Κάθε δέκτης GNSS πρέπει να υπολογίζει την απόσταση μεταξύ του και των δορυφόρων. Η ποιότητα αυτών των μετρήσεων απόστασης καθορίζει τελικά την ακρίβεια της υπολογιζόμενης θέσης.

Οι επαγγελματικοί δέκτες GNSS χρησιμοποιούν δύο διαφορετικές μεθόδους παρατήρησης:ψευδοπορτοκαλί μετρήσειςκαιμετρήσεις φάσης φορέα. Ενώ και τα δύο είναι απαραίτητα, εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς και προσφέρουν πολύ διαφορετικά επίπεδα ακρίβειας.

Το Pseudorange είναι η μέθοδος μέτρησης που χρησιμοποιείται από τις περισσότερες συσκευές πλοήγησης, συμπεριλαμβανομένων των smartphone, των συστημάτων πλοήγησης οχημάτων και των ψυχαγωγικών μονάδων GPS.

Ο δέκτης υπολογίζει το χρόνο διαδρομής ενός δορυφορικού σήματος και τον πολλαπλασιάζει με την ταχύτητα του φωτός για να εκτιμήσει την απόσταση μεταξύ του δορυφόρου και του δέκτη.

Αυτή η μέθοδος έχει πολλά πλεονεκτήματα:

• Γρήγορη προετοιμασία
• Αξιόπιστο στις περισσότερες συνθήκες
• Κατάλληλο για πλοήγηση σε πραγματικό χρόνο

Ωστόσο, ακόμη και πολύ μικρά σφάλματα χρονισμού μεταφράζονται σε αξιοσημείωτα σφάλματα τοποθέτησης στο έδαφος. Ως αποτέλεσμα, η αυτόνομη ψευδοπορτοκαλί τοποθέτηση συνήθως παρέχει οριζόντια ακρίβεια στο εύρος των3 έως 10 μέτρα, ανάλογα με την ορατότητα των δορυφόρων και τις περιβαλλοντικές συνθήκες.

Για εφαρμογές όπως η πλοήγηση οχημάτων, η υπαίθρια αναψυχή ή η παρακολούθηση στόλου, αυτό το επίπεδο ακρίβειας είναι κάτι παραπάνω από επαρκές. Ωστόσο, για μηχανολογικές έρευνες ή διάταξη κατασκευής, δεν είναι καθόλου επαρκής.

Η τοπογραφία RTK βασίζεται σε μια πολύ πιο ακριβή παρατήρηση γνωστή ωςμέτρηση φάσης φορέα.

Αντί να μετράει μόνο το χρόνο διαδρομής του δορυφορικού σήματος, ο δέκτης παρακολουθεί τη φάση του ίδιου του φέροντος κύματος. Επειδή το μήκος κύματος του φέροντος σήματος GNSS είναι μόνο μερικά εκατοστά, μπορεί να ανιχνεύσει αλλαγές θέσης με ευαισθησία σε επίπεδο χιλιοστού.

Η πρόκληση είναι ότι ο δέκτης αρχικά δεν γνωρίζει πόσοι πλήρεις κύκλοι κυμάτων φορέα υπάρχουν μεταξύ του δορυφόρου και της κεραίας. Αυτή η άγνωστη τιμή αναφέρεται ως τοασάφεια ακέραιου αριθμού.

Η επίλυση αυτών των ασαφειών είναι το κλειδί για την τοποθέτηση RTK. Μόλις ο δέκτης διορθώσει με επιτυχία τις ασάφειες ακέραιων αριθμών, μπορεί να υπολογίζει συνεχώς θέσεις με ακρίβεια σε επίπεδο εκατοστών.

Αυτός είναι ο λόγος που οι επαγγελματίες επιθεωρητές παρακολουθούν πάντα την κατάσταση του δέκτη. ΕΝΑΔΙΟΡΘΩΣΗ λύσηυποδεικνύει ότι οι ασάφειες έχουν επιλυθεί και ο δέκτης λειτουργεί με πλήρη ακρίβεια RTK, ενώΛύση FLOATσημαίνει ότι οι ασάφειες εξακολουθούν να εκτιμώνται και η ακρίβεια τοποθέτησης είναι χαμηλότερη.

Η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ του συμβατικού εντοπισμού θέσης GNSS και του RTK δεν είναι το ίδιο το δορυφορικό σύστημα — και τα δύο χρησιμοποιούν τους ίδιους δορυφόρους. Η διαφορά έγκειται στον τρόπο με τον οποίο διορθώνονται τα σφάλματα τοποθέτησης.

Το RTK παρουσιάζει έναν δεύτερο δέκτη, γνωστό ως τοσταθμό βάσης, το οποίο είναι εγκατεστημένο πάνω από ένα σημείο με επακριβώς γνωστές συντεταγμένες.

Επειδή ο σταθμός βάσης γνωρίζει ήδη την ακριβή του θέση, μπορεί να συγκρίνει την υπολογιζόμενη θέση του με τις πραγματικές του συντεταγμένες. Η διαφορά μεταξύ των δύο αντιπροσωπεύει τη συνδυασμένη επίδραση των σφαλμάτων δορυφορικής τροχιάς, των ατμοσφαιρικών καθυστερήσεων, των μετατοπίσεων ρολογιού και άλλων κοινών πηγών σφάλματος.

Αυτές οι τιμές διόρθωσης μεταδίδονται στη συνέχεια στον δέκτη πεδίου, που συνήθως ονομάζεταιπλάνης, σε πραγματικό χρόνο.

Ανάλογα με το έργο, τα δεδομένα διόρθωσης μπορούν να παραδοθούν μέσω:

• Ενσωματωμένο ραδιόφωνο UHF
• NTRIP μέσω δικτύου κινητής τηλεφωνίας
• Τοπικές υπηρεσίες CORS (Σταθμός Αναφοράς Συνεχούς λειτουργίας).

Δεδομένου ότι τόσο ο σταθμός βάσης όσο και το rover παρατηρούν σχεδόν τους ίδιους δορυφόρους σχεδόν την ίδια στιγμή, τα πιο συνηθισμένα σφάλματα επηρεάζουν και τους δύο δέκτες με παρόμοιο τρόπο. Εφαρμόζοντας τα δεδομένα διόρθωσης, το rover μπορεί να αφαιρέσει την πλειοψηφία αυτών των σφαλμάτων και να υπολογίσει μια πολύ πιο ακριβή θέση.

Αυτή η διαδικασία διόρθωσης διαφορικής είναι που επιτρέπει στο RTK να επιτυγχάνει σταθερά ακρίβεια σε επίπεδο εκατοστών σε πραγματικό χρόνο.

Αν και η τοποθέτηση RTK περιλαμβάνει προηγμένα μαθηματικά μοντέλα, η ροή εργασιών πεδίου είναι απλή και μπορεί να ολοκληρωθεί μέσα σε λίγα λεπτά.

Η έρευνα ξεκινά με την τοποθέτηση ενός βασικού δέκτη σε ένα γνωστό σημείο ελέγχου ή τη σύνδεση σε ένα υπάρχον δίκτυο CORS. Η βάση παρατηρεί συνεχώς τα δορυφορικά σήματα και υπολογίζει πληροφορίες διόρθωσης σε πραγματικό χρόνο.

Τα μηνύματα διόρθωσης αποστέλλονται στο ρόβερ χρησιμοποιώντας είτε ραδιόφωνο UHF είτε σύνδεση Διαδικτύου μέσω NTRIP.

Η μέθοδος επικοινωνίας εξαρτάται από το περιβάλλον του έργου. Η ραδιοεπικοινωνία προτιμάται συχνά σε απομακρυσμένα εργοτάξια ή σε περιοχές χωρίς αξιόπιστη κάλυψη κινητής τηλεφωνίας, ενώ το NTRIP χρησιμοποιείται ευρέως σε αστικές περιοχές που εξυπηρετούνται από μόνιμα δίκτυα σταθμών αναφοράς.

Το rover αρχίζει να παρακολουθεί δορυφόρους ενώ ταυτόχρονα λαμβάνει δεδομένα διόρθωσης από τη βάση.

Οι σύγχρονοι δέκτες πολλαπλών συχνοτήτων μπορούν συχνά να επιτύχουν μια σταθερή λύση RTK μέσα σε μερικά δευτερόλεπτα υπό ευνοϊκές δορυφορικές συνθήκες.

Μόλις ο δέκτης φτάσει σε μια λύση FIX, οι επιθεωρητές μπορούν να ξεκινήσουν τη μέτρηση των σημείων ελέγχου, των ορίων ιδιοκτησίας, των τοπογραφικών χαρακτηριστικών ή των τοποθεσιών στοίχισης κατασκευής με σιγουριά.

Καθ' όλη τη διάρκεια της έρευνας, ο δέκτης ενημερώνει συνεχώς τις συντεταγμένες του σε πραγματικό χρόνο, επιτρέποντας στα συνεργεία πεδίου να εργάζονται αποτελεσματικά χωρίς μακροχρόνια μετα-επεξεργασία.

Η πραγματική απόδοση RTK εξαρτάται από τη γεωμετρία του δορυφόρου, την απόσταση γραμμής βάσης, τις περιβαλλοντικές συνθήκες και την ποιότητα επικοινωνίας. Υπό κανονικές συνθήκες τοπογραφίας, οι επαγγελματίες δέκτες RTK GNSS συνήθως επιτυγχάνουν:

Αυτά τα επίπεδα απόδοσης καθιστούν το RTK κατάλληλο για έργα όπου ακόμη και μερικά εκατοστά λάθους θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε δαπανηρές επαναλήψεις ή καθυστερήσεις στην κατασκευή.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι δημοσιευμένες προδιαγραφές προϋποθέτουν ευνοϊκές συνθήκες παρατήρησης. Ο πυκνός θόλος δέντρων, η έντονη πολλαπλή διαδρομή, η κακή δορυφορική γεωμετρία ή οι ασταθείς συνδέσεις διόρθωσης ενδέχεται να μειώσουν προσωρινά την απόδοση. Οι έμπειροι επιθεωρητές επαληθεύουν τακτικά την κατάσταση FIX και παρακολουθούν δείκτες ποιότητας όπως το PDOP πριν από την καταγραφή κρίσιμων μετρήσεων.