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Innovación constante para mejorar la recopilación de datos GNSS RTK

Innovación constante para mejorar la recopilación de datos GNSS RTK

Innovando constantemente para mejorar la recopilación de datos GNSS RTK

Niki Wong

Gracias al desarrollo de la tecnología GNSS, los métodos de recopilación de datos geográficos también han mejorado gradualmente. La tecnología cinemática en tiempo real (RTK) se utiliza con frecuencia en la topografía, la ingeniería de construcción y otros ámbitos. Sin embargo, debido a la base de hardware de la adquisición de datos RTK, el desarrollo del receptor GNSS RTK parece haberse estancado. El reto de cambiar la homogeneización y las restricciones del entorno reside en romper con las tradiciones mediante la innovación tecnológica.

La tecnología, como el arte, es un ejercicio de gran expansión de la imaginación humana. —— Daniel Bell
La tecnología está cambiando nuestra forma de trabajar y los problemas impulsan el avance tecnológico. Al observar a nuestros usuarios, nos dimos cuenta de que las limitaciones ambientales y el alcance operativo son importantes durante el trabajo de campo. Con estos hallazgos, nuestro objetivo es mejorar estas funciones para nuestros usuarios.

Diversos entornos de medición
Los entornos de medición varían según las aplicaciones de recopilación de datos GNSS RTK en campo. Pueden presentarse situaciones adversas, como cobertura de red deficiente, zonas sombreadas o incluso puntos inaccesibles. ¿Cómo podemos solucionar y mejorar nuestros receptores GNSS RTK para que funcionen eficientemente en estos entornos?
Tradicionalmente, los receptores RTK GNSS suelen ser poco fiables en zonas remotas donde no se dispone de datos de corrección de la base o de red. El servicio global de Posicionamiento Preciso de Puntos (PPP) soluciona este problema de mala conexión de red. Por ejemplo, la tecnología Hi-RTP, lanzada recientemente, utiliza los datos de la red de referencia global para generar y transmitir correcciones a partir de la señal de banda L emitida por el satélite. Proporciona precisión de posicionamiento global a nivel de CM en tiempo real para usuarios de rover mediante la estimación de errores de órbita y reloj GNSS en tiempo real, el posprocesamiento PPP de alta precisión, la aumentación regional y otras tecnologías.

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Alto RTP Global Sistema de servicio

Gracias a la tecnología Hi-RTP con el receptor GNSS iRTK5, por ejemplo, las mediciones en proyectos de construcción offshore serán más sencillas. El área de trabajo offshore suele ser extensa, ya que no hay señal de red y la distancia de radio es limitada. El modo de levantamiento tradicional requiere configurar la estación de retransmisión para retransmitir los diferentes datos, lo cual resulta muy problemático. Con un solo rover, el servicio Hi-RTP puede ayudar a los usuarios a lograr una precisión de nivel CM.
Los topógrafos realizaron una prueba en el estuario del río Perla en China y descubrieron que el tiempo de inicialización es generalmente de 3 minutos, el tiempo de convergencia es de 10 minutos para alcanzar una solución fija y la precisión de posicionamiento es inferior a 3 cm (horizontal) y 6 cm (vertical). Cumple con los requisitos de posicionamiento de nivel CM para construcciones offshore.
Los resultados reales son los siguientes:

Tiempos de prueba

Número de puntos de recogida

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

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Servicio Hi-RTP Sitio de prueba

Además, en entornos muy protegidos, como bajo las copas de los árboles, las señales de los receptores GNSS RTK suelen ser inestables, lo que reduce la precisión y puede provocar puntos de deslizamiento. Por lo tanto, el algoritmo para mejorar la precisión es fundamental. Una nueva técnica, denominada tecnología de medición cuasidinámica, soluciona este problema. Se trata de una tecnología propia del sistema GNSS RTK iRTK5, que mejora considerablemente la precisión topográfica en entornos hostiles mediante algoritmos específicos.

La situación más común que enfrentan los usuarios es la necesidad de medir puntos de esquina. Dado que estos puntos son difíciles de alcanzar, no se garantiza la horizontalidad del receptor GNSS RTK. Por ello, el método de levantamiento de inclinación es más necesario que nunca. Al optimizar el algoritmo de corrección del levantamiento de inclinación, el procedimiento puede optimizar el trabajo de campo y minimizar el tiempo de inactividad. Este método es más práctico y se utiliza ampliamente en numerosos proyectos de ingeniería.

Rango operativo limitado

Cuando el área de medición es demasiado extensa, suele preocupar que el alcance operativo de los receptores GNSS RTK no satisfaga las necesidades de trabajo en campo. Por ello, las tecnologías de radio, antenas, redes y operación remota ofrecen ideas para resolver este problema.

La radio multiprotocolo integrada se ha convertido en un requisito de compatibilidad universal para los receptores GNSS RTK. Con la antena omnidireccional, la distancia de transmisión se puede mejorar considerablemente, como se observa en el iRTK5. A diferencia de los diseños tradicionales, la antena omnidireccional se ubica en la parte superior del receptor, lo que aumenta el alcance de transmisión y recepción aún más que el del 20%.

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Antena omnidireccional iRTK5

A continuación se muestra la comparación de los resultados de las pruebas en el modo de radio integrado. Es evidente que este dispositivo de nuevo diseño ofrece un mejor rendimiento en cuanto a la distancia desde la estación base. Esta mejora general del rendimiento también permite alcanzar una solución fija más rápidamente en un entorno ligeramente hostil.
Tabla 2 Prueba de distancia de funcionamiento de la radio incorporada

Dist. a la estación base

Receptor tradicional

iRTK5

4 kilómetros

Fijo continuamente

Fijo continuamente

6 kilómetros

Ocasionalmente fijo, inestable

Fijo continuamente

Tabla 3 Prueba de tiempo fijo en campo

Ambiente

Tiempo fijo del receptor tradicional

Tiempo fijo de iRTK5

Al pie de la montaña

65 años

48s

En el bosque

110 años

Años 60

La popularidad de la tecnología de red CORS (estaciones de referencia de operación continua) también ha impulsado la tecnología RTK de red. Con la red CORS local, ya no se limita al modo de transmisión de radio tradicional. La mayoría de los países y regiones han entrado gradualmente en la era de las redes 4G. La compatibilidad total con la red móvil celular (LTE, WCDMA, EDGE, GPRS, GSM) de los receptores GNSS RTK puede ser útil para la comunicación.

Además, los receptores GNSS RTK tradicionales apenas admitían operaciones remotas, pero ahora, las actualizaciones de firmware en línea permiten que los usuarios ya no dependan de la oficina ni del ordenador. Además, el sistema de gestión web integrado para el control y la configuración en tiempo real facilita el manejo del receptor.

Necesidades de experiencia a nivel industrial

¿La experiencia a nivel industrial implica monotonía? ¡Totalmente equivocado! La tecnología se utiliza para la innovación; es un medio para mejorar la eficiencia laboral y la calidad de vida. Las aplicaciones en proyectos de ingeniería son inseparables de los receptores GNSS RTK fáciles de usar y fiables.

Dado que los teléfonos inteligentes con pantalla táctil son cada vez más comunes en el cambiante panorama actual, Hi-Target integra pantallas táctiles en el receptor GNSS RTK. El iRTK5 es un ejemplo de esta aplicación tecnológica. Incorpora una pantalla táctil OLED a color industrial para ajustes rápidos y verificación del estado, lo que hace que el trabajo de campo sea más intuitivo y práctico. Además, el sistema de batería inteligente permite la carga rápida e indica el estado de la batería, lo que permite a los usuarios estimar el tiempo de trabajo y reducir las interrupciones gracias a la mayor capacidad de la batería.

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Las aplicaciones inteligentes brindan una mejor experiencia de usuario

Además de la excelente experiencia de usuario de los receptores GNSS RTK, la fiabilidad de los motores y algoritmos RTK también es esencial. Las constelaciones completas y los múltiples canales de la placa base GNSS avanzada se han convertido en tendencia en el desarrollo de motores para receptores GNSS RTK. Cada vez se aplican más señales y datos al algoritmo GNSS, lo que mejora la velocidad de procesamiento y la capacidad de seguimiento de señales. Incluso en entornos hostiles, los usuarios pueden obtener una mejor experiencia que con productos tradicionales.

Ligereza, resistencia a caídas, corrosión y antiinterferencias se han convertido en el estándar de protección industrial. Se requieren diseños y accesorios estandarizados específicos para garantizar la fiabilidad de la captura de datos de campo. Los detalles suelen determinar el éxito o el fracaso de un receptor GNSS RTK de nivel industrial.

Los modos de recopilación de datos GNSS RTK no serán invariables. Con la innovación y el desarrollo tecnológico, la adquisición de datos basada en receptores tomará una nueva dirección. La tecnología cambiará continuamente nuestra vida diaria.

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


El autor

Niki Wong, gerente de productos de Hi-Target International Group Limited, se especializó en soluciones y marketing relacionados con RTK.

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