BackgroundEdit
A műholdas navigációs vevő és a műhold közötti távolság kiszámítható abból az időből, amely alatt a jel eljut a műholdtól a vevőig. A késleltetés kiszámításához a vevőnek a jelben szereplő pszeudorandom bináris szekvenciát egy belsőleg generált pszeudorandom bináris szekvenciához kell igazítania. Mivel a műholdjelnek időbe telik, amíg eléri a vevőt, a műhold szekvenciája késik a vevő szekvenciájához képest. A vevő szekvenciájának egyre nagyobb késleltetésével a két szekvencia végül összehangolódik.
A kapott távolságmérés pontossága alapvetően a vevő elektronikájának a műholdról érkező jelek pontos feldolgozására való képességétől és olyan további hibaforrásoktól függ, mint a nem mérsékelt ionoszférikus és troposzférikus késleltetések, a többutas út, a műholdas óra és efemerisz hibái stb.
Vivőfázis-követés Szerkesztés
Az RTK ugyanazt az általános koncepciót követi, de a műholdjel vivőhullámát használja jelként, figyelmen kívül hagyva a benne lévő információt. Az RTK egy fix bázisállomást és egy rovert használ a rover pozícióhibájának csökkentése érdekében. A bázisállomás korrekciós adatokat továbbít a rover felé.
Az előző szakaszban leírtak szerint a műholdhoz való távolságot lényegében úgy számítják ki, hogy megszorozzák a vivőhullámhosszúságot a műhold és a rover közötti egész ciklusok számával, és hozzáadják a fáziskülönbséget. A ciklusok számának meghatározása nem triviális, mivel a jelek fázisa egy vagy több ciklussal eltolódhat. Ez a becsült ciklusszám hibájának és a hullámhossz szorzatával egyenlő hibát eredményez, ami az L1 jel esetében 19 cm. Ennek az úgynevezett egész számú többértelműség-keresési problémának a megoldása centiméteres pontosságot eredményez. A hiba csökkenthető kifinomult statisztikai módszerekkel, amelyek összehasonlítják a C/A jelek méréseit, valamint az így kapott távolságok több műhold közötti összehasonlításával.
Az ezzel a technikával elérhető javulás potenciálisan nagyon nagy, ha továbbra is 1%-os pontosságot feltételezünk a rögzítésben. A GPS esetében például az L1 jelben sugárzott durva felvételi (C/A) kód 1,023 MHz-en változtatja a fázist, de maga az L1 vivő 1575,42 MHz, ami több mint ezerszer gyakrabban változtatja a fázist. Az L1 vivőfázis mérésének ±1%-os hibája így ±1,9 mm hibának felel meg az alapvonal becslésében.
Gyakorlati megfontolásokSzerkesztés
A gyakorlatban az RTK-rendszerek egyetlen bázisállomás-vevőt és több mobil egységet használnak. A bázisállomás újraküldi az általa megfigyelt vivő fázisát, a mobil egységek pedig összehasonlítják saját fázisméréseiket a bázisállomástól kapott fázisméréssel. A korrekciós jel bázisállomásról mobilállomásra történő továbbításának több módja van. A legelterjedtebb módja a valós idejű, alacsony költségű jelátvitel megvalósításának a rádiómodem használata, jellemzően az UHF-sávban. A legtöbb országban bizonyos frekvenciákat kifejezetten RTK célokra osztottak ki. A legtöbb földmérési berendezés alapfelszereltségként beépített UHF-sávú rádiómodemmel rendelkezik. Az RTK a bázisállomástól számított kb. 20 km-es távolságig biztosít pontosságnövelést.
Ez lehetővé teszi, hogy a készülékek milliméteres pontossággal kiszámítsák relatív helyzetüket, bár abszolút helyzetük csak a bázisállomás számított helyzetével megegyező pontosságú. Az ilyen rendszerek tipikus névleges pontossága vízszintesen 1 centiméter ± 2 milliomodrész (ppm), függőlegesen pedig 2 centiméter ± 2 ppm.
Noha ezek a paraméterek korlátozzák az RTK technika hasznosságát az általános navigációban, a technika tökéletesen alkalmas olyan feladatokra, mint a földmérés. Ebben az esetben a bázisállomás egy ismert, felmért helyen, gyakran egy viszonyítási ponton helyezkedik el, és a mobil egységek az ehhez a ponthoz viszonyított helymeghatározások segítségével nagy pontosságú térképet állíthatnak elő. Az RTK az autodrive/autopilot rendszerekben, a precíziós gazdálkodásban, a gépvezérlő rendszerekben és hasonló szerepkörökben is felhasználásra került.
Az RTK-hálózatok az RTK használatát egy nagyobb területre terjesztik ki, amely referenciaállomások hálózatát tartalmazza. A működési megbízhatóság és pontosság a referenciaállomás-hálózat sűrűségétől és képességeitől függ.