Metodi di rete RTK

Lo scopo di questa sezione è illustrare le principali differenze tra tutte le metodologie di generazione di correzioni di rete RTK al fine di chiarire alcuni concetti.

Non appena un server RTK (come ad esempio Leica GNSS Spider) riceve tutte le osservazioni dalle stazioni di riferimento le riduce ad un cosiddetto “livello comune di ambiguità”. Gli algoritmi che fanno questo sono specifici del software di rete utilizzato e quindi ogni casa produttrice ne ha uno. Quando il livello comune è stato trovato, il software utilizza un particolare metodo di rete (MAX, VRS, i-MAX) per produrre le correzioni ed inviarle al rover.

Tutti i metodi di rete RTK hanno il vantaggio di ridurre gli errori dipendenti dalla distanza e quindi permettere linee di base più lunghe tra le stazioni di riferimento e i rover.  Ogni metodo raggiunge questo obiettivo in modi diversi.

Per valutare qual è il metodo migliore definiamo 5 criteri.

 

Metodi standard e non-standard
 
I metodi possono essere classificati tra standard e non-standard. Un metodo standard è quello utilizzato da un software che implementa algoritmi standardizzati per generare le correzioni, questi algoritmi sono pubblici e disponibili.

Questa è una garanzia di trasparenza nei confronti dell’utenza, in quanto un metodo standard fa sì che le informazioni fornite al rover, indipendentemente dal produttore, seguano linee guida definite a livello internazionale.

 

Soluzione di rete controllata dal rover

Abbiamo già detto che l’obbiettivo di una rete RTK è quello di ridurre gli errori dipendenti dalla distanza, per ottimizzare la soluzione e ridurre i tempi di inizializzazione.  Una soluzione di questo tipo si ha quando il ricevitore rover può verificare quale stazione di riferimento sta usando per ottenere la soluzione, quante stazioni di riferimento e quale strategia usare per ridurre gli errori dipendenti dalla distanza. Il vantaggio di questo tipo di soluzione è che il ricevitore (non l’operatore) può continuamente valutare la qualità della sua soluzione di rete e monitorare l’efficacia del calcolo della riduzione dell’errore.  Se il rover rileva che la soluzione non è più quella ottimale (ad esempio per un cambio di condizioni atmosferiche) può prendere una decisione al volo e passare ad una differente strategia per ottenere la soluzione più appropriata, comunque mantenendo l’inizializzazione.

Quando è il server a controllare la soluzione di rete tipicamente utilizza un’unica strategia per tutti i rover, ottimizzata per la rete e non per il singolo rover. Il server non è in grado di sapere la condizione di ciascun rover pertanto la soluzione di rete non sarà ottimizzata per un utente particolare per cui una veloce inizializzazione potrebbe non essere raggiunta.

Per assicurare una veloce inizializzazione e una ottima soluzione di rete è il rover che deve controllarla.

 

Massimizzare l’uso dei satelliti

I server RTK raccolgono i dati da tutte le stazioni della rete e generano le correzioni da inviare ai rover. Alcuni metodi non massimizzano l’uso di questi dati, per cui in alcune circostanze questo può fare la differenza tra inizializzare o meno.

Per esempio immaginiamo un topografo in campagna che sta osservando 8 satelliti sul suo rover. Si aspetterà che il suo rover inizializzi velocemente. Tuttavia una delle stazioni di riferimento usata per generare le correzioni sta osservando solo 5 SV di quelli comuni al rover. In questo caso alcuni metodi rtk possono generare la correzione solo per i 5 SV comuni, oppure lasciano cadere la stazione per ottenere la soluzione. In entrambi i casi il rover potrebbe non ricevere dati sufficienti per inizializzare velocemente e il topografo sta ancora aspettando in campagna.

Il topografo potrà avere anche il migliore strumento sul mercato, ma la sua performance sarà limitata alla correzione che riceve. Per analogia è come comprare una TV al plasma per guardare una videocassetta vecchia di 10 anni.
Per massimizzare l’abilità del rover a trovare la soluzione il metodo rtk deve massimizzare l’uso di tutti i satelliti disponibili.

 

Tracciabilità e Ripetibilità

La tracciabilità è un comune principio topografico usato da molti enti o autorità di controllo nel mondo. Significa principalmente che tutte le misure per legge devono essere collegate a monumenti fisici. Questa misura deve poi essere possibile da ripetere. Per esempio una singola baseline (dX, dY,dZ) tra una stazione di riferimento e un marker a terra è ripetibile, pertanto anche ogni baseline generata da una rete RTK deve essere tracciabile e ripetibile.

 

Omogeneità
 
Con una singola baseline RTK l’accuratezza decresce con la distanza dalla stazione di riferimento. Con le reti RTK questo effetto viene ridotto per cui la posizione e la sua accuratezza saranno più consistenti (omogenee) durante un rilievo.

Un utente non desidera che la sua posizione e la sua accuratezza saltino continuamente, pertanto queste due grandezze fornite da una rete RTK devono essere consistenti.