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Inovando constantemente para melhorar a coleta de dados GNSS RTK

Inovando constantemente para melhorar a coleta de dados GNSS RTK

Inovando constantemente para melhorar a coleta de dados GNSS RTK

Niki Wong

Com o desenvolvimento da tecnologia GNSS, os métodos de coleta de dados geográficos também têm melhorado gradualmente. A tecnologia Cinemática em Tempo Real (RTK) é frequentemente utilizada em levantamentos topográficos, engenharia de construção e outros. No entanto, devido à base de hardware da aquisição de dados RTK, o receptor GNSS RTK parece ter estagnado em termos de desenvolvimento. O desafio de mudar a homogeneização e as restrições ambientais é romper com as tradições por meio da inovação tecnológica.

A tecnologia, assim como a arte, é um exercício sublime da imaginação humana. —— Daniel Bell
A tecnologia está mudando a forma como trabalhamos, e os problemas impulsionam a tecnologia. Ao observar nossos usuários, percebemos que as limitações ambientais e o alcance operacional desempenham um papel importante durante o trabalho de campo. Com essas descobertas, nossos objetivos são aprimorar esses recursos para nossos usuários.

Vários ambientes de medição
Os ambientes de medição variam de acordo com as aplicações de coleta de dados GNSS RTK em campo. Podem ocorrer situações adversas, como cobertura de rede deficiente, áreas sombreadas ou até mesmo pontos inacessíveis. Como podemos solucionar e aprimorar nossos receptores GNSS RTK para que funcionem com eficiência nesses ambientes?
Tradicionalmente, os receptores GNSS RTK costumam ser pouco confiáveis em áreas remotas, onde não há dados de correção da base ou rede disponível. O serviço global de Posicionamento Preciso por Ponto (PPP) resolve esse problema de conexão de rede ruim. Por exemplo, a tecnologia Hi-RTP, lançada recentemente, utiliza os dados da rede de referência global para gerar e transmitir correções a partir do sinal de Banda L emitido pelo satélite. Ela fornece precisão de posicionamento global em nível de CM em tempo real para usuários de rover por meio de estimativa de erro de órbita e relógio GNSS em tempo real, pós-processamento PPP de alta precisão, aumento regional e outras tecnologias.

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Alto RTP Global Sistema de serviço

Com base na tecnologia Hi-RTP com o receptor GNSS iRTK5, por exemplo, as medições de projetos de construção offshore serão facilitadas. A área de trabalho offshore geralmente é grande, pois não há sinal de rede e a distância de trabalho de rádio é limitada. O modo de levantamento tradicional precisa configurar a estação de retransmissão para encaminhar os diferentes dados no meio, o que é muito problemático. Com apenas um rover, o serviço Hi-RTP pode ajudar os usuários a atingir a precisão de nível CM.
Pesquisadores realizaram um teste no estuário do Rio das Pérolas, na China, e constataram que o tempo de inicialização é, em sua maioria, de 3 minutos, o tempo de convergência é de 10 minutos para atingir uma solução fixa e a precisão de posicionamento é inferior a 3 cm (horizontal) e 6 cm (vertical). Atende aos requisitos de posicionamento de nível CM para construções offshore.
Os resultados reais são os seguintes:

Tempos de teste

Número dos pontos de coleta

Taxa fixa de serviço 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

Tabela 1 Dados de teste de serviço Hi-RTP

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Serviço Hi-RTP Local de teste

Além disso, em ambientes muito abrigados, como sob a copa das árvores, os sinais dos receptores GNSS RTK são frequentemente instáveis, o que resulta em baixa precisão e pontos de deslizamento. Portanto, o algoritmo para melhorar a precisão é particularmente importante. Uma nova técnica chamada tecnologia de medição quase dinâmica resolve esse problema. Trata-se de uma tecnologia desenvolvida pelo próprio sistema iRTK5 GNSS RTK, que melhora significativamente a precisão do levantamento em ambientes hostis por meio de algoritmos específicos.

A situação mais comum que os usuários encontrarão é a necessidade de medir pontos de canto. Como os pontos de canto são difíceis de alcançar, o status horizontal do receptor GNSS RTK não é garantido. Com isso em mente, o método de levantamento de inclinação é mais necessário do que nunca. Ao otimizar o algoritmo de correção de levantamento de inclinação, o procedimento pode aumentar a eficiência do trabalho de campo e minimizar o tempo de inatividade. Este método é mais prático e amplamente utilizado em muitos projetos de engenharia.

Alcance operacional limitado

Quando a área de medição é muito grande, as pessoas costumam se preocupar com a possibilidade de o alcance operacional dos receptores GNSS RTK não atender aos requisitos de trabalho em campo. Assim, tecnologias de aprimoramento sustentável de rádio, antena, rede e operação remota oferecem ideias para solucionar esse problema.

O rádio multiprotocolo integrado tornou-se um requisito de compatibilidade universal para os receptores GNSS RTK. Com a antena omnidirecional, a distância de transmissão pode ser significativamente melhorada, como visto no iRTK5. Diferentemente dos designs tradicionais, a antena omnidirecional é posicionada sobre o receptor, o que aumenta ainda mais o alcance de transmissão e recepção em relação ao 20%.

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Antena omnidirecional iRTK5

Abaixo, a comparação dos resultados dos testes no modo de rádio integrado. É evidente que este dispositivo recém-projetado apresenta um desempenho superior em termos de distância da estação base. A melhoria geral no desempenho também permite alcançar uma solução fixa mais rapidamente em ambientes um pouco adversos.
Tabela 2 Teste de distância de trabalho de rádio integrado

Distância até a estação base

Receptor tradicional

iRTK5

4 km

Fixo continuamente

Fixo continuamente

6 km

Ocasionalmente fixo, instável

Fixo continuamente

Tabela 3 Teste de tempo fixo de campo

Ambiente

Tempo fixo do receptor tradicional

Tempo fixo do iRTK5

No sopé da montanha

anos 65

48s

Na floresta

110s

anos 60

A popularidade da tecnologia de rede CORS (Estações de Referência em Operação Contínua) também tornou a tecnologia RTK de rede mais popular. Com a rede CORS local, ela não se limita mais ao modo de transmissão de rádio tradicional. A maioria dos países e regiões entrou gradualmente na era das redes 4G. O suporte de banda completa para a rede móvel celular (LTE, WCDMA, EDGE, GPRS, GSM) dos receptores GNSS RTK pode ser útil para a comunicação.

Além disso, os receptores GNSS RTK tradicionais dificilmente suportam operações remotas, mas agora, com as atualizações de firmware online dos receptores, as pessoas não precisam mais depender do escritório e do PC. E o sistema de gerenciamento de interface de usuário Web integrado para controle e configuração em tempo real torna a operação do receptor mais conveniente.

Necessidades de experiência em nível industrial

A experiência em nível industrial significa monotonia? Absolutamente errado! A tecnologia é usada para inovação, é um meio de melhorar a eficiência no trabalho e a qualidade de vida. As aplicações em projetos de engenharia são inseparáveis dos receptores GNSS RTK, fáceis de usar e confiáveis.

Com a ampla presença de smartphones com tela sensível ao toque no cenário atual em constante mudança, a Hi-Target integra telas sensíveis ao toque no receptor GNSS RTK. O iRTK5 é um exemplo dessa aplicação tecnológica. Ele possui uma tela sensível ao toque OLED colorida industrial para configurações rápidas e verificação de status, tornando o trabalho em campo mais intuitivo e conveniente. Além disso, o sistema de bateria inteligente suporta carregamento rápido e indicação do status da bateria, permitindo que os usuários estimem o tempo de trabalho e reduzam as interrupções no trabalho com maior capacidade da bateria.

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Aplicações inteligentes proporcionam uma melhor experiência ao usuário

Além da boa experiência do usuário com receptores GNSS RTK, mecanismos e algoritmos RTK confiáveis também são essenciais. Constelações completas e multicanais da placa-mãe GNSS avançada tornaram-se a tendência no desenvolvimento de mecanismos de receptores GNSS RTK. Cada vez mais sinais e dados são aplicados ao algoritmo GNSS, o que aumenta a velocidade de processamento e a capacidade de rastreamento do sinal. Mesmo em ambientes hostis, os usuários podem obter uma experiência melhor do que com produtos tradicionais.

Leveza, resistência à queda, corrosão e interferência tornaram-se o padrão de proteção industrial. Projetos e acessórios padronizados específicos são necessários para garantir a confiabilidade da coleta de dados de campo. Os detalhes geralmente determinam o sucesso ou o fracasso de um receptor GNSS RTK de nível industrial.

Os modos de coleta de dados GNSS RTK não serão invariáveis. Com a inovação e o desenvolvimento da tecnologia, a aquisição de dados baseada em receptor seguirá um novo caminho. A tecnologia mudará continuamente nossa vida cotidiana.

De vez em quando, uma nova tecnologia, um problema antigo e uma grande ideia se transformam em inovação. —— Dean Kamen


O Autor

Niki Wong, gerente de produtos da Hi-Target International Group Limited, é especialista em soluções e marketing relacionados a RTK.

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