실시간 키네마틱 포지셔닝

Real-time kinematic positioning
스위스의 산림 인구 조사에 사용되는 GNSS RTK 수신기

실시간 동적 위치 지정(RTK)은 현재 위성 내비게이션(GNSS) 시스템의 일반적인 오류를 수정하기 위해 측량을 적용하는 것이다.신호의 정보 내용 외에 신호의 반송파 위상 측정을 사용하고 단일 기준 스테이션 또는 보간 가상 스테이션에 의존하여 실시간 보정을 제공하며, 최대 센티미터 레벨의 정확도를 제공한다(DGPS 참조).[1]특히 GPS와 관련하여 이 시스템은 일반적으로 반송파 위상 향상 또는 CPGPS라고 불린다.[2]육지조사, 수력조사, 무인항공기 항법 등에 응용한다.

배경

참고 항목: GPS 신호 및 GNSS 위치 계산
RTK 개념

위성항법수신기와 위성 사이의 거리는 위성에서 수신기로 신호가 이동하는 데 걸리는 시간부터 계산할 수 있다.지연을 계산하려면 수신기는 신호에 포함된 유사 항만 이항 시퀀스를 내부적으로 생성된 유사 항만 이항 시퀀스에 정렬해야 한다.위성신호는 수신기에 도달하는 데 시간이 걸리기 때문에 수신기의 순서에 따라 위성의 순서가 지연된다.수신기의 순서를 점점 지연시킴으로써, 두 시퀀스는 결국 정렬된다.

결과 범위 측정의 정확도는 기본적으로 수신기 전자 장치가 위성의 신호를 정확하게 처리할 수 있는 기능과 비완화 전리권과 대류권 지연, 다중 경로, 위성 시계 및 인식기 오류 등과 같은 추가 오류 발생원의 기능이다.[3]

반송파 위상 추적

참고 항목: GPS 반송파 위상 추적

RTK는 동일한 일반 개념을 따르지만, 위성 신호의 반송파를 신호로 사용하며, 안에 포함된 정보는 무시한다.RTK는 고정된 기지국과 로버를 사용하여 로버의 위치 오류를 줄인다.기지국은 교정 데이터를 로버에 전송한다.

앞의 절에서 설명한 대로 위성까지의 범위는 기본적으로 위성과의 통신사 파장에 위성과 탐사선 사이의 전체 사이클 수를 곱하고 위상 차이를 더하여 계산한다.신호는 위상에서 하나 이상의 사이클로 이동할 수 있으므로 주기 횟수를 결정하는 것은 비교가 되지 않는다.이로 인해 추정된 주기 횟수에 파장을 곱한 오차(L1 신호의 경우 19 cm)와 같은 오류가 발생한다.이른바 정수 모호성 검색 문제를 해결하면 센티미터의 정밀도가 나온다.C/A 신호에서 측정값을 비교하는 정교한 통계 방법과 여러 위성 간의 결과 범위를 비교함으로써 오류를 줄일 수 있다.

이 기법을 사용할 경우 1%의 잠금 정확도를 계속 가정할 경우 가능한 개선은 잠재적으로 매우 높다.예를 들어 GPS의 경우 L1 신호로 방송되는 조취(C/A) 코드는 1.023MHz로 위상이 바뀌지만 L1 캐리어 자체는 1575.42MHz로 위상이 천 배 이상 자주 바뀐다.따라서 L1 반송파 위상 측정에서 ±1% 오차는 기준선 추정에서 ±1.9mm 오차에 해당한다.[4]

실무적 고려사항

RTK 설정

실제로 RTK 시스템은 단일 기지국 수신기와 다수의 모바일 장치를 사용한다.기지국은 관측하는 통신사의 위상을 재방송하고, 이동단위는 기지국으로부터 받은 것과 자체 위상측정을 비교한다.기지국에서 이동국까지 교정신호를 전송하는 방법에는 여러 가지가 있다.실시간 저비용 신호 전송을 달성하는 가장 일반적인 방법은 일반적으로 UHF 대역에서 무선 모뎀을 사용하는 것이다.대부분의 국가에서 특정 주파수는 RTK 목적을 위해 특별히 할당된다.대부분의 토지 조사 장비에는 UHF 대역 무선 모뎀이 표준 옵션으로 내장되어 있다.RTK는 기지국에서 약 20km 떨어진 곳까지 정확도를 향상시켰다.[5]

따라서 절대 위치는 기지국의 계산 위치와 동일한 정확도로만 정확하지만 유닛은 상대 위치를 밀리미터 이내로 계산할 수 있다.이러한 시스템의 일반적인 공칭 정확도는 수평으로 1 센티미터 ± 2 백만 개당 2 ppm이며 수직으로 2 센티미터 ± 2 ppm이다.[6]

이러한 매개변수는 일반 항법용 RTK 기법의 유용성을 제한하지만, 이 기법은 측량 등의 역할에 완벽하게 적합하다.이 경우 기지국은 알려진 조사 장소, 종종 벤치마크에 위치하며, 이동 장치는 그 점에 대한 수정을 통해 고도로 정확한 지도를 만들 수 있다.RTK는 또한 자동 조사/자동 조사 시스템, 정밀 농업, 기계 제어 시스템 및 이와 유사한 역할에서의 사용을 발견했다.

RTK 네트워크는 기준국 네트워크를 포함하는 더 큰 영역까지 RTK 사용을 확장한다.[7]운용 신뢰성과 정확성은 기준 스테이션 네트워크의 밀도와 능력에 따라 달라진다.

CORS(Continuous Operating Reference Station) 네트워크는 보통 인터넷 연결을 통해 수정 사항을 방송하는 RTK 기지국의 네트워크다.둘 이상의 스테이션이 정확한 위치를 보장하고 단일 기지국의 잘못된 초기화에 대비하기 때문에 코르스 네트워크에서 정확도가 높아진다.[8]

참고 항목

참조

  1. ^ Wanninger, Lambert. "Introduction to Network RTK". www.wasoft.de. IAG Working Group 4.5.1. Retrieved 14 February 2018.
  2. ^ Mannings, Robin (2008). Ubiquitous Positioning. Artech House. p. 102. ISBN 978-1596931046.
  3. ^ Weiffenbach, G. C. (1967-12-31), "Tropospheric and Ionospheric Propagation Effects on Satellite Radio-Doppler Geodesy", Electromagnetic Distance Measurement, University of Toronto Press, pp. 339–352, doi:10.3138/9781442631823-030, ISBN 9781442631823
  4. ^ "Geo-Positioning, GPS, DGPS, and Positioning Accuracy" (PDF). Archived from the original on November 22, 2009. Retrieved 2006-06-20.{{cite web}}: CS1 maint : bot : 원본 URL 상태 미상(링크)
  5. ^ RIETDORF, Anette; DAUB, Christopher; LOEF, Peter (2006). "Precise Positioning in Real-Time using Navigation Satellites and Telecommunication". PROCEEDINGS OF THE 3rd WORKSHOP ON POSITIONING, NAVIGATION AND COMMUNICATION. CiteSeerX 10.1.1.581.2400.
  6. ^ "RealTimeKinematicSystem". Archived from the original on February 3, 2012. Retrieved 2012-09-01.{{cite web}}: CS1 maint : bot : 원본 URL 상태 미상(링크)
  7. ^ Gakstatter, Eric. "RTK Networks – What, Why, Where?" (PDF). www.gps.gov. USSLS/CGSIC Meeting 2009. Retrieved 14 February 2018.
  8. ^ US Department of Commerce, NOAA; US Department of Commerce, NOAA. "National Geodetic Survey - CORS Homepage". www.ngs.noaa.gov. Retrieved 2018-12-11.

외부 링크

  • RTK 상세 개념 GNSS, RTK 및 위성 위치 확인 개념 심층.
  • CORS 지도 연속 운영 참조 스테이션의 글로벌 네트워크.
  • GBAS 지도 Global Map Global Map Beacons of Ground Basisation Reference Beacons (GBAS)
  • IMT2000 3GPP - 단일기반 실시간 GNSS 포지셔닝에 대한 지침
  • RTK 수신기를 UAV 및 로보틱스에 통합하기 위한 RTK 통합 매뉴얼
  • RTK의 역사 RTK 초기 관련자들의 기사