BackgroundEdit
Odległość między odbiornikiem nawigacji satelitarnej a satelitą można obliczyć na podstawie czasu potrzebnego na przebycie drogi sygnału z satelity do odbiornika. Aby obliczyć opóźnienie, odbiornik musi wyrównać pseudolosową sekwencję binarną zawartą w sygnale do wewnętrznie wygenerowanej pseudolosowej sekwencji binarnej. Ponieważ sygnał z satelity potrzebuje czasu, aby dotrzeć do odbiornika, sekwencja satelity jest opóźniona w stosunku do sekwencji odbiornika. Poprzez coraz większe opóźnienie sekwencji odbiornika, obie sekwencje są ostatecznie wyrównane.
Dokładność wynikowego pomiaru zasięgu jest zasadniczo funkcją zdolności elektroniki odbiornika do dokładnego przetwarzania sygnałów z satelity oraz dodatkowych źródeł błędów, takich jak niemitygowane opóźnienia jonosferyczne i troposferyczne, wielodrożność, błędy zegara satelitarnego i efemerydy itp.
Śledzenie fazy nośnejEdit
RTK podąża za tą samą ogólną koncepcją, ale używa fali nośnej sygnału satelitarnego jako swojego sygnału, ignorując informacje zawarte w jego wnętrzu. RTK wykorzystuje stałą stację bazową i łazik w celu zmniejszenia błędu pozycji łazika. Stacja bazowa przesyła dane korekcyjne do łazika.
Jak opisano w poprzedniej sekcji, zasięg do satelity jest zasadniczo obliczany przez pomnożenie długości fali nośnej razy liczbę całych cykli między satelitą a łazikiem i dodanie różnicy faz. Określenie liczby cykli nie jest trywialne, ponieważ sygnały mogą być przesunięte w fazie o jeden lub więcej cykli. Powoduje to błąd równy błędowi oszacowanej liczby cykli pomnożonej przez długość fali, która dla sygnału L1 wynosi 19 cm. Rozwiązanie tego tzw. problemu poszukiwania nieoznaczoności całkowej daje w efekcie centymetrową precyzję. Błąd można zmniejszyć za pomocą wyrafinowanych metod statystycznych, które porównują pomiary z sygnałów C/A oraz przez porównanie wynikowych zakresów między wieloma satelitami.
Poprawa możliwa przy użyciu tej techniki jest potencjalnie bardzo wysoka, jeśli nadal zakłada się 1% dokładności w blokowaniu. Na przykład, w przypadku GPS, kod C/A, który jest nadawany w sygnale L1, zmienia fazę z częstotliwością 1,023 MHz, ale sama nośna L1 ma częstotliwość 1575,42 MHz, która zmienia fazę ponad tysiąc razy częściej. Błąd ±1% w pomiarze fazy nośnej L1 odpowiada zatem błędowi ±1,9 mm w estymacji linii bazowej.
Uwagi praktyczneEdit
W praktyce systemy RTK wykorzystują pojedynczy odbiornik stacji bazowej i szereg jednostek ruchomych. Stacja bazowa transmituje fazę nośnej, którą obserwuje, a jednostki ruchome porównują swoje własne pomiary fazy z tą otrzymaną od stacji bazowej. Istnieje kilka sposobów przesyłania sygnału korekcyjnego od stacji bazowej do stacji ruchomej. Najpopularniejszym sposobem na tanie przesyłanie sygnału w czasie rzeczywistym jest użycie modemu radiowego, zazwyczaj w paśmie UHF. W większości krajów pewne częstotliwości są przydzielone specjalnie do celów RTK. Większość sprzętu do pomiarów lądowych posiada wbudowany modem radiowy pracujący w paśmie UHF jako standardową opcję. RTK zapewnia poprawę dokładności do około 20 km od stacji bazowej.
To pozwala jednostkom obliczać ich względną pozycję z dokładnością do milimetrów, chociaż ich pozycja bezwzględna jest dokładna tylko do tej samej dokładności, co obliczona pozycja stacji bazowej. Typowa nominalna dokładność dla tych systemów wynosi 1 centymetr ± 2 części na milion (ppm) w poziomie i 2 centymetry ± 2 ppm w pionie.
Ale chociaż parametry te ograniczają przydatność techniki RTK do ogólnej nawigacji, technika ta doskonale nadaje się do takich zadań jak geodezja. W tym przypadku, stacja bazowa znajduje się w znanym miejscu pomiarowym, często jest to punkt odniesienia, a jednostki mobilne mogą następnie tworzyć bardzo dokładne mapy poprzez przyjmowanie poprawek względem tego punktu. RTK znalazło również zastosowanie w systemach autodrivingu/autopilotów, rolnictwie precyzyjnym, systemach sterowania maszynami i podobnych rolach.
Sieci RTK rozszerzają zastosowanie RTK na większy obszar zawierający sieć stacji referencyjnych. Niezawodność operacyjna i dokładność zależą od gęstości i możliwości sieci stacji referencyjnych.
.