BackgroundEdit
Distanța dintre un receptor de navigație prin satelit și un satelit poate fi calculată din timpul necesar pentru ca un semnal să călătorească de la satelit la receptor. Pentru a calcula întârzierea, receptorul trebuie să alinieze o secvență binară pseudo-aleatoare conținută în semnal la o secvență binară pseudo-aleatoare generată intern. Deoarece semnalul satelitului are nevoie de timp pentru a ajunge la receptor, secvența satelitului este întârziată în raport cu secvența receptorului. Prin întârzierea din ce în ce mai mare a secvenței receptorului, cele două secvențe sunt în cele din urmă aliniate.
Precizia măsurării distanței rezultate este în esență o funcție a capacității electronicii receptorului de a procesa cu acuratețe semnalele de la satelit și a surselor suplimentare de eroare, cum ar fi întârzierile ionosferice și troposferice nemitigate, căile multiple, erorile ceasului de satelit și ale efemeridei, etc.
Urmărirea fazei purtătoareEdit
RTK urmează același concept general, dar utilizează unda purtătoare a semnalului de satelit ca semnal, ignorând informațiile conținute în acesta. RTK utilizează o stație de bază fixă și un rover pentru a reduce eroarea de poziție a roverului. Stația de bază transmite date de corecție către rover.
După cum a fost descris în secțiunea anterioară, distanța până la un satelit se calculează, în esență, prin înmulțirea lungimii de undă a purtătoarei cu numărul de cicluri întregi dintre satelit și rover și adăugarea diferenței de fază. Determinarea numărului de cicluri nu este trivială, deoarece semnalele pot fi defazate cu unul sau mai multe cicluri. Rezultă o eroare egală cu eroarea din numărul estimat de cicluri înmulțit cu lungimea de undă, care este de 19 cm pentru semnalul L1. Rezolvarea acestei așa-numite probleme de căutare a ambiguității întregi duce la o precizie centimetrică. Eroarea poate fi redusă cu ajutorul unor metode statistice sofisticate care compară măsurătorile din semnalele C/A și prin compararea intervalelor rezultate între mai mulți sateliți.
Îmbunătățirea posibilă cu ajutorul acestei tehnici este potențial foarte mare dacă se continuă să se presupună o precizie de 1% în localizare. De exemplu, în cazul GPS, codul de achiziție grosieră (C/A), care este difuzat în semnalul L1, își schimbă faza la 1,023 MHz, dar purtătoarea L1 însăși este de 1575,42 MHz, care își schimbă faza de peste o mie de ori mai des. Astfel, o eroare de ±1% în măsurarea fazei purtătoarei L1 corespunde unei erori de ±1,9 mm în estimarea liniei de bază.
Considerații practiceEdit
În practică, sistemele RTK utilizează un singur receptor al stației de bază și un număr de unități mobile. Stația de bază retransmite faza purtătoarei pe care o observă, iar unitățile mobile își compară propriile măsurători de fază cu cea primită de la stația de bază. Există mai multe moduri de a transmite un semnal de corecție de la stația de bază la stația mobilă. Cea mai populară modalitate de a realiza transmiterea semnalului în timp real și la costuri reduse este utilizarea unui modem radio, de obicei în banda UHF. În majoritatea țărilor, anumite frecvențe sunt alocate în mod special pentru scopuri RTK. Majoritatea echipamentelor de topografie terestră au încorporat un modem radio în banda UHF ca opțiune standard. RTK oferă îmbunătățiri de precizie până la o distanță de aproximativ 20 km de la stația de bază.
Acest lucru permite unităților să își calculeze poziția relativă cu o precizie de ordinul milimetrilor, deși poziția lor absolută este exactă doar cu aceeași precizie ca și poziția calculată a stației de bază. Precizia nominală tipică pentru aceste sisteme este de 1 centimetru ± 2 părți pe milion (ppm) pe orizontală și de 2 centimetri ± 2 ppm pe verticală.
Deși acești parametri limitează utilitatea tehnicii RTK pentru navigația generală, tehnica este perfect potrivită pentru roluri precum topografia. În acest caz, stația de bază este amplasată într-o locație topografiată cunoscută, adesea un punct de referință, iar unitățile mobile pot produce apoi o hartă extrem de precisă prin efectuarea de fixări în raport cu acel punct. RTK și-a găsit, de asemenea, utilizări în sistemele de acționare automată/autopilot, în agricultura de precizie, în sistemele de control al mașinilor și în roluri similare.
Rețelele RTK extind utilizarea RTK la o zonă mai mare care conține o rețea de stații de referință. Fiabilitatea și precizia operațională depind de densitatea și capacitățile rețelei de stații de referință.
.