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GPS de precisión centimétricaGNSS - Explicación del RTK
Introducción al GPS/GNSS de nivel centimétrico
Piense en el receptor GPS/GNSS de su teléfono móvil o de su coche: es lo que se llama receptor GPS estándar (o GNSS*). Los receptores GNSS estándar disponibles en el mercado hoy en día tienen una precisión de entre 2 y 10 metros, y sólo en condiciones exteriores. Esta precisión depende de la calidad del fabricante del receptor GPS y de si la vista del cielo no está bloqueada por ningún objeto o edificio. En condiciones perfectas, lo máximo que se puede conseguir es una precisión absoluta de unos 2 metros.
*GNSS significa Sistemas de Navegación por Satélite Global, y es una palabra que incluye no sólo GPS sino también otros sistemas de posicionamiento basados en satélites como GLONASS, BeiDou, Galileo, QZSS...
Curiosamente, si tomamos 2 receptores GNSS y los colocamos uno al lado del otro en un campo abierto, ambos tendrán el mismo error de 2 metros mencionado anteriormente, ¡y en la misma dirección! Este error se conoce como error GNSS estándar. Gracias a esta peculiaridad, es posible calcular con una precisión de 1 centímetro la distancia relativa entre ellos. Así que todavía tenemos un error absoluto de 2 metros, pero una precisión relativa de sólo 1 centímetro.
Imagine ahora que instalamos uno de los dos receptores GNSS en una ubicación fija conocida con precisión centimétrica. ¡Ahora tenemos una precisión absoluta de 1 centímetro y una precisión relativa de 1 centímetro en la segunda unidad!
Pero esta técnica no es nueva. Se trata de una tecnología muy antigua llamada GNSS Diferencial o RTK GNSS (Real-Time Kinematic), y desde hace más de 20 años permite que aplicaciones civiles tengan una precisión de 1 centímetro (posición RTK). En términos RTK, la unidad estática se denomina "estación base" y la unidad móvil se denomina "Rover.
¿Entonces que hay de nuevo? También escuché que es una tecnología muy costosa y que es necesario recibir capacitación para usarla, ¿verdad?
"Ya no :)"
At ArduSimple Intentamos que la tecnología GNSS RTK sea simple, asequible y accesible para todos. Con una serie de kits de inicio, tutoriales y productos OEM, permitimos a nuestros clientes:
- Pruebe la tecnología y crea que es posible lograr una precisión de nivel centimétrico a un costo asequible.
- Acelere sus proyectos y productos gracias a nuestras placas de desarrollo y kits de inicio plug and play.
- Cree productos y soluciones, gracias a nuestro soporte, servicios llave en mano y productos OEM preconfigurados.
“Entonces, ¿cómo puedo empezar?”
El receptor GNSS RTK
Primero necesitamos un receptor GNSS que pueda calcular posiciones RTK, como simpleRTK2B. Un receptor GNSS estándar no tiene suficiente potencia de cálculo para RTK.
En segundo lugar, necesitamos una muy buena antena GNSS, como simpleANT2BNo podemos utilizar una antena GNSS tradicional “barata”, porque necesitamos recibir una señal de alta calidad, para poder medir realmente los errores GNSS. Además, debemos olvidarnos de usar el RTK GNSS en nuestro bolsillo o al lado de la ventana: RTK GNSS solo funciona con una vista del cielo despejada (las nubes están bien, los árboles y los edificios obstruyen completamente las señales GNSS). La instalación de la antena también se convierte en un tema importante. Recomendamos echar un vistazo a nuestra Guía de instalación de antenas RTK GNSS.
Ahora que conocemos los 2 elementos básicos de un receptor RTK, también sabes la razón por la que lanzamos nuestro Kit básico de inicio:
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Correcciones RTK
Las correcciones RTK son la información enviada por la “Estación Base” al “Rover", entonces el "Rover” puede calcular su posición con un nivel de centímetros. El lenguaje/protocolo utilizado para enviar esta información se llama RTCM (Comisión Técnica de Radio para Servicios Marítimos). A veces leerá sobre correcciones RTK y correcciones RTCM, es básicamente lo mismo. Para calcular esta posición RTK, ambos receptores necesitan ver más o menos los mismos satélites. Por esta razón, las correcciones RTCM solo son válidas hasta una distancia de 35 km desde la estación base (algunos dicen 25 km, otros 50 km, el número exacto dependerá de la antena y la calidad del receptor). También es útil saber que las correcciones de una estación base pueden ser utilizadas por tantas rovers posible, siempre y cuando estén dentro de este rango de 35 km desde la estación base. Este sería un multirover .
¿Qué sucede cuando vas más allá de estos 35 km desde la estación base? Que ya no es posible tener una precisión de 1 centímetro, y la precisión se degrada muy rápido a 2 metros estándar.
Envío de correcciones RTK
Las correcciones RTCM/RTK se envían generalmente una vez por segundo. Y se puede enviar a través de una comunicación serie por cable, un enlace inalámbrico o una red IP. Veamos las diferencias más detalladamente.
Con conexión de cable
Para unidades que están muy cerca unas de otras, podemos usar cables para conectarlas. Un puerto serie (TTL, RS232) es suficiente.
Conectividad
Para cubrir distancias más largas necesitaremos una comunicación serie inalámbrica. Por esta razón agregamos un enchufe (lo llamamos enchufe XBee) a nuestros receptores RTK, agregando así comunicación por cable o inalámbrica entre la base y rover Sería una tarea plug-and-play.
Para hacerlo aún más sencillo, desarrollamos algunos kits de inicio para probar esta configuración:
- Hasta 10 metros entre base y rover, puedes hacerlo con 2x Kits básicos de inicio.Las antenas GNSS incluidas en el kit tienen cables de 5 metros. Además, puede extender esta distancia hasta 20 metros (10 metros por cada lado) agregando nuestro cables RF de baja pérdida.
- Hasta unos cientos de metros, 1x Kit de rango medio (MR). Este kit solo permite uno rover para cada estación base.
- Hasta pocos kilómetros, 1x Juego de largo alcance (LR) con múltiplesrover capacidad.
- Hasta 50 kilómetros, 1x Alcance extralargo (XLR) kit también con multirover capacidad.
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Señor, LR y XLR radio Los enlaces necesitan una línea de visión de RF entre la base y rover para que funcione. Mira esto nuestra publicación sobre la línea de visión visual frente a la línea de visión RF Para entender este concepto.
Si tiene problemas para garantizar la línea de visión entre la base y el rovers, consulte este artículo: Función desbloqueada: usa tu LR/XLR radio como repetidor. Pero verás que también los repetidores tienen algunas limitaciones, o si necesitas varias estaciones base, este tipo de radio La tecnología no es para ti. En este caso, o si simplemente tiene acceso IP disponible tanto en la base como en rover ubicaciones (Internet o red local), las correcciones RTK también se pueden enviar a través de comunicación IP.
A través de una red IP
En muchas ocasiones se dispone de una red IP (WiFi, Ethernet, 4G). Para estos casos se ha desarrollado un protocolo de distribución de correcciones RTK, denominado NTRIP (Transporte en Red de RTCM vía Protocolo de Internet). Veremos esto con más detalle en la siguiente sección.
¿Qué es NTRIP?
- NTRIP caster. Es un servidor que recoge correcciones RTK de una o varias estaciones base y las distribuye entre Rovers.
- NTRIP servidor. Es una única estación base RTK física. Su función es enviar correcciones RTK a un NTRIP Caster, Por lo que el Caster puede distribuirlos a otros clientes. En redes con una sola estación base, es bastante común tener una NTRIP servidor+caster juntos. En este caso sólo el caster La función está configurada.
- NTRIP cliente. Un receptor RTK que quiere recibir correcciones RTK. RTK Rovers son NTRIP clientes.
Nuestros simpleRTK2B Las placas no tienen interfaces IP (ethernet, wifi, etc.) y no entienden NTRIP Protocolo. Necesitan a alguien de afuera para convertirlo. NTRIP a RTCM y viceversa. Por este motivo, hemos desarrollado una serie de accesorios que permiten NTRIP En nuestros foros:
- Bluetooth: conecta tu simpleRTK2B placa a tu teléfono móvil a través de bluetooth. Tu teléfono ahora puede actuar como NTRIP cliente (pero también como servidor o caster).
- WiFi: con una red WiFi disponible en su área, conecte el WiFi NTRIP Master Domina los accesorios y utiliza tu tabla como NTRIP cliente (pero también como servidor o incluso servidor+)caster).
- 4G NTRIP Cliente: deja que simpleRTK2B El tablero se convierte en un NTRIP Cliente en cualquier lugar donde haya cobertura celular.
Alternativamente, también puede conectar su simpleRTK2B conecte a una PC o teléfono móvil a través de USB y use una aplicación en su PC o teléfono móvil para realizar esta conversión. Echa un vistazo a nuestro tutorial para aprender a conectarse a un NTRIP caster. Servicios de corrección RTK
Esperamos que esto te haya ayudado a comprender mejor lo que hacemos y lo que necesitas para comenzar a utilizar RTK. Si desea leer más, puede que le interese consultar nuestro Tutoriales. Si no encontraste lo que buscabas, y aún tienes alguna duda, no dudes en Contáctenos, siempre respondemos!
