Каждый приемник GNSS должен оценить расстояние между собой и спутниками над головой. Качество этих измерений расстояний в конечном итоге определяет точность рассчитанного положения.

Профессиональные приемники GNSS используют два разных метода наблюдения:измерения псевдодальностейиизмерения фазы несущей. Хотя оба они важны, они служат разным целям и предлагают очень разные уровни точности.

Псевдодальность — это метод измерения, используемый большинством навигационных устройств, включая смартфоны, автомобильные навигационные системы и GPS-навигаторы для отдыха.

Приемник вычисляет время прохождения спутникового сигнала и умножает его на скорость света, чтобы оценить расстояние между спутником и приемником.

Этот метод имеет ряд преимуществ:

• Быстрая инициализация
• Надежность в большинстве условий
• Подходит для навигации в реальном времени.

Однако даже очень небольшие ошибки синхронизации приводят к заметным ошибкам позиционирования на земле. В результате автономное позиционирование по псевдодальности обычно обеспечивает горизонтальную точность в диапазонеот 3 до 10 метров, в зависимости от видимости спутника и условий окружающей среды.

Для таких приложений, как навигация транспортных средств, отдых на природе или отслеживание автопарка, такого уровня точности более чем достаточно. Однако для инженерных изысканий или планирования строительства этого далеко недостаточно.

RTK-съемка основана на гораздо более точном наблюдении, известном какизмерение фазы несущей.

Вместо измерения только времени распространения спутникового сигнала приемник отслеживает фазу самой несущей волны. Поскольку длина волны несущего сигнала GNSS составляет всего несколько сантиметров, он может обнаруживать изменения положения с чувствительностью на уровне миллиметра.

Проблема состоит в том, что приемник изначально не знает, сколько полных циклов несущей волны существует между спутником и антенной. Это неизвестное значение называетсяцелочисленная неоднозначность.

Разрешение этих двусмысленностей является ключом к позиционированию RTK. Как только приемник успешно исправит целочисленные неоднозначности, он сможет непрерывно рассчитывать координаты с точностью до сантиметра.

Именно поэтому профессиональные геодезисты всегда следят за состоянием приемника. АИСПРАВИТЬ решениеуказывает на то, что неоднозначности устранены и приемник работает с полной точностью RTK, а значокПЛАВАЮЩЕЕ решениеозначает, что неоднозначности все еще оцениваются, а точность позиционирования ниже.

Самая большая разница между традиционным позиционированием GNSS и RTK заключается не в самой спутниковой системе — обе используют одни и те же спутники. Разница заключается в том, как исправляются ошибки позиционирования.

RTK представляет второй приемник, известный какбазовая станция, который устанавливается над точкой с точно известными координатами.

Поскольку базовая станция уже знает свое точное местоположение, она может сравнить свое расчетное положение с истинными координатами. Разница между ними представляет собой совокупный эффект ошибок спутниковой орбиты, атмосферных задержек, смещений часов и других распространенных источников ошибок.

Эти значения коррекции затем передаются в полевой приемник, обычно называемыйвездеход, в реальном времени.

В зависимости от проекта корректирующие данные могут передаваться посредством:

• Встроенное УВЧ-радио.
• NTRIP через сотовую сеть
• Местные услуги CORS (непрерывно действующей опорной станции)

Поскольку и базовая станция, и ровер наблюдают почти за одними и теми же спутниками почти в одно и то же время, наиболее распространенные ошибки одинаково влияют на оба приемника. Применяя данные коррекции, марсоход может устранить большинство этих ошибок и рассчитать гораздо более точное положение.

Этот процесс дифференциальной коррекции позволяет RTK постоянно достигать точности сантиметрового уровня в реальном времени.

Хотя для позиционирования RTK используются сложные математические модели, рабочий процесс в полевых условиях прост и может быть выполнен за считанные минуты.

Исследование начинается с размещения базового приемника над известной контрольной точкой или подключения к существующей сети CORS. База постоянно наблюдает за сигналами спутников и рассчитывает корректирующую информацию в режиме реального времени.

Сообщения об исправлениях отправляются на марсоход с помощью УВЧ-радиосвязи или подключения к Интернету через NTRIP.

Способ связи зависит от среды проекта. Радиосвязь часто предпочтительнее на удаленных строительных площадках или в районах без надежного мобильного покрытия, тогда как NTRIP широко используется в городских районах, обслуживаемых постоянными сетями опорных станций.

Ровер начинает отслеживать спутники, одновременно получая данные коррекции от базы.

Современные многочастотные приемники часто могут обеспечить фиксированное решение RTK в течение нескольких секунд при благоприятных спутниковых условиях.

Как только приемник достигнет решения FIX, геодезисты могут с уверенностью приступить к измерению контрольных точек, границ собственности, топографических особенностей или мест разбивки строительных работ.

На протяжении всей съемки приемник постоянно обновляет свои координаты в режиме реального времени, что позволяет полевым бригадам работать эффективно без длительной постобработки.

Фактическая производительность RTK зависит от геометрии спутника, расстояния до базовой линии, условий окружающей среды и качества связи. В обычных условиях съемки профессиональные приемники RTK GNSS обычно обеспечивают:

Такой уровень производительности делает RTK подходящим для проектов, где даже несколько сантиметров ошибки могут привести к дорогостоящим доработкам или задержкам строительства.

Важно отметить, что опубликованные спецификации предполагают благоприятные условия наблюдений. Плотный полог деревьев, сильная многолучевость, плохая геометрия спутников или нестабильные каналы коррекции могут временно снизить производительность. Опытные геодезисты регулярно проверяют статус FIX и контролируют показатели качества, такие как PDOP, прежде чем записывать критические измерения.