BackgroundEdit
Satelliittinavigointivastaanottimen ja satelliitin välinen etäisyys voidaan laskea ajasta, joka kuluu signaalin kulkemiseen satelliitista vastaanottimeen. Viiveen laskemiseksi vastaanottimen on kohdistettava signaalin sisältämä pseudosatunnainen binäärisekvenssi sisäisesti luotuun pseudosatunnaiseen binäärisekvenssiin. Koska satelliitin signaalin saapuminen vastaanottimeen vie aikaa, satelliitin sekvenssi on viivästynyt suhteessa vastaanottimen sekvenssiin. Viivyttämällä vastaanottimen sekvenssiä yhä enemmän, nämä kaksi sekvenssiä saadaan lopulta sovitettua yhteen.
Tuloksena saatavan etäisyysmittauksen tarkkuus riippuu olennaisesti vastaanottimen elektroniikan kyvystä käsitellä tarkasti satelliitista tulevia signaaleja ja muista virhelähteistä, kuten ionosfäärin ja troposfäärin aiheuttamista, ei-välttämättömistä viiveistä, kulkuväylistä, satelliittikellon ja efemeridien aiheuttamista virheistä, jne.
Kantoaaltovaiheen seuranta Muokattu muokkaa
RTK noudattaa samaa yleistä konseptia, mutta käyttää signaalina satelliittisignaalin kantoaaltoa ja jättää sen sisältämät tiedot huomiotta. RTK käyttää kiinteää tukiasemaa ja liikkujaa vähentääkseen liikkujan sijaintivirhettä. Tukiasema lähettää korjaustietoja roverille.
Kuten edellisessä kappaleessa kuvattiin, etäisyys satelliittiin lasketaan pääasiassa kertomalla kantoaallonpituus kertaa satelliitin ja roverin välisten kokonaisten syklien määrä ja lisäämällä vaihe-ero. Jaksojen lukumäärän määrittäminen ei ole triviaalia, koska signaalien vaihe voi olla yhden tai useamman jakson verran siirtynyt. Tämä johtaa virheeseen, joka on yhtä suuri kuin arvioitujen syklien lukumäärän virhe kertaa aallonpituus, joka L1-signaalin osalta on 19 cm. Tämän niin sanotun kokonaislukujen monitulkintaisuushakuongelman ratkaiseminen johtaa senttimetrin tarkkuuteen. Virhettä voidaan pienentää kehittyneillä tilastollisilla menetelmillä, joilla verrataan C/A-signaalien mittaustuloksia, ja vertailemalla tuloksena saatuja etäisyyksiä useiden satelliittien välillä.
Tämän tekniikan avulla saavutettava parannus on potentiaalisesti hyvin suuri, jos edelleen oletetaan 1 %:n tarkkuus lukituksessa. Esimerkiksi GPS:n tapauksessa L1-signaalissa lähetettävä C/A-koodi vaihtaa vaihetta 1,023 MHz:n taajuudella, mutta itse L1-kantoaalto on 1575,42 MHz, joka vaihtaa vaihetta yli tuhat kertaa useammin. Näin ollen ±1 %:n virhe L1-kantoaallon vaiheen mittauksessa vastaa ±1,9 mm:n virhettä perusviivan arvioinnissa.
Käytännön näkökohtia Muokkaa
Käytännössä RTK-järjestelmissä käytetään yhtä tukiaseman vastaanotinta ja useita liikkuvia yksiköitä. Tukiasema lähettää havaitsemansa kantoaallon vaiheen uudelleen, ja liikkuvat yksiköt vertaavat omia vaihemittauksiaan tukiasemalta saatuun vaiheeseen. Korjaussignaalin lähettämiseen tukiasemalta matkaviestimelle on useita tapoja. Suosituin tapa saada aikaan reaaliaikainen ja edullinen signaalinsiirto on käyttää radiomodeemia, tyypillisesti UHF-kaistalla. Useimmissa maissa tietyt taajuudet on varattu erityisesti RTK-tarkoituksiin. Useimmissa maanmittauslaitteissa on vakiovarusteena sisäänrakennettu UHF-kaistan radiomodeemi. RTK tarjoaa tarkkuusparannuksia noin 20 kilometrin etäisyydelle tukiasemasta.
Tällöin laitteet voivat laskea suhteellisen sijaintinsa millimetrien tarkkuudella, vaikka niiden absoluuttinen sijainti on tarkka vain samaan tarkkuuteen kuin tukiaseman laskettu sijainti. Näiden järjestelmien tyypillinen nimellistarkkuus on 1 senttimetri ± 2 miljoonasosaa (ppm) vaakasuunnassa ja 2 senttimetriä ± 2 ppm pystysuunnassa.
Vaikka nämä parametrit rajoittavat RTK-tekniikan käyttökelpoisuutta yleisessä navigoinnissa, tekniikka sopii erinomaisesti tehtäviin, kuten maanmittaukseen. Tällöin tukiasema sijaitsee tunnetussa mitatussa paikassa, usein vertailupisteessä, ja liikkuvat yksiköt voivat tuottaa erittäin tarkan kartan ottamalla paikat suhteessa tähän pisteeseen. RTK:lle on löytynyt käyttöä myös automaattiohjaus-/autopilottijärjestelmissä, täsmäviljelyssä, koneenohjausjärjestelmissä ja vastaavissa tehtävissä.
RTK-verkot laajentavat RTK:n käyttöä laajemmalle alueelle, jossa on tukiasemien verkosto. Toimintavarmuus ja tarkkuus riippuvat vertailuasemaverkon tiheydestä ja valmiuksista.