BackgroundEdit
A distância entre um receptor de navegação por satélite e um satélite pode ser calculada a partir do tempo que leva para que um sinal viaje do satélite até ao receptor. Para calcular o atraso, o receptor deve alinhar uma sequência binária pseudo-aleatória contida no sinal com uma sequência binária pseudo-aleatória gerada internamente. Como o sinal do satélite leva tempo para chegar ao receptor, a sequência do satélite é atrasada em relação à sequência do receptor. Ao atrasar cada vez mais a sequência do receptor, as duas sequências são eventualmente alinhadas.
A precisão da medição do alcance resultante é essencialmente uma função da capacidade da electrónica do receptor para processar com precisão os sinais do satélite, e fontes de erro adicionais tais como atrasos ionosféricos e troposféricos não mitigados, erros de percurso múltiplo, relógio do satélite e efemérides, etc.
Rastreio de fase portadoraEditar
RTK segue o mesmo conceito geral, mas utiliza a onda portadora do sinal do satélite como o seu sinal, ignorando a informação contida no mesmo. RTK usa uma estação base fixa e um rover para reduzir o erro de posição do rover. A estação base transmite dados de correção para o rover.
Como descrito na seção anterior, o alcance para um satélite é essencialmente calculado multiplicando o comprimento de onda portadora vezes o número de ciclos completos entre o satélite e o rover e adicionando a diferença de fase. A determinação do número de ciclos é não trivial, já que os sinais podem ser deslocados em fase por um ou mais ciclos. Isto resulta em um erro igual ao erro no número estimado de ciclos vezes o comprimento de onda, que é de 19 cm para o sinal L1. A resolução deste problema chamado de busca por ambiguidade de números inteiros resulta em precisão de centímetros. O erro pode ser reduzido com métodos estatísticos sofisticados que comparam as medições dos sinais C/A e comparando os intervalos resultantes entre múltiplos satélites.
A melhoria possível usando esta técnica é potencialmente muito alta se se continuar a assumir uma precisão de 1% no bloqueio. Por exemplo, no caso do GPS, o código de aquisição grosseira (C/A), que é transmitido no sinal L1, muda de fase a 1,023 MHz, mas a própria portadora L1 é 1575,42 MHz, que muda de fase mais de mil vezes. Um erro de ±1% na medição da fase da portadora L1 corresponde assim a um erro de ±1,9 mm na estimativa da linha de base.
Considerações práticasEditar
Na prática, os sistemas RTK usam um único receptor de estação base e um número de unidades móveis. A estação base retransmite a fase da portadora que observa, e as unidades móveis comparam suas próprias medidas de fase com a recebida da estação base. Há várias maneiras de transmitir um sinal de correção da estação base para a estação móvel. A maneira mais popular de conseguir transmissão de sinal em tempo real e de baixo custo é usar um modem de rádio, normalmente na Banda UHF. Na maioria dos países, certas frequências são alocadas especificamente para fins de RTK. A maioria dos equipamentos de transporte terrestre tem um rádio modem de banda UHF incorporado como uma opção padrão. RTK fornece melhorias de precisão até cerca de 20 km da estação base.
Isso permite que as unidades para calcular sua posição relativa dentro de milímetros, embora sua posição absoluta é precisa apenas com a mesma precisão que a posição computada da estação base. A precisão nominal típica para estes sistemas é de 1 centímetro ± 2 partes por milhão (ppm) horizontalmente e 2 centímetros ± 2 ppm verticalmente.
Apesar destes parâmetros limitarem a utilidade da técnica RTK para a navegação geral, a técnica é perfeitamente adequada para funções como a topografia. Neste caso, a estação base está localizada num local conhecido, frequentemente um ponto de referência, e as unidades móveis podem então produzir um mapa altamente preciso, tomando correcções relativas a esse ponto. RTK também encontrou usos em sistemas de autodrive/autopilot, agricultura de precisão, sistemas de controle de máquinas e funções similares.
As redes RTK estendem o uso de RTK a uma área maior contendo uma rede de estações de referência. A fiabilidade e precisão operacional dependem da densidade e capacidades da rede de estações de referência.