¿Qué es RTK?

Servicio de Posicionamiento Estándar (SPS) es el primer punto de posición que consiguen los sistemas GPS, y lo hacen utilizando el Código C/A. Si correcciones diferenciales se puede mejorar la precisión del SPS, ya que se eliminan los retrasos en las señales de los satélites. Utilización de DGPS una precisión de posición de unos 40 cm es bastante normal. RTK es el siguiente paso a DGPS, y existen dos versiones: RTK flotante, que alcanza una precisión decimétrica, y RTK fijo, que alcanza una precisión centimétrica.

Para entender cómo funciona una u otra versión es necesario comprender dos cosas:

• La primera es que el RTK se salta las normas de lo que deberíamos ser capaces de conseguir con un receptor GPS civil. No es una tecnología que se diseñó en el sistema para ayudarnos. Se trata más bien de un método ideado por los fabricantes de GPS para lograr una precisión mayor de la prevista utilizando el código C/A.
• Lo segundo que hay que entender es que se basa en las propias ondas portadoras, no en el código C/A o el mensaje de navegación que llevan.

En nuestra 'Qué es el SPSEn la página "SPS" hemos explicado cómo el SPS se basa en pseudo-medidas de alcance calculadas mediante el código C/A. Para ello, el receptor sincroniza su reloj con el Satélites GPSSi tiene que retrasar su propia copia del código C/A, por ejemplo siete milisegundos, para que coincida con el código C/A recibido en la antena. Si tiene que retrasar su propia copia del código C/A, por ejemplo, siete milisegundos para que coincida con el código C/A que se recibe en la antena, entonces sabe que el tiempo de viaje de la señal de ese satélite es de siete milisegundos y puede calcular la distancia a la que se encuentra el satélite.

El objetivo último del RTK es establecer cuántas ondas portadoras hay entre la antena y el satélite. La razón es sencilla. Cada satélite emite un código C/A único formado por 1.023 bits. El código se envía a una velocidad de 1,023 Mb/s, lo que significa que se envía un bit aproximadamente cada microsegundo. En un microsegundo, la señal de radio del satélite cubre una distancia de unos 300 metros.

Sin embargo, la onda portadora sobre la que se modula el código C/A tiene una frecuencia mucho mayor: 1575,42 MHz. Esto significa que una sola onda cubre unos 19 cm. Si supiéramos cuántas ondas completas hay entre el satélite y la antena, podríamos calcular la distancia con mucha más precisión. De hecho, si sabemos cuántas ondas completas hay, y también es posible medir las ondas parciales (el ángulo de fase), entonces podemos ser muy precisos.

RTK Fixed y RTK Float pueden considerarse dos algoritmos distintos (pero relacionados) que se ejecutan simultáneamente en un sistema. Si RTK Fixed tiene una solución válida, el sistema cambia a ella (aunque el algoritmo RTK Float sigue ejecutándose en segundo plano). Si posteriormente RTK Fixed deja de ser válido, el sistema vuelve a RTK Float, que no necesita iniciarse de nuevo mientras no se pierda el bloqueo de la fase portadora.

¿En qué se diferencian los algoritmos? RTK Float tiene como objetivo identificar su ubicación probable (mejorando la actual Precisión DGPS) utilizando métodos estadísticos. Requiere un mínimo de cuatro satélites comunes con la estación base, y (en términos legos), busca un punto en un círculo alrededor de la medición de la posición actual sobre el que giren los satélites. A diferencia de RTK Fixed, el algoritmo Float nunca intenta resolver el problema de la ambigüedad, sino que sólo trata de identificar la posición más probable dentro de un círculo trazado alrededor de la estimación de posición actual. La precisión de RTK Flotante comienza en torno a los 40 cm, pero aumenta hasta los 20 cm en el mejor de los casos.

RTK Fijo, por su parte, pretende resolver el problema de la ambigüedad y no se utiliza hasta que lo ha conseguido. Requiere cinco satélites comunes, y cuando se encuentra una solución válida el sistema sabe que hay n ondas portadoras más cualquier onda parcial entre él y el satélite. Puede alinear sus mediciones a aproximadamente 0,6% de la longitud de onda de 19 cm. Cuando se combinan varias mediciones en una solución de navegación, se obtiene una precisión de aproximadamente 1 cm.

Ahora hemos llegado al punto en nuestro '¿Qué es el GNSS?donde hemos hablado de cómo los sistemas GNSS son, en general, fáciles de usar, no se desvían y pueden alcanzar altos niveles de precisión. Pero nada es perfecto en la vida, ¿verdad? Entonces, ¿cuál es el lado negativo? ¿Qué es lo que más mejora la precisión, y cuáles son las limitaciones del GNSS?

La diferencia entre GPS y GPS RTK es sencilla de entender. Los sistemas GPS tradicionales utilizan sólo los datos de los satélites para calcular una posición. Sin embargo, los sistemas GPS RTK complementan los datos GPS estándar con información adicional procedente de una estación base cercana.

El uso de un sistema GPS RTK puede mejorar la precisión en centímetros, lo que es necesario para aplicaciones como Pruebas ADAS, cartografía y autonomía.

A lo largo de los años, a medida que la tecnología GNSS/INS ha ido mejorando, también lo ha hecho la precisión RTK. En condiciones favorables, los clientes que utilizan un sistema de navegación inercial asistido por GNSS de OXTS como el RT3000 v4puede esperar una precisión RTK de 1 cm, lo que hace que las mediciones sean adecuadas para aplicaciones como ensayos de automoción, cartografía y navegación autónoma de vehículos. En ocasiones en las que el GNSS no está disponible, como en un cañón urbano o en el interiorPara limitar la desviación de la posición y mantener la precisión el mayor tiempo posible, puede emplearse una tecnología de sensores adicional.

A primera vista, la diferencia entre RTK y PPK es bastante sencilla. Como ya se ha mencionado en este blog, RTK significa cinemática en tiempo real. Es el proceso mediante el cual se corrigen los datos de posición y, como su nombre indica, el proceso tiene lugar en tiempo real. La diferencia con la cinemática postprocesada (PPK) es que, aunque los datos se corrigen, se hace después de recogerlos.

La PPK puede ser más precisa que la RTK, pero puede haber casos en los que tenga más sentido que los datos se corrijan en tiempo real, como en la navegación autónoma.

Cualquier proyecto que requiera que algo navegue de forma autónoma o proporcione a su usuario actualizaciones de posición precisas e instantáneas necesita datos RTK. Tanto si el objeto es un coche, un barco o un dron, los factores más importantes que hay que tener en cuenta están relacionados con los requisitos de su proyecto. Pregúntese qué nivel de precisión necesita y qué efecto tendrá en los objetivos de su proyecto. Muchos drones vienen equipados con tecnología de posicionamiento RTK, pero suelen ser más caros que los drones con sensores de posicionamiento GPS estándar. Una forma de reducir costes es construir tu propia carga útil con los sensores pertinentes a bordo. Aunque esto puede llevar tiempo, ofrece al usuario una mayor flexibilidad a la hora de decidir la combinación de sensores para el trabajo.

Dispositivos GNSS/INS de OXTS como el xRED3000proporcionan a los integradores de drones precisión de posición RTK en forma de tarjeta OEM para facilitar la integración.

Llevamos más de 25 años desarrollando soluciones GNSS/INS de alta precisión.

Nuestras soluciones se utilizan en una amplia gama de industrias de todo el mundo para proporcionar a los ingenieros información precisa sobre posición, navegación y temporización en entornos tanto de cielo abierto como sin GNSS.

Lea el folleto de la empresa OXTS para descubrir cómo puede ayudarle nuestro hardware GNSS/INS con capacidad RTK.

Leer el folleto