Giới thiệu về RTK GNSS

Hệ thống Vệ tinh Định vị Toàn cầu hay GNSS ảnh hưởng đến mọi ngành công nghiệp: điều hướng đến nông nghiệp, xây dựng và khảo cổ học. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá cách hoạt động của định vị GNSS và kỹ thuật Động học thời gian thực (RTK) có liên quan.

Cách thức hoạt động của định vị GNSS

Trước khi tiếp tục với RTK, điều cần thiết là phải hiểu ý tưởng chung đằng sau các phương pháp định vị. Toàn bộ hệ thống GNSS dựa trên việc đo khoảng thời gian để tín hiệu truyền từ vệ tinh đến máy thu.

Bạn có thể xác định vị trí của mình trên hành tinh, biết quỹ đạo chính xác của các phương tiện không gian (thiên văn) và thời gian di chuyển từ ít nhất bốn vệ tinh—để trước tiên hình thành khu vực và sau đó xác định vị trí chính xác bằng cách tìm điểm mà tất cả các quả cầu giao nhau .

Khi bạn xác định vị trí của mình, bạn có thể tự hỏi nó chính xác đến mức nào. Hầu hết các máy thu GNSS hoặc GPS, giống như thiết bị bạn có thể tìm thấy trong điện thoại thông minh hoặc trên hầu hết các nền tảng robot, đều xác định vị trí của bạn với độ chính xác 2-4 mét. Chỉ cần bạn tìm được cửa hàng mình đang tìm trên Google Maps là đủ. Tuy nhiên, ước tính này quá thô đối với việc khảo sát đất đai. Vậy nguyên nhân gây ra lỗi như vậy là gì và làm cách nào để loại bỏ nó?

RTK là gì và nó hoạt động như thế nào

Động học thời gian thực (RTK) là kỹ thuật giúp loại bỏ lỗi nhiều nhất có thể để mang lại cho bạn kết quả chính xác và dữ liệu vị trí nâng cao có độ phân giải đến từng centimet.

Khi tín hiệu từ vệ tinh truyền tới máy thu, nó sẽ đi qua 20.200 km tầng điện ly và bầu khí quyển để xuống Trái đất. Hiệu ứng tầng điện ly làm chậm đáng kể tín hiệu và cũng có thể làm nhiễu tín hiệu trên đường đi. Ngoài ra, nhiều yếu tố như mây hoặc chướng ngại vật có thể ảnh hưởng đến thời gian di chuyển và làm tăng sai số vị trí.

Để giải quyết những vấn đề này, RTK đã ra tay giải cứu. Đối với RTK, bạn cần hai máy thu GNSS: một máy thu tĩnh và được gọi là “trạm cơ sở”, máy kia đang chuyển động và được gọi là “máy thám hiểm”. Trong khi cả hai máy thu đều quan sát cùng một vệ tinh, trạm gốc tĩnh được đặt tại một điểm có tọa độ đã biết (điểm chuẩn hoặc điểm được đo trước). Có tính đến các tọa độ đã biết và nhận tín hiệu vệ tinh, cơ sở sẽ truyền các thông tin hiệu chỉnh đến máy thám hiểm đang di chuyển. Bằng cách này, xe rover có thể định vị chính xác đến từng centimet. Ý tưởng rất đơn giản, nhưng ma quỷ đang ở trong phép toán. Tìm hiểu thêm về Động học thời gian thực trong hướng dẫn của chúng tôi Cách thức hoạt động của RTK.

Bạn không nhất thiết lúc nào cũng cần hai thiết bị cho RTK. Bạn cũng có thể thực hiện RTK chỉ với một chiếc rover. Trong trường hợp này, bạn sẽ cần các dịch vụ cục bộ chia sẻ các chỉnh sửa cơ sở qua Internet và được gọi là NTRIP. Hoạt động như một trạm cơ sở, dịch vụ NTRIP truyền các thông tin chỉnh sửa đến máy điều khiển của bạn. Để biết thêm thông tin về cách làm việc với NTRIP, hãy xem bài viết của chúng tôi NTRIP là gì.

Nếu bạn cần khảo sát ở một khu vực không cần có phạm vi phủ sóng Internet để sửa NTRIP, thì có một giải pháp khác dành cho bạn. PPK hoặc kỹ thuật Động học sau xử lý hoạt động khá giống RTK, nhưng không có kết nối thời gian thực giữa cơ sở và máy thám hiểm. Thay vào đó, cả hai đơn vị đều ghi lại dữ liệu thô trong quá trình khảo sát và sau đó các nhật ký này được xử lý cùng nhau trong phần mềm PPK.

Cách chọn đầu thu

Máy thu RTK có thể khác nhau về số lượng dải tần mà chúng hoạt động. Có máy thu đơn băng tần và đa băng tần cho RTK. Cả hai máy thu đều có khả năng chính xác đến từng centimet. Sự khác biệt là có nhiều yếu tố hơn có thể ảnh hưởng đến giải pháp khắc phục ổn định trong bộ thu băng tần đơn, chẳng hạn như đường cơ sở giữa đế và máy thám hiểm, chế độ xem bầu trời và môi trường xung quanh. Vì vậy việc lựa chọn đầu thu chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện làm việc của bạn.

Các thiết bị đa băng tần hoạt động với nhiều dải tần số. Càng có nhiều tín hiệu thì càng cần ít thời gian hơn để có được giải pháp khắc phục. Bộ thu đa băng tần Reach RS2 cần ~5 giây để có giải pháp khắc phục. Bộ thu đa băng tần cũng có thể duy trì giải pháp khắc phục đáng tin cậy ngay cả khi chế độ xem bầu trời bị chặn một phần và hoạt động ở đường cơ sở dài hơn.