Las ventajas, desventajas y contramedidas de la tecnología RTK

Ventajas de la tecnología RTK

1. Alta eficiencia operativa

En terreno normal, una estación RTK de alta calidad puede medir un área de medición con un radio de 5 km a la vez, reduce en gran medida el número de puntos de control necesarios para las "estaciones móviles" de los instrumentos topográficos y cartográficos tradicionales. La "estación móvil" solo requiere una persona para operar y solo necesita permanecer en cada punto de muestreo durante 1 a 2 segundos para completar la operación. En el levantamiento de líneas de carreteras, cada equipo (de 3 a 4 personas) puede completar de 6 a 8 kilómetros de levantamiento de líneas centrales por día y completar la nivelación del pilote central mientras se traza la línea central. Si se utiliza para un levantamiento topográfico, cada grupo puede completar un mapeo topográfico de 0,8 a 1,5 km2 por día, y su precisión y eficiencia no tienen comparación con los levantamientos tradicionales.

2. Alta precisión de posicionamiento y sin acumulación de errores

Siempre que se cumplan las condiciones básicas de trabajo de RTK, dentro de un cierto radio de operación (generalmente 5 km), la precisión y elevación del plano La precisión de RTK All puede alcanzar el nivel de centímetros y no hay acumulación de errores.

3. Funcionamiento en todo clima

La tecnología RTK no requiere dos puntos para cumplir con la visualización óptica, solo necesita cumplir con "los requisitos de visualización de ondas electromagnéticas y visualización aire-aire" Por lo tanto, en comparación con la medición tradicional, las operaciones técnicas de RTK tienen menos factores limitantes y pueden operarse casi las 24 horas del día.

4. Las operaciones RTK están altamente automatizadas e integradas.

RTK se puede utilizar para diversos trabajos de campo de topografía y cartografía. El rover está equipado con un manual de operación portátil eficiente y un software profesional incorporado, que puede realizar automáticamente varias funciones topográficas y cartográficas, reducir los errores humanos y garantizar la precisión de la operación.

Deficiencias de la tecnología RTK

Aunque la tecnología GPS tiene ventajas que los instrumentos convencionales no pueden igualar, años de práctica de ingeniería han demostrado que la tecnología GPS RTK tiene deficiencias en los siguientes aspectos.

1. Limitado por las condiciones del satélite

El plan de diseño general del sistema GPS se completó en 1973. Debido a las limitaciones de las condiciones técnicas en ese momento, el plan de diseño general en sí tenía muchas deficiencias en. Con el paso del tiempo y la mejora continua de los requisitos de los usuarios, la composición espacial y la intensidad de la señal satelital de los satélites GPS ya no pueden satisfacer las necesidades actuales. Cuando el sistema satelital es el mejor para el posicionamiento en los Estados Unidos, algunos países del mundo todavía lo son. No está bien cubierto por satélites. Por ejemplo, en zonas de latitudes medias y bajas, siempre hay dos zonas ciegas cada día, cada una de las cuales dura entre 20 y 30 minutos. Cuando la intensidad de la geometría del satélite en la zona ciega es baja, es difícil obtener una solución fija. para mediciones RTK. Al mismo tiempo, debido a la débil intensidad de la señal y la severa oclusión del cielo, el GPS no se puede utilizar normalmente.

2. Afectados por la ionosfera

Al mediodía del día, debido a la interferencia de la ionosfera, el número de satélites en uso es pequeño, por lo que el tiempo de inicialización es largo o Incluso es imposible inicializarlo y no se pueden realizar mediciones. Según nuestra experiencia práctica, es difícil obtener una solución fija para las mediciones RTK de 12:00 a 13:00 del mediodía todos los días.

3. Afectado por la distancia de transmisión de radio del enlace de datos

Las señales de radio del enlace de datos se ven fácilmente afectadas por el entorno externo durante la transmisión, como montañas, edificios y diversas señales de alta frecuencia. La interferencia de la fuente se atenúa gravemente durante el proceso de transmisión, lo que afecta gravemente la precisión y el radio de trabajo del trabajo de campo. Además, cuando el radio de operación del RTK excede una cierta distancia, el error de los resultados de la medición excede el límite, por lo que el radio efectivo de operación real del RTK es menor que su radio nominal. Esto ha sido demostrado por la práctica de ingeniería y la investigación especializada.

4. Afectado por el entorno de vista aérea

Cuando se opera en áreas montañosas, áreas boscosas, ciudades, lugares densamente construidos, etc., hay más oportunidades para que las señales de satélite GPS sean bloqueado y la intensidad de la señal es baja. Una estructura espacial deficiente del satélite puede provocar fácilmente la pérdida del bloqueo, dificultades en la reinicialización o incluso fallas en la inicialización completa, lo que afecta las operaciones normales.

5. Afectados por anomalías de elevación

El modo de trabajo RTK requiere que la conversión de elevación sea precisa. Sin embargo, existen anomalías de elevación en algunas zonas de nuestro país, especialmente en zonas montañosas. Hay grandes errores en la elevación y algunas áreas todavía están en blanco, lo que dificulta la conversión de elevación geodésica del GPS y la precisión de la elevación es desigual, lo que afecta la elevación RTK. Precisión de medición.

6. La confiabilidad no llega a 100

La ambigüedad de confiabilidad de la medición de círculo completo RTK es 95-99, que no es tan estable como la estación total. Esto se debe a que RTK. es más susceptible a las condiciones del satélite, las condiciones climáticas y las condiciones de transmisión del enlace de datos.

Métodos para mejorar la eficiencia de RTK

Aunque RTK tiene las deficiencias anteriores, una gran cantidad de prácticas de ingeniería han demostrado que sus ventajas superan con creces sus desventajas, que son ventajas que ofrecen algunos métodos de medición convencionales. no puede igualar. La tecnología topográfica de RTK se está extendiendo por todo el país, desencadenando una revolución tecnológica en el mundo topográfico. En vista de las deficiencias de la tecnología RTK, a través de estos años de práctica de ingeniería, hemos explorado los siguientes métodos de medición optimizados para compensar las deficiencias de la tecnología RTK bajo el nivel actual de tecnología GPS y mejorar la eficiencia operativa.

1. Descubra las características del instrumento

Mediante pruebas repetidas en diversas condiciones, descubra las características del instrumento, como por ejemplo si puede alcanzar la precisión nominal, en diversas condiciones. condiciones Error de medición y radio de trabajo, descubra la estabilidad del instrumento y el tiempo consumido por las capacidades de inicialización en diversas condiciones, etc., para que pueda aplicarse con facilidad.

2. Preste atención a la selección de posiciones de referencia

Intente configurar la estación base en un punto de control más alto para facilitar la recepción de señales de satélite y señales de enlace de datos. la distancia entre los puntos de control debe ser inferior a 2/3 veces el radio de trabajo efectivo de RTK. Para facilitar el control y la inspección de los resultados de las mediciones RTK y evitar puntos ciegos operativos, se deben agregar varios puntos de control en áreas con un ambiente deficiente en el área de medición. La selección de puntos de control también debe evitar interferencias de radio y efectos de trayectorias múltiples.

3. Elija razonablemente el tiempo de operación

Comprenda la distribución de los satélites en el área de estudio descargando el archivo de efemérides, prepare un plan de operación factible y trate de evitar puntos ciegos de la señal de los satélites. Y el tiempo de interferencia ionosférica del mediodía, mejora la eficiencia del trabajo.

4. Elija un proceso operativo razonable

En áreas de estudio con visibilidad aérea limitada, como vegetación densa, los procesos de producción se pueden mejorar enormemente mediante el uso de métodos convencionales combinados con la eficiencia de la tecnología GPS. Si existe la asistencia de software correspondiente, RTK y la estación total pueden trabajar juntos para aprovechar al máximo las respectivas ventajas de RTK y la estación total.

Introducción a la tecnología RTK:

La tecnología de diferencia de fase de portadora RTK (cinemática en tiempo real, dinámica en tiempo real) es un método para procesar la diferencia en las observaciones de fase de portadora de dos estaciones de medición. en tiempo real. La diferencia de fase de la portadora recopilada por la estación base se envía al receptor del usuario para obtener la resolución de las coordenadas de diferencia. Este es un nuevo método de medición de posicionamiento por satélite de uso común. En el pasado, las mediciones estáticas, estáticas rápidas y dinámicas debían resolverse posteriormente para obtener una precisión de nivel centimétrico. RTK es un método de medición que puede obtener una precisión de posicionamiento de nivel centimétrico en tiempo real. Utiliza el método de diferencia dinámica en tiempo real de fase portadora, un hito importante en la aplicación de GPS, que aporta nuevos principios de medición y nuevas tecnologías para el replanteo de ingeniería, el estudio del terreno y diversas mediciones de control. Es un hito importante en las aplicaciones de GPS, ya que aporta nuevos principios y métodos de medición al muestreo de ingeniería, mapeo topográfico y diversas mediciones de control, lo que mejora en gran medida la eficiencia del trabajo.

Principio:

RTK (cinemática en tiempo real) es una tecnología de posicionamiento relativo dinámico en tiempo real basada en la observación de la fase de la portadora. El principio es que los datos satelitales observados por el receptor GPS ubicado en la estación base se envían en tiempo real a través del enlace de comunicación de datos (radio). El receptor GPS ubicado en la estación móvil cercana recibe la señal de radio de la estación base. observa el satélite y lo transmite mediante el procesamiento en tiempo real de las señales recibidas, proporciona las coordenadas tridimensionales de la estación móvil y estima la "precisión" de la estación móvil.

El uso del sistema RADIUS es un buen ejemplo.

Cuando se utiliza la medición RTK, es necesario equipar al menos dos receptores GPS, uno está fijo en la estación base y el otro se utiliza como móvil para la medición de puntos. También se requiere un enlace de comunicación de datos entre los dos receptores para enviar datos de observación desde la estación base a la estación móvil en tiempo real. El procesamiento en tiempo real de los datos (señales de satélite y señales de estaciones base) recibidos por la estación móvil también requiere software RTK, que completa principalmente la solución difusa de doble diferencia, la solución de vector de línea base y la conversión de coordenadas.

La tecnología RTK puede lograr una precisión de posicionamiento a nivel de centímetros en poco tiempo y se usa ampliamente en campos como el levantamiento de control de raíces, el replanteo de la construcción, el levantamiento de ingeniería y el levantamiento topográfico. Sin embargo, RTK también tiene algunas deficiencias, que se manifiestan principalmente en la necesidad de establecer una estación base local, y el error aumentará a medida que aumente la distancia desde la estación móvil a la estación base.

Aplicaciones:

Varias medidas de control

Aplicación de RTK en topografía de ingeniería En la geodesia tradicional, la topografía de control de ingeniería utiliza triangulación, disposición de cables, etc. El método de medición No solo requiere mucha mano de obra y tiempo, sino que requiere visualización entre puntos, y la precisión se distribuye de manera desigual. Cuando el mundo exterior no conoce la precisión, es imposible utilizar mediciones estáticas GPS convencionales, estáticas rápidas y pseudodinámicas. y otros métodos durante el despliegue en el campo, la precisión del posicionamiento se conoce en tiempo real. Si una vez completada la medición, se devuelve al procesamiento interno y se descubre que la precisión no cumple con los requisitos, se debe devolver la prueba utilizando RTK. para controlar la medición se puede conocer la precisión del posicionamiento en tiempo real. Si la precisión del punto cumple con los requisitos, el usuario puede detener la observación y conocer la calidad de las observaciones puede mejorar en gran medida la eficiencia operativa. Si RTK se utiliza para medir el control de carreteras, medir líneas eléctricas, medir el control de proyectos de conservación de agua y realizar estudios geodésicos, no solo puede reducir en gran medida la intensidad de mano de obra y ahorrar costos, sino que también puede mejorar en gran medida la eficiencia del trabajo, midiendo un punto de control en minutos o incluso segundos Eso es todo.

Levantamiento de mapas topográficos

En el pasado, al levantar mapas topográficos, los puntos de control de la raíz generalmente se establecían en el área de levantamiento y luego se instalaba una estación total o teodolito en la raíz. Puntos de control de topografía y cartografía con tabletas pequeñas, el campo ahora se ha desarrollado hacia el uso de estaciones totales y manuales electrónicos junto con la codificación de características, y el uso de software de topografía y cartografía a gran escala para topografía y cartografía. Se han desarrollado estudios topográficos y cartográficos en este campo, que requieren la medición de los accidentes geográficos circundantes en estaciones topográficas. Para las estaciones de medición, la medición no solo consume mucha mano de obra y costos, sino que también mejora en gran medida la eficiencia. La estación de medición necesita medir puntos esporádicos, como los accidentes geográficos circundantes. Estos puntos esporádicos pasan por los ojos de la estación de medición. Generalmente, se requieren al menos 2 o 3 personas para operar si la precisión no cumple con los requisitos. , es necesario devolverlo al campo para realizar pruebas. Después de usar RTK, solo una persona necesita llevar el instrumento y permanecer en los puntos dispersos del relieve medido durante uno o dos segundos mientras ingresa la precisión de cada punto. Se puede conocer en tiempo real a través del dispositivo portátil. Una vez completada la medición en un área determinada, se transmitirá de regreso a la sala. El mapa topográfico requerido se puede generar a través de la interfaz de software profesional. una sola persona para operar y no se requiere visualización punto a punto, lo que mejora en gran medida la eficiencia del trabajo. Usando RTK con un manual electrónico, se pueden medir varios mapas topográficos, como topografía y mapeo ordinarios, topografía ferroviaria y mapeo de cinturón de líneas. mapas topográficos, levantamientos y mapeo de mapas topográficos de tuberías de carreteras, etc. Se puede usar con la sonda para medir mapas topográficos de embalses, áreas marinas y mapas topográficos marinos, etc.

Replanteo

El replanteo en construcción es una rama de la aplicación topográfica que requiere el uso de ciertos métodos e instrumentos para calibrar puntos diseñados artificialmente en el campo. Los métodos utilizados, como el replanteo de intersecciones con teodolito, el replanteo de esquinas con estación total, etc., generalmente requieren que se replanteen los puntos diseñados, lo que a menudo requiere mover el objetivo hacia adelante y hacia atrás y 2-3 personas para operar al mismo tiempo. Durante el proceso de replanteo, se puede utilizar para topografía de embalses, navegación y mapeo oceanográfico, etc.

Mientras está en funcionamiento, también requiere una buena visibilidad entre varios puntos durante el proceso de lofting. No es muy eficiente en aplicaciones de producción. A veces, cuando se encuentran dificultades durante el lofting, se recurre a muchos métodos para colocar las muestras correctamente. replantear, solo necesita ingresar las coordenadas diseñadas de cada punto en el manual electrónico y llevar consigo un receptor GPS que le recordará la ubicación de los puntos que desea replantear. Es rápido y conveniente porque utiliza GPS. coordenadas para replantear directamente, y la precisión es muy alta y muy uniforme, por lo que la eficiencia del replanteo en el campo mejorará enormemente y solo se necesita una persona para operarlo.