Откъде идват метрите грешка при обикновения GPS

Телефонът ви също има GPS и също ви показва точка на картата. Разликата между него и геодезическия приемник не е в това, че единият „лови“ повече сателити, а в това какво прави със сигнала. Приемникът изчислява разстоянието до всеки сателит по времето, за което сигналът пътува от орбитата до антената. По пътя този сигнал минава през йоносферата и тропосферата, които го забавят различно в различни часове на деня, часовниците на сателитите имат малки грешки, а орбитите, които приемникът смята, че знае, също не са идеални.

Съберете всичко това и получавате грешка от порядъка на метри. За навигация е достатъчно. За граница на имот или за ос на колона не е.

Базата и роверът мерят една и съща грешка

Идеята на RTK, Real Time Kinematic, е почти неприлично проста. Слагате един приемник на точка с известни координати. Той също мери грешно, но тъй като знае къде е, знае и с колко греши във всеки момент. Тази разлика той изпраща на втория приемник, ровера, който е на щока в ръцете ви. Роверът е на километър или на десет от базата, така че сигналите до него минават през почти същата атмосфера и носят почти същите грешки. Извадите ги и остава позиция спрямо базата с точност от няколко сантиметра.

Затова спецификациите на приемниците винаги пишат нещо от рода на „милиметри плюс ppm“. Милиметрите са постоянната част. Частта „на милион“ расте с разстоянието до базата, защото колкото по-далеч сте, толкова по-различна е атмосферата над вас и над базата. На двадесет километра от базата вече не мерите същото небе. За градски и строителни обекти базата обикновено е на километри и тази част е незабележима; започва да тежи при дълги трасета и при работа от една база за цял район.

Фазата на носещата вълна

Има и втора причина за сантиметрите. Навигационният приемник използва кода в сигнала, който е с дълга „вълна“, и затова е груб. Геодезическият приемник използва фазата на самата носеща вълна, чиято дължина е около двадесет сантиметра. Той може да измери къде точно в тази вълна се намира, но не знае колко цели вълни има между него и сателита. Това е така нареченият ambiguity, целочислената неопределеност.

Решаването ѝ е математиката, за която плащате в приемника. Докато я търси, роверът показва „float“ и точността е дециметри. Когато я намери, показва „fixed“ и сте на сантиметри. Приемниците от последните години правят това бързо, A66 MAX например обявява инициализация под 5 секунди. Но при лоши условия решението може да се загуби и да се върнете на float, и тогава единственото правилно нещо е да изчакате.

Своя база или мрежа

Корекциите могат да идват от две места. Първото е ваша собствена база, която сте сложили сутринта на известна точка, с радио към ровера. Работи навсякъде, където няма мобилно покритие, и не зависи от чужда услуга. Недостатъкът е, че носите два приемника и че радиото има обхват, който планината скъсява без предупреждение. Ако сте на собствена база, слагайте я на открито и високо, далеч от метални огради и покриви, и я оставяйте на една и съща точка през целия обект. Смяна на базата по средата на деня без проверка е класическият начин да получите две половини на обект, които не пасват.

Второто е мрежа от постоянни станции, от която корекциите идват през интернет по NTRIP. Тогава вадите само ровера, включвате мобилните данни и работите. Мрежите изчисляват виртуална база близо до вас, така че ppm частта от грешката е малка. Слабото място е връзката. В центъра на София това не е проблем, в дере между два баира е. Затова гледаме приемникът да има и модем, и радио. FOIF A66 MAX е с вградено 4G и 1W радио, а FOIF A90 има вътрешно и външно радио плюс WiFi. Така една и съща бригада може да работи в мрежа сутринта и на собствена база следобед.

Какво разваля RTK на терен

Първо, препятствията. Сграда, скала, гъста гора над главата ви. Сигналите се отразяват от стените, приемникът получава една и съща вълна по два пътя и това се нарича multipath. Понякога го виждате като fixed решение с грешни сантиметри, което е по-опасно от float, защото изглежда правилно. При съмнение измерете точката два пъти с няколко минути разлика или се върнете по-късно, когато сателитите са другаде.

Второ, наклонът на щока. Ако мерите с наклонен щок без IMU, грешката отива директно в координатата. С IMU компенсация, каквато имат и двата ни приемника до 60°, това се изчислява, но и IMU иска да е инициализиран правилно. Трето, човекът. Грешна височина на антената е най-честата грешка, която виждаме, и тя е чисто наша. Четвърто, часът. Сателитите не са разпределени равномерно по небето и има периоди, в които геометрията им над дадено място е лоша. Софтуерът показва това като PDOP; когато числото расте, точността пада, макар че екранът все още пише fixed.

Накратко: RTK дава сантиметри спрямо базата, при чисто небе и с правилно въведена височина. Всяко от трите условия, което липсва, вади от точността, и не приемникът, а вие сте човекът, който трябва да го знае. Останалото е в категорията ГНСС приемници.