Innovación Constante para Mejorar la Recopilación de Datos de GNSS RTK

2018-12-06  

A través del desarrollo de la tecnología GNSS, los métodos de recolección de datos geográficos también han mejorado gradualmente. La tecnología cinemática en tiempo real (RTK) se utiliza con frecuencia en topografía, ingeniería de construcción y más.

Sin embargo, debido a la base de hardware de adquisición de datos RTK, el receptor GNSS RTK parece haberse detenido en términos de desarrollo. El desafío de cambiar la homogeneización y la restricción del medio ambiente es romper las tradiciones con la innovación tecnológica.

La tecnología, como el arte, es un ejercicio altísimo de la imaginación humana. —— Daniel Bell

 La tecnología está cambiando la forma en que trabajamos y los problemas impulsan la tecnología. Al observar a nuestros usuarios, nos dimos cuenta de que las limitaciones ambientales y el rango de operación juegan un papel importante mientras trabajan en el campo. Con estas conclusiones, nuestro objetivo es mejorar estas características para nuestros usuarios.

 

Varios Entornos de Levantamiento

Dependiendo de las aplicaciones de recopilación de datos GNSS RTK en el campo, los entornos de medición difieren. Es posible que existan situaciones difíciles como la cobertura de red deficiente, áreas sombreadas o incluso puntos inalcanzables. ¿Cómo resolvemos y mejoramos nuestros receptores GNSS RTK para que funcionen de manera eficiente en estos entornos?

Sistema de Servicio Global de Hi-RTP 

Tradicionalmente, los receptores GNSS RTK no son confiables en áreas remotas donde no hay datos de corrección de la base o no hay una red disponible. El servicio global de posicionamiento preciso de puntos (PPP) resuelve este problema de conexión de red deficiente. Por ejemplo, la tecnología Hi-RTP publicada adopta los datos de la red de referencia mundial para generar y difundir correcciones de la señal de banda L que emite desde el satélite. Esta tecnología proporciona precisión de posicionamiento global en tiempo real a usuarios por la estimación de errores de órbita de tiempo mediante GNSS y de errores de reloj de rover, post-procesamiento PPP de alta precisión, aumento regional y otras tecnologías.

 

Basado en la tecnología Hi-RTP con el receptor iRTK5 GNSS, por ejemplo, las mediciones de los proyectos de construcción de offshore serán más fáciles. El área de trabajo en alta mar suele ser grande, ya que no hay señal de red con una distancia de trabajo de radio limitada. El modo de medición tradicional necesita configurar la estación de retransmisión para reenviar los diferentes datos en el medio, lo cual es muy problemático. Con solo un rover, el servicio Hi-RTP puede ayudar a los usuarios a alcanzar la precisión del nivel CM. Los topógrafos realizaron una prueba en el estuario del río de las Perlas en China y descubrieron que el tiempo de inicialización era principalmente de 3 minutos, el tiempo de convergencia era de 10 minutos para alcanzar la solución fija y la precisión de posicionamiento era inferior a 3 cm (horizontal) y 6 cm vertical). Esto cumple con los requisitos de posicionamiento de nivel CM para construcciones de offshore.

Los resultados reales son los siguientes:

Tiempos de prueba

Número de puntos de recolección

Tarifa fija del servicio PPP

Vertical(m)

Horizontal(m)

-2σ~2σ (95.5%)

-2σ~2σ (95.5%)

1

23377

99.24%

0.056

0.023

2

23450

99.66%

0.058

0.024

Tabla 1 Datos de Prueba del Servicio Hi-RTP 

Sitio de Prueba de Servicio Hi-RTP

Además, en entornos fuertemente protegidos, como bajo el dosel arbóreo, las señales de los receptores GNSS RTK suelen ser inestables, por lo que la precisión será mala y pueden producirse puntos deslizados. Por lo tanto, el algoritmo para mejorar la precisión es particularmente importante. Una nueva técnica llamada tecnología de levantamiento cuasi-dinámica resuelve este problema. Es una tecnología de desarrollo propio del sistema de iRTK5 GNSS RTK, que mejora en gran medida la precisión topográfica en un entorno severo a través de algoritmos específicos.

La situación más común que los usuarios encontrarán es la necesidad de medir puntos de esquina. Como los puntos de esquina son difíciles de alcanzar, el estado horizontal del receptor GNSS RTK no está garantizado. Con esta consideración, el método de medición de inclinación es más necesario que nunca. Al optimizar el algoritmo de corrección de la medición de inclinación, el procedimiento puede impulsar el trabajo de campo eficiente. Este método es más práctico y ampliamente utilizado en muchos proyectos de ingeniería.

 

Rango de Funcionamiento Limitado

Cuando el área de levantamiento es demasiado grande, a las personas les preocupa con frecuencia que el rango operable de los receptores GNSS RTK no pueda cumplir con los requisitos de trabajo de campo. Por lo tanto, las tecnologías de mejora sostenible de la radio, la antena, la red y la operación de forma remota brindan ideas para resolver este problema.

La radio incorporada de protocolos múltiples se ha convertido en un requisito de compatibilidad universal de los receptores GNSS RTK. A diferencia de los diseños tradicionales, se coloca la antena omnidireccional en la parte superior del receptor, lo que aumenta el alcance de transmisión y recepción más del 20%.

Antena Omnidireccional de iRTK5

A continuación, se muestra la comparación de los resultados de la prueba en el modo de radio incorporado. Está claro que este nuevo dispositivo diseñado tiene una mejor función en términos de distancia desde la estación base. La mejora general de la función también hace que sea más rápido alcanzar una solución fija en un entorno ligeramente hostil.

 

Distancia a la estación base

Receptor tradicional

iRTK5

4 km

Continuamente fijo

Continuamente fijo

6 km

Ocasionalmente fijo, inestable

Continuamente fijo

 Tabla 2 Prueba de distancia de trabajo de radio incorporada

 

 

Medio ambiente

Tiempo fijo del receptor tradicional

Tiempo fijo de iRTK5

Al pie de la montaña

65s

48s

En el bosque

110s

60s

 Tabla 3 Prueba de tiempo fijo de campo

La popularidad de la tecnología de red CORS (estaciones de referencia en funcionamiento continuo) promueve la Red RTK, ya no se limita al modo de transmisión de radio tradicional. La mayoría de los países y regiones han ingresado gradualmente a la era de red 4G. El soporte de banda completa para la red móvil celular (LTE, WCDMA, EDGE, GPRS, GSM) de los receptores GNSS RTK puede ser útil para la comunicación.

Además, los receptores RTK GNSS tradicionales apenas admiten operaciones remotas, pero ahora, las actualizaciones de firmware en línea de los receptores pueden admitirlas. Con el sistema de gestión de interfaz de usuario web incorporado, la operación del receptor será más conveniente para el control y la configuración en tiempo real.

 

Necesidades de Experiencia a Nivel Industrial

La tecnología que se utiliza para la innovación, es un medio para mejorar la eficiencia del trabajo y la calidad de vida. Las aplicaciones de proyectos de ingeniería son inseparables de los receptores GNSS RTK confiables y fáciles de usar.

Con los teléfonos inteligentes de pantalla táctil que están ampliamente presentes en el panorama cambiante de la actualidad, Hi-Target integra pantallas táctiles en el receptor GNSS RTK. iRTK5 es un caso de esta aplicación de tecnología. Conteniendo una pantalla táctil de color OLED industrial para configuraciones rápidas y verificación de estado, el trabajo en el campo sea más intuitivo y conveniente. Además, el sistema de batería inteligente admite carga rápida y la indicación de su estado, los usuarios pueden estimar el tiempo de trabajo y reducir las interrupciones de trabajo con su mayor capacidad.

Además de la buena experiencia del usuario de los receptores GNSS RTK, los motores y algoritmos de RTK también son esenciales. Las constelaciones completas y los canales múltiples de la tarjeta madre avanzada de GNSS se han convertido en la tendencia del desarrollo del motor de receptor GNSS RTK.

Más y más señales y datos se aplican al algoritmo de GNSS, la velocidad de procesamiento y la capacidad de seguimiento de la señal serán más mejor. Incluso en entornos severos, los usuarios pueden obtener una mejor experiencia que el uso de productos tradicionales.

Las Aplicaciones Inteligentes Aportan la Mejor Experiencia de Usuario

El estándar de protección industrial ya consiste en el peso ligero, anti-caída, resistencia a la corrosión y anti-interferencia. Se necesitan diseños y accesorios estandarizados específicos para garantizar la confiabilidad de la recopilación de datos de campo. Los detalles generalmente determinan el éxito o el fracaso de un receptor GNSS RTK industrial.  

Los modos de recopilación de datos GNSS RTK no serán invariables. Con la innovación y el desarrollo de la tecnología, la adquisición de datos basada en el receptor iniciará una marcha nueva. La tecnología cambiará nuestra vida diaria continuamente.´

De vez en cuando, una nueva tecnología, un antiguo problema y una gran idea se convierten en una innovación. —— Dean Kamen   

La Autora

Niki Wong, la gerente de producto de Hi-Target International Group Limited, especializado en soluciones y marketing relacionados con RTK.

 

 

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