Đo RTK Real Time Kinematic là gì?

Hiện nay, việc quản lý, nắm bắt sự thay đổi của tài nguyên đất là rất quan trọng trong quyết định về kế hoạch sử dụng đất. Trong những năm gần đây, hệ thống định vị toàn cầu và các phép đo RTK được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực khảo sát trắc địa, đem lại hiệu quả và độ chính xác cao hơn rất nhiều so với các phép đo truyền thống. Bài viết này sẽ giải thích tổng thể cho các bạn về nguyên lý của phương pháp đo RTK.

Đo RTK (Real-Time Kinematic) là gì?

RTK là viết tắt của Real-Time Kinematic và là một kỹ thuật sử dụng phạm vi dựa trên sóng mang và cung cấp các phạm vi (và do đó là các vị trí) có độ lớn chính xác hơn các mức có sẵn thông qua định vị dựa trên mã. Kỹ thuật RTK rất phức tạp. Khái niệm cơ bản là giảm và loại bỏ các lỗi phổ biến đối với một cặp trạm gốc và bộ chuyển động.

Vậy tại sao phải cần đến 2 máy thu GPS hoạt động cùng một lúc?

• Trong thực tế cuộc sống, gần như mỗi người đều đang sở hữu cho mình một bộ thu tín hiệu vệ tinh ( Tích hợp sẵn trong smartphone) để xác định vị trí của điện thoại, tuy nhiên độ chính xác của máy thu này không cao, sai số thông thường lên tới 2 – 4 mét. Lý do là tín hiệu vệ tinh truyền để máy thu bị nhiễu loạn trên đường đi, đặc biệt là những ngày thời tiết xấu.
• Để giải quyết vấn đề, Phương pháp đo RTK sử dụng một lúc ít nhất hai máy thu, trong đó một máy đặt cố định tại 1 điểm ( Base Station), liên tục thu tín hiệu vệ tinh để gửi dữ liệu cho máy động ( Rover Station). Máy động nhận dữ liệu từ máy tĩnh, qua một loạt các bước xử lý dữ liệu phức tạp để đạt được độ chính xác tới centimet, thâm trí là milimet.
• Tại Việt Nam, trạm tĩnh được cài đặt hệ tọa độ VN2000, và các tham số để chuyển hệ tọa độ WGS-84 về hệ tọa độ VN2000. Trạm động được đặt tại điểm cần xác định tọa độ, và cho ra kết quả theo hệ quy chiếu VN2000 như quy định của nhà nước.
• Lưu ý: Nếu không có đủ chi phí để sở hữu 2 trạm tĩnh và động, bạn cũng có thể kết nối và sử dụng Trạm Cors ( Cả quốc gia và tư nhân) như một trạm tĩnh

Độ chính xác của RTK là gì?

RTK được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao hơn, chẳng hạn như định vị cấp độ centimet, độ chính xác lên đến 1 cm + 1 ppm.

Tính toán phạm vi

Ở cấp độ khái niệm rất cơ bản, phạm vi được tính bằng cách xác định số chu kỳ sóng mang giữa vệ tinh và trạm di động, sau đó nhân số này với bước sóng sóng mang.

Các phạm vi được tính toán vẫn bao gồm các lỗi từ các nguồn như đồng hồ vệ tinh và con thiêu thân, và độ trễ tầng điện ly và tầng đối lưu. Để loại bỏ những sai số này và tận dụng độ chính xác của các phép đo dựa trên sóng mang, hiệu suất RTK yêu cầu các phép đo phải được truyền từ trạm gốc đến trạm rover.

Một quá trình phức tạp để xác định số lượng toàn bộ chu kỳ. Các máy thu GNSS có độ chính xác cao có thể giải quyết các điểm  gần như ngay lập tức. Để biết mô tả ngắn gọn về những điều không rõ ràng, hãy xem phần Phép đo GNSS – Mã và Độ chính xác pha sóng mang  trước đó trong chương này. Để biết thêm thông tin về cách giải quyết sự không rõ ràng, hãy xem tài liệu tham khảo ở phía sau cuốn sách này.

Rovers xác định vị trí của chúng bằng cách sử dụng các thuật toán kết hợp độ phân giải không rõ ràng và hiệu chỉnh vi phân. Giống như DGNSS, độ chính xác vị trí có thể đạt được bởi bộ định tuyến phụ thuộc vào, trong số những thứ khác, khoảng cách của nó từ trạm gốc (được gọi là “đường cơ sở”) và độ chính xác của các hiệu chỉnh vi sai. Các hiệu chỉnh càng chính xác về vị trí đã biết của trạm gốc và chất lượng của các quan sát vệ tinh của trạm gốc. Việc lựa chọn địa điểm là quan trọng để giảm thiểu các tác động môi trường như nhiễu và đa đường, cũng như chất lượng của trạm gốc và máy thu rover và ăng-ten.

Mạng RTK

Mạng RTK dựa trên việc sử dụng một số trạm cố định có khoảng cách rộng rãi. Tùy thuộc vào việc triển khai, dữ liệu định vị từ các trạm thường trực thường xuyên được liên lạc với một trạm xử lý trung tâm. Theo yêu cầu từ các thiết bị đầu cuối của người dùng RTK, nơi truyền vị trí gần đúng của họ đến trạm trung tâm, trạm trung tâm sẽ tính toán và truyền thông tin hiệu chỉnh hoặc vị trí đã sửa tới thiết bị đầu cuối của người dùng RTK. Lợi ích của cách tiếp cận này là giảm tổng thể số lượng trạm gốc RTK cần thiết. Tùy thuộc vào việc triển khai, dữ liệu có thể được truyền qua các liên kết vô tuyến di động hoặc phương tiện không dây khác.