоточного позиционирования.

Подключение к НСВП спутниковых сетей высокоточного позиционирования субъектов Российской Федерации обеспечивает регионам:

  • снижение затрат на модернизацию и обслуживание сети;
  • возможность обмена данными с сопредельными сетями;
  • возможность получения сетевого решения на границе региональной сети;
  • возможность коммерческого использования собственной сети на основе установленных тарифов и трафика;
  • возможность предоставления данных сети на коммерческих условиях ряду корпоративных клиентов (ОАО «РЖД», нефтегазовые компании и др.).

Для дальнейшего продвижения и эффективной реализации проекта по созданию НСВП представляется целесообразным планирование и выполнение мероприятий по следующим направлениям:

  1. формирование требований к сервисам высокоточного позиционирования НСВП в обеспечение развития отрасли геодезии и картографии;
  2. формирование нормативно-правовой базы по созданию НСВП и использованию сервисов высокоточного позиционирования, в частности, внесение соответствующих поправок в проект федерального закона № 744685-6 «О геодезии, картографии и пространственных данных и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», принятого в первом чтении Государственной Думой Федерального Собрания Российской Федерации 12 мая 2015 года;
  3. формирование модели и механизмов предоставления сервисов НСВП государственным органам исполнительной власти;
  4. совершенствование и развитие программного обеспечения интеграционной вычислительной платформы НСВП;
  5. создание легитимного оператора НСВП, гарантирующего качество предоставляемых сервисов;
  6. формирование условий заинтересованности присоединения к НСВП владельцев коммерческих сетей спутниковых корректирующих станций;
  7. формирование мероприятий в государственных программах и в федеральных целевых программах, способствующих развитию НСВП в части повышения эффективности системы геодезического обеспечения Российской Федерации.