Застосування технології GNSS RTK для розмінування територій

Проблема розмінування територій є критично важливим аспектом сучасної безпеки. У різних куточках світу залишаються небезпечні міни та бомби часів воєнних конфліктів, загрожуючи цивільному населенню та ускладнюючи розвиток інфраструктури. Ці неспровоковані загрози можуть призвести до загибелі людей, пошкодження майна та довгострокових економічних втрат. Після вторгнення Росії в Україну, станом на середину Жовтня 2023 року було встановлено, що в Україні потенційно заміновано 30% території – 174 тисячі кв. км. Для порівняння, цей обсяг становить три площі країни Хорватії.

Використання сучасних технологій, таких як GNSS RTK, є перспективним методом для точної локалізації та нейтралізації небезпечних об'єктів. В даний момент, процес розмінування не включає поняття "построїти маршрут по дорозі до...", а фокусується виключно на конкретних об'єктах. Зокрема, це означає визначення точок на карті. У практичному використанні сапери виявляють потенційно небезпечні об'єкти, а після цього вносять їхні координати до системи картування. На жаль, за такого підходу, можлива похибка локалізації до 30 метрів і навіть більше.

Отже, для успішного та безпечного розмінування необхідний якісний металошукач, сумісний з RTK. Це дозволить не лише точно визначити місце знаходження потенційно небезпечного об'єкта, а й записати та прокласти маршрут, яким спеціаліст дійшов до конкретної точки, як переміщався по території та як вийшов з неї. RTK має стати необхідною складовою у реалізації завдань розмінування. Це особливо стосується інженерних команд, які докладно досліджують території, враховуючи кожен сантиметр.

У цій статті ми розглянемо, як технологія RTK сприяє ефективній боротьбі з проблемою розмінування та забезпечує безпеку суспільства, та яка роль компанії ТОВ Геометр Інтернешнл у цьому процесі.

Роль технології GNSS RTK у процесі розмінування територій

Завдяки високій точності та надійності, технології GNSS RTK відіграють ключову роль у процесі розмінування територій. Глобальні навігаційні супутникові системи (ГНСС) дозволяють визначати координати об'єктів, а використання технології RTK дозволяє це робити з високим ступенем точності, що особливо важливо при виявленні та видаленні мін та боєприпасів. Системи RTK (Real-Time Kinematic) додають ще більшої точності, забезпечуючи практично миттєву корекцію даних і дозволяючи працювати з об'єктами з сантиметровою точністю. Це суттєво покращує безпеку операцій з розмінування, мінімізуючи ризики для фахівців та забезпечуючи точну геоприв'язку небезпечних об'єктів. Таким чином, GNSS RTK стає незамінним інструментом у зусиллях з очищення територій від вибухових предметів та забезпечення безпеки населення.

Що таке GNSS та RTK?

Глобальні навігаційні супутникові системи (ГНСС, або GNSS) є мережа штучних супутників, що орбітують навколо Землі, і наземних станцій, які забезпечують постійну передачу сигналів. Ці сигнали дозволяють приймачеві визначати свої координати в реальному часі, ґрунтуючись на часі поширення сигналу від супутника до приймача.

Системи Кінематики Реального Часу (RTK - Real-Time Kinematic) є розвитком ГНСС (GNSS). Вони дозволяють підвищити точність позиціонування до сантиметра, використовуючи додаткові наземні станції, які коригують дані від супутників. Метод RTK забезпечує високий ступінь точності в реальному часі, що робить цю технологію дуже ефективною в додатках, де потрібна висока точність позиціонування.

Ці дві технології, GNSS та RTK, утворюють потужний інструмент для точного геоприв'язування об'єктів на землі. Вони знайшли застосування у багатьох сферах, від геодезії та будівництва до сільського господарства та розмінування територій. У контексті розмінування, висока точність та миттєва корекція даних, що надаються GNSS RTK, відіграють ключову роль у забезпеченні безпеки та ефективності операцій з виявлення та знешкодження вибухових пристроїв.

Принцип роботи GNSS RTK

Принцип роботи GNSS RTK заснований на використанні двох типів приймачів: Базового (Базова станція) та Рухомого (Ровера).

ГНСС Базова станція:

Базова станція - це GNSS приймач, який встановлений на відомій географічній позиції і зазвичай з'єднаний зі статичною точкою, яка називається опорною (референсною) станцією. Базова станція відстежує сигнали від супутників та реєструє дані про час приходу сигналів від кількох супутників. Для отримання сантиметрової точності позиціонування можна використовувати особисту базову станцію або орендувати GNSS корекції у постачальника мережі референсних RTK станцій. Компанія Геометр Інтернешнл є українським виробником та постачальником GNSS Базових Станцій та постачальником супутникових корекцій від мережі Базових Станцій. 

Рухомий ГНСС RTK приймач (Ровер RTK):

Ровер RTK встановлюється на транспортний засіб, являє собою самостійний прилад, координати якого потрібно визначити. Він також відстежує сигнали від супутників, але на додаток до цього він підтримує зв'язок із ГНСС Базовою станцією.
Принцип роботи GNSS RTK заснований на вимірі різниці часу між сигналами, отриманими Базовою Станцією та Ровером RTK від однакових супутників. Ці різниці дозволяють коригувати позиціонування Роверного приймача у часі.

З'єднання між Базовою Станцією та Роверним приймачем може здійснюватися різними способами: через радіозв'язок, Інтернет, стільниковий зв'язок або Wi-Fi та інші засоби передачі даних. Базова Станція передає корекційні дані Роверному приймачеві, який застосовує ці дані для поліпшення точності свого позиціонування.

Таким чином, принцип роботи GNSS RTK полягає в тому, щоб в реальному часі коригувати координати рухомого приймача з використанням даних, отриманих від базового приймача, що забезпечує високу точність позиціонування на сантиметровому рівні. Це особливо важливо у завданнях, де потрібна висока точність, таких як розмінування територій.

Застосування GNSS RTK для розмінування територій

Технологія GNSS RTK має непереборне значення у зусиллях розмінування небезпечних територій. Її висока точність та надійність дозволяють фахівцям ефективно та безпечно виявляти та знищувати військові об'єкти, міни та снаряди. Ось кілька ключових областей, де GNSS RTK поводиться дуже ефективно:

• Точне локалізування вибухових пристроїв
  GNSS RTK забезпечує практично миттєве та вкрай точне позиціонування. Це дозволяє точно визначити місце розташування мін та боєприпасів, полегшуючи процес їх виявлення та знешкодження. 
• Складання точних карт мінних полів
  Технологія GNSS RTK в поєднанні з картографічними програмами "geometer SCOUT", "SurPad 4.2" або іншими дозволяє створювати детальні карти з урахуванням розташування вибухових пристроїв. З використанням хмарної платформи "MAPIOS" додається можливість автоматичної синхронізації вимірювань та картографічних записів між колегами, які працюють над розмінуванням. Створені карти є важливим інструментом для планування та безпечного проведення розмінування.
• Моніторинг та документування процесу
  GNSS RTK дозволяє в реальному часі відстежувати пересування спеціалістів та транспортних засобів на місцевості, де проводяться роботи з розмінування. Це допомагає контролювати безпеку операцій та вносити корекції в роботу за необхідності. Для моніторингу рухомих об'єктів використовуються високоточні онлайн трекери та GNSS приймачі з підтримкою RTK. Позиціонування рухомої техніки із сантиметровою точністю на мінних полях, де немає видимих орієнтирів, є ключовою необхідністю у процесі розмінування територій.
• Поліпшення координації рятувальних служб
  GNSS RTK забезпечує точне позиціонування всіх, хто бере участь в операції з розмінування. Це підвищує координацію та комунікацію між фахівцями, що суттєво покращує ефективність операцій та зберігає життя.
• Скорочення часу виконання робіт
  Завдяки високій точності та швидкості GNSS RTK, операції з розмінування можуть виконуватися більш ефективно. Це особливо важливо у ситуаціях, які потребують швидкого реагування та мінімізації часу перебування на небезпечній території. Позиціонування з отриманням сантиметрової точності не займає більшого часу, ніж звичайна навігація. 

Переваги використання GNSS RTK у порівнянні з традиційними методами розмінування

Використання GNSS RTK у порівнянні з традиційними методами розмінування надає істотні переваги щодо точності, безпеки та ефективності проведення операцій, що робить цю технологію важливим інструментом у боротьбі з проблемою замінованих територій. Ось деякі з них:

• Висока точність та надійність
  Традиційні методи розмінування можуть передбачати візуальне виявлення вибухових пристроїв або застосування металошукачів. Технологія GNSS RTK може доповнити традиційні методи розмінування, надаючи точне геопозиціонування з сантиметровою точністю та нанесенням небезпечних об'єктів на загальній карті (наприклад, MAPIOS). Це суттєво скорочує ризик випадкового підриву та полегшує точне визначення розташування небезпечних об'єктів.
• Швидкість та ефективність операцій
  Традиційні методи розмінування можуть бути трудомісткими та вимагати значного часу. GNSS RTK дозволяє прискорити процес завдяки швидкій та точній локалізації мін та боєприпасів, що дозволяє оптимізувати розподіл ресурсів та скоротити час виконання робіт. Декілька команд одночасно зможе виконувати роботи з розмітки територій та розмінування, всі вони керуватимуться єдиною картою для нанесення, пошуку та візуалізації небезпечних об'єктів.
• Поліпшена безпека для фахівців з розмінування
  Використання GNSS RTK дозволяє мінімізувати фізичний контакт із небезпечними об'єктами. Це скорочує ризик для фахівців, які працюють на небезпечній території, та забезпечує більш високий рівень їхньої безпеки.
• Точне складання карт мінних полів
  GNSS RTK забезпечує створення точних тривимірних моделей територій, на яких відбувається розмінування. Це значно покращує розуміння розподілу вибухових пристроїв, допомагає розробити ефективні плани дій та сприяє прийняттю виважених рішень.
• Економія ресурсів та часу
  Завдяки високій ефективності та точності GNSS RTK, ресурси, що раніше витрачались на більш повільні та менш точні методи розмінування, тепер можна використовувати більш ефективно. Це також знижує фінансові витрати та покращує загальну продуктивність операцій.

Приклади успішних кейсів застосування GNSS RTK у розмінуванні

Ці приклади демонструють успішне застосування GNSS RTK у різних країнах для вирішення проблеми розмінування. Технологія ефективно знижує ризики, прискорює процес розмінування та забезпечує безпеку населення.

• Операції у Хорватії після Війни (1991-1995 рр.)
  У період постконфліктного відновлення Хорватія успішно застосувала технологію GNSS RTK для розмінування критично важливих інфраструктурних об'єктів, таких як дороги, мости та енергетичні установки. Це дозволило забезпечити безпеку громадян та прискорити процес відновлення країни.
• Розмінування в Лаосі
  Лаос, одна з країн з найвищим рівнем зараженості мінами, успішно використовує GNSS RTK для більш точної локалізації та знешкодження вибухових пристроїв. Ця технологія допомагає зменшити ризики для фахівців та прискорює процес очищення території.
• Проект в Афганістані (Mine Action Programme)
  В рамках програми з розмінування в Афганістані GNSS RTK була застосована для створення точних карт мінних полів. Це суттєво підвищило ефективність операцій та скоротило час розмінування на замінованих територіях.
• Розмінування в Боснії та Герцеговині
  В рамках постконфліктної реабілітації, GNSS RTK технологія була успішно використана для виявлення та знешкодження вибухових пристроїв на території Боснії та Герцеговини. Це сприяло відновленню інфраструктури та підвищенню безпеки населення.
• Проекти у рамках Організації Об'єднаних Націй
  Багато місій та програм розмінування, що здійснюються ООН у різних країнах, успішно впроваджують технологію GNSS RTK. Це дозволяє покращити якість та ефективність операцій з розмінування.

Перспективи розвитку та рекомендації щодо подальшого використання GNSS RTK у розмінуванні

Технології RTK від компанії Геометр Інтернешнл відкривають нові можливості для підвищення ефективності та безпеки операцій з розмінування територій. Використання GNSS RTK у поєднанні з дронами та роботизованою технікою стає необхідним компонентом для успішного вирішення завдань у цій сфері. Цей метод дозволяє автоматизувати та оптимізувати процес збору даних на замінованих територіях, що значно прискорює та покращує роботу з розмінування.
Інтеграція GNSS RTK на дронах та роботизованих машинах приносить низку вигод:

• Висока точність та швидкість
  GNSS RTK надає сантиметрову точність у визначенні місцезнаходження. Використовуючи цю технологію на дронах та роботах, можна оперативно та з високою точністю сканувати територію, скорочуючи час збору даних та зберігаючи життя людей.
• Безпека персоналу
  Роботизовані машини та дрони з GNSS RTK здатні працювати в небезпечних умовах без участі людини. Це мінімізує ризики для фахівців, які працюють на замінованих ділянках.
• Широке покриття території
  Дрони мають перевагу у доступі до важкодоступних місць, що дозволяє охоплювати великі ділянки замінованої території. Це робить процес збору даних більш повним та ефективним.
• Тривимірна модель місцевості
  GNSS RTK на дронах дозволяє створювати тривимірні моделі рельєфу, що важливо для аналізу замінованих ділянок та планування безпечних маршрутів.
• Інтеграція з іншими пристроями та програмами
  Крім GNSS RTK, дрони та роботи можуть бути оснащені додатковими пристроями, такими як тепловізори або металошукачі. Це розширює спектр можливостей виявлення вибухових пристроїв і створення точних карт.
• Реальний час та довгострокове зберігання даних
  GNSS RTK дозволяє збирати високоточні дані в реальному часі, що особливо важливо при операціях в умовах, що динамічно змінюються. Крім того, дані можуть бути збережені та проаналізовані згодом для прийняття важливих рішень.