Care sunt factorii critici care afectează precizia determinărilor RTK?

Care sunt factorii critici care afectează precizia determinărilor RTK? Important

Precizia coordonatelor stației de referinţă
Coordonatele stației de referință ar trebui să fie determinate cu precizie ridicată. Coordonatele incorecte sau inexacte ale stației de referință alterează soluția poziției roverului. Se estimează că pentru fiecare 10m eroare din coordonatele stației de referinţă se introduce o eroare de 1 ppm în vectorul bazei. Aceasta înseamnă că dacă coordonatele stației de referinţă au o eroare de înălțime de 50 m, iar vectorul bazei este de 10 km, atunci eroarea suplimentară pentru poziția roverului este de aproximativ 5 cm, în plus față de eroarea tipică specificată. O secundă de latitudine reprezintă aproximativ 31 m pe suprafața Pământului; prin urmare, o eroare de latitudine de 0,3 secunde este egală cu o eroare de 10 m pe suprafața pământului. Același factor de 1 ppm eroare se aplică inexactităților coordonatelor de latitudine și longitudine ale stației de referinţă.

Numărul de sateliți vizibili
O fixare a poziției GNSS este similară cu o intersecție înapoi. Geometria sateliţilor are un impact direct asupra preciziei poziției estimate de receptor. Sistemul de Poziționare Globală (GPS) este proiectat astfel încât cel puțin 5 sateliți să fie mereu deasupra orizontului locului. De multe ori pe parcursul zilei, nu mai puțin de 8 sau mai mulți sateliți ar putea fi deasupra orizontului. Deoarece sateliții orbitează, geometria sateliţilor se schimbă în timpul zilei, dar se repetă de la o zi la alta.
Pentru a estima poziția și ora la care utilizatorul a efectuat măsurătoarea este necesar un minim de 4 sateliți*. Dacă sunt urmăriți mai mult de 4 sateliți, se obține o soluție supra-determinată și se poate măsura fiabilitatea acesteia. Cu cât sunt mai mulți sateliți utilizați, cu atât este mai mare calitatea și integritatea soluției.
Diluarea de precizie a poziţiei (PDOP) oferă o măsură a geometriei predominante a sateliţilor. Valorile PDOP scăzute, în intervalul 4.0 sau mai puțin, indică o geometrie bună a sateliţilor, în timp ce un PDOP mai mare de 7.0 indică faptul că geometria sateliţilor este slabă.
Chiar dacă sunt necesari doar 4 sateliți pentru a obține fixarea unei poziții tridimensionale, inițializarea RTK cere ca cel puțin 5 sateliți să fie urmăriți simultan la nivelul bazei și roverelor. În plus, fazele purtătoarelor L1 și L2 aferente celor 5 sateliți trebuie urmărite pentru o inițializare RTK reușită. După inițializare, trebuie să se urmărească în mod continuu cel puțin 4 sateliți pentru a furniza o soluție RTK.
Atunci când sunt urmărite constelații suplimentare, cum ar fi GLONASS, unul dintre sateliți va fi folosit pentru a rezolva decalajele de sincronizare dintre acea constelație și constelația GPS. Urmărirea sateliților suplimentari va îmbunătăți calitatea soluției RTK.

*În practică pentru a obține o soluție fixă cu doar 4 sateliți este nevoie de un timp de fixare suficient de lung și de un semnal satelitar fără erori. Aveți în vedere că obținerea soluției fixe este determinată de o serie de factori și recepționarea a doar 4 sateliți nu asigură rezultate satisfăcătoare.


Masca de elevație
Masca de elevație împiedică receptorul să folosească sateliți care se află în apropierea orizontului locului. Cele mai mari erori cauzate de factori atmosferici și de reflexia semnalului satelitar (multipath) sunt generate de recepţionarea semnalelor provenite de la sateliții de joasă altitudine. În loc să se încerce utilizarea tuturor sateliților vizibili, în receptor se alege, de regulă, o mască de elevație implicită de 10 grade, deoarece utilizând o mască de elevație mai mică, performanța în ceea ce priveşte determinarea poziţiei poate fi alterată.

Factori de mediu
Factorii de mediu care au impact asupra calității măsurătorilor GNSS includ:
• Activitatea ionosferică
• Activitatea troposferică
• Obstrucții ale semnalului
• Multipath (reflexia semnalului)
• Interferențe radio
• Întreruperi („cycle slips”) ale fazei purtătoare
Activitatea ionosferică ridicată poate provoca schimbări rapide în întârzierea semnalului GPS, chiar și între receptoarele aflate la câțiva kilometri distanță. Regiunile ecuatoriale și polare ale Pământului pot fi afectate cu precădere de activitatea ionosferică. Prin urmare, perioadele de activitate solară ridicată pot avea un efect semnificativ asupra timpilor de inițializare RTK și a disponibilității RTK.
Regiunea atmosferei de până la aproximativ 12 km înălțime se numește troposferă. Troposfera cauzează o întârziere a semnalelor GNSS care variază în funcție de înălțimea deasupra nivelului mării, condițiile meteorologice predominante și unghiul de elevație al satelitului. Softul receptorului include un model troposferic care încearcă să reducă impactul erorii troposferice. Dacă este posibil, încercați să localizați stația de referinţă aflată la cea mai apropiată altitudine cu cea a roverului.
Obstrucțiile semnalului limitează numărul de sateliți vizibili și pot induce, de asemenea, reflexia semnalului (fenomen cunoscut în literatura de specialitate sub denumirea de „multipath”). 
Erorile multipath tind către o medie atunci când antena roverului este în mișcare în timp ce o stație de referinţă fixă poate înregistra lent schimbările cauzate de erorile aleatoare. Din acest motiv amplasamentele staţiilor GNSS permanente ROMPOS au fost atent alese, astfel încât să se găsească într-un mediu liber, cu o vedere deschisă a cerului. Se utilizează, de asemenea, numai antene de clasă geodezică pentru a ajuta la minimizarea efectului multipath.
Receptoarele GNSS moderne asigură o bună filtrare a interferențelor radio. Cu toate acestea, o emisie radio sau radar îndreptată către antena GNSS poate provoca alterarea gravă a calității semnalului sau pierderea completă a urmăririi semnalului. Având în vedere acest aspect, s-a evitat amplasarea stațiilor de referință în zone în care interferențele radio ar putea ridica probleme.
O întrerupere („cycle slip”) este definită ca o discontinuitate produsă în determinările fazei purtătoare, cauzată de pierderea „fixării”(rezolvarea ambiguităților) semnalului înregistrat în receptorul GNSS. Întreruperea produce un salt în ambiguitatea fazei purtătoare, cuantificat printr-un număr întreg de cicluri sau plus o jumătate de ciclu. Majoritatea întreruperilor cauzate de ciclurile fazei purtătoare sunt cauzate de obstacolele înconjurătoare, precum clădiri, copaci, poduri, stâlpi, mașini ș.a.m.d., motiv pentru care un număr mult mai mare de întreruperi sunt prezente într-un mediu mobil comparativ cu scenariul determinărilor statice. În momentul în care semnalul GNSS este blocat de un obstacol, receptorul GNSS pierde fixarea ambiguităților datorită nivelului diminuat al semnalului. Adesea acest lucru cauzează întreruperi și goluri în date. Când receptorul își schimbă poziția și semnalul este recuperat, începe procesul de fixare a ambiguităților. În mod normal acestă întrerupere a ciclului durează în jur de 1 secundă, urmată în majoritatea receptoarelor de o etapă de fixare a ambiguității de jumătate de ciclu. În cel mai nefavorabil scenariu, durează 12 secunde, adică două seturi de mesaje de navigație, pentru restabilirea fluxului normal chiar după o întrerupere scurtă de semnal. Pe această durată nu sunt posibile determinările undei purtătoare de fază. Mai mult de atât, odată ce este detectată o întrerupere a ciclului, majoritatea receptoarelor GNSS RTK se reinițializează pentru a reîncepe estimarea ambiguității undei purtătoare de fază. Adesea acest proces durează minute în condiții dificile. Din acest motiv, în cazul întreruperilor frecvente ale ciclurilor, disponibilitatea soluțiilor precise scade considerabil, o soluție fiind efectuarea de determinări statice.

Zona acoperită
O măsură a zonei de acoperire este dată de distanţa maximă dintre staţia GNSS permanentă şi rover. Adesea, caracteristicile legăturii de date determină zona de acoperire RTK. Nu se poate impune o limită certă a acestei distanţe, dar trebuie luat în considerare faptul că precizia scade și timpul de inițializare crește proporţional cu distanta receptorului fată de bază. În specificațiile tehnice ale receptoarelor GNSS se precizează inclusiv distanța maximă pentru atingerea rezultatelor optime în determinările RTK.

A fost utilă informația?

Abonare newsletter

Căutare

Contact

  • Program L-J : 8:00-16:30; V: 8:00-14:00
  • Bd.Expozitiei, nr.1A, Sector 1, Bucuresti
  • +40 21 224 39 67
  • +40 758 071 894
  • office@rompos.ro
  • Contact Rapid