Gerçek zamanlı kinematik

Gerçek zamanlı kinematik ( Gerçek Zamanlı Kinematik içinde, İngilizce veya RTK ) bir olan uyduyu konumlandırma tekniği gelen sinyallerin taşıyıcı dalgaların faz ölçümlerinin kullanımına dayalı GPS , GLONASS veya Galileo . Bir referans istasyonu, bir santimetre düzeyinde hassasiyete ulaşmak için gerçek zamanlı düzeltmeler sağlar. GPS özel durumunda, sistem daha sonra Taşıyıcı Faz Geliştirme veya CPGPS olarak adlandırılır .

Otonom alıcılar durumunda, uydu tarafından iletilen sözde rasgele ikili sinyal , bu sinyalin dahili bir kopyası ile karşılaştırılır. İki cihazın saatleri senkronize olduğundan, kopya uydunun orijinali ile aynı anda üretilir. Dalganın seyahat süresinden dolayı bir gecikme yaşanıyor. Alıcı kopyası, alınan sinyalle aynı hizaya gelene kadar zaman kaydırılır. Bu şekilde ölçülen zamansal sapma, uydu ile alıcı arasındaki bir mesafenin (hatalarla kirlenmiş) hesaplanmasını mümkün kılar.

Zaman ölçümünün doğruluğu genellikle alıcı elektroniklerin iki sinyali karşılaştırma yeteneğinin bir fonksiyonudur . Tipik olarak, alıcılar sinyalleri bit genişliğinin yaklaşık% 1'i kadar bir doğrulukla hizalayabilirler. Örneğin, GPS sisteminden gelen C / A sinyali, her mikrosaniyede bir bit gönderir, bu nedenle bir alıcı, mesafe açısından 3 metre olan 0.01 mikrosaniye içinde doğrudur. ABD ordusu tarafından kullanılan P / Y sinyali, aynı uydular tarafından yaklaşık 30 cm hassasiyete karşılık gelen on kat daha yüksek bir frekansta iletilir  . Diğer etkiler daha büyük hatalara neden olur ve düzeltilmemiş C / A sinyaline dayalı konumlandırma doğruluğu genellikle yaklaşık 15  m'dir .

RTK aynı prensip takip eder, fakat sinyaldeki, yayınlanan bir kod olup, ikili kodu ile modüle edilmiş analog sinyal kullanır. Bu, doğruluğu büyük ölçüde artırır . Örneğin, C / A + L1 sinyalinin fazı 1.023 MHz'lik bir frekansta değişebilirken  , L1 taşıyıcısı 1000 kat daha büyük olan 1575.42 MHz'lik bir frekansa sahiptir  . % 1'lik bir zamansal hassasiyet göz önüne alındığında, bu , daha düşük frekansta (1227,6 MHz ) L1 sinyalini kullanarak 1,9 mm ve L2 sinyaliyle  2,4  mm uzamsal hassasiyete karşılık gelir  .

Bir RTK sistemi tasarlamanın zorluğu, sinyallerin doğru hizalanmasıdır. Uydu sinyalleri, kolay hizalama için ikili kodlanırken, her bir taşıyıcı döngüsü diğerine benzer. Bu nedenle, hizalamanın doğru olup olmadığını veya bir döngüde bir kayma olup olmadığını bilmek çok zordur ve bu nedenle 19 cm'lik bir hataya neden olur  . Bu belirsizlik, C / A sinyallerinden alınan ölçümleri karşılaştıran karmaşık istatistiksel yöntemler kullanılarak ve ardından birden çok uydu arasında elde edilen sonuçları karşılaştırarak kısmen çözülebilir. Ancak, bu yöntemlerin hiçbiri hatayı ortadan kaldıramaz.

Uygulamada, RTK sistemleri sabit bir alıcı (konumu tam olarak bilinen baz istasyonu) ve bir dizi mobil alıcı kullanır. Baz istasyonu, GPS sinyalinden hesaplanan konumu ve gerçek konumu karşılaştırır, ardından yapılacak düzeltmeleri mobil alıcılara yeniden iletir. Bu, mobil birimlerin, mutlak konumları baz istasyonunun konumu kadar kesin olmasına rağmen, birkaç milimetrelik bir doğrulukla göreceli konumlarını hesaplamalarına izin verir. Bu sistemler için tipik nominal doğruluk yatay olarak  1 cm ve  dikey olarak 2 cm'dir.

Bu, genel navigasyon açısından RTK'nın kullanışlılığını sınırlasa da, gözetim veya hassas rehberlik gibi uygulamalar için idealdir. Bu durumda baz istasyonu, referans noktası olan bilinen bir konuma konumlandırılır ve mobil birimler bu noktaya göre ölçümler alarak çok hassas bir harita üretebilir. RTK ayrıca otopilot sistemleri, kamu işleri, hassas tarım ve diğer benzer uygulamalar için uygulamalara sahiptir.

Sanal Referans İstasyonu (VRS) yöntemi bir bütün bir alana RTK kullanımını genişleten referans istasyonlarının şebekesi .

Operasyonel güvenilirlik ve olası doğruluklar, referans istasyonları ağının yoğunluğuna ve yeteneklerine bağlıdır.

Notlar ve referanslar

  1. http://www.precisionag.org/PDF/ch2.pdf

İlgili Makaleler

Dış bağlantılar