تکنولوژی پشتیبان RTK یا aRTK

چگونه در هنگام قطع ارتباط اینترنتی یا رادیویی، تصحیحات دریافت کنیم؟

ممکن است برای شما هم اتفاق افتاده باشد که در هنگام کار با گیرنده‌های GPS و GNSS، با مشکل قطع ارتباط اینترنتی یا رادیویی مواجه شوید. این قطع ارتباط موجب عدم دریافت تصحیحات از سامانه ارسال تصحیحات اینترنتی (مانند سامانه شمیم) و یا ایستگاه بیس رادیویی، خواهد شد. قطع ارتباط اینترنتی در مواردی که اینترنت تلفن همراه،ضعیف است یا در مناطق خارج از محدوده شهری با پوشش نامناسب شبکه تلفن همراه، رخ می‌دهد و موجب بالا رفتن Age تصحیحات و عدم دستیابی به RTK Fixed خواهد شد. همین اتفاق در روش بیس و روور رادیویی نیز رخ می‌دهد. علت آن هم ممکن است وجود مانع مثل ساختمان بلند یا تپه و کوه بین گیرنده‌های بیس و روور باشد. قطع ارتباط یا ناپایداری لینک ارتباطی، موجب ناتمام ماندن عملیات نقشه‌برداری و یا استفاده از روش‌های ترکیبی مثل برداشت استاتیک، نقشه‌برداری با متر یا دوربین توسط کاربر خواهد شد. تکنولوژی پشتیبان RTK یا aRTK راه حلی مناسب برای این مشکلات است. در ادامه به معرفی این تکنولوژی، کاربردهای آن و نحوه فعال‌سازی آن می‌پردازیم.

سیستم بکاپ یا پشتیبان RTK چیست؟

قطع‌ ارتباط موقت (اینترنتی یا رادیویی)، موجب تاخیر در دریافت تصحیحات و بالا رفتن Age خواهد شد. معمولًا در صورتی که تأخیر بیش از 10 ثانیه باشد، گیرنده موقعیت Fix خود را از دست داده، Age بالا رفته و هنگام برقراری مجدد ارتباط، عدد Age کاهش می‌یابد. سیستم بکاپ یا پشتیبان RTK کمک می‌کند در مواقع قطعی‌های موقت اینترنتی و رادیویی، گیرنده موقعیت Fix خود را از دست ندهد و تا زمان برقراری ارتباط دوباره، همچنان بتوان عملیات نقشه‌برداری را بدون وقفه و با دقت مطلوب ادامه داد.

نحوه عملکرد سیستم پشتیبان RTK چگونه است؟

اساس کار به این شکل است که هم‌زمان که گیرنده روور از طریق اینترنت از سامانه‌ای نظیر شمیم یا هدی تصحیحات دریافت می‌کند یا از طریق رادیو به گیرنده بیس متصل هست، از ماهواره‌های L-Band هم تصحیحات دریافت می کند. به طور دقیق‌تر می‌توان گفت همزمان دو پردازنده به صورت موازی در گیرنده در حال پردازش اطلاعات هستند:

1- پردازنده اصلی که وظیفه پردازش RTK بر مبنای تصحیحات دریافتی از اینترنت یا رادیو را عهده‌دار است.
2- پردازنده فرعی یا همان پشتیبان RTK که وظیفه پردازش تصحیحات دریافتی از ماهواره های L-Band را بر عهده دارد.

تا زمانی که تصحیحات بدون قطعی و بدون وقفه از اینترنت یا رادیو دریافت می‌شود، مطابق تصویر اول Age بین 1 تا 2 ثانیه تغییر می‌کند و موقعیت، RTK Fixed خواهد بود. به محض قطع لینک ارتباطی آر تی کی، گیرنده به سیستم پشتیبان آر تی کی سوئیچ کرده و تا زمان برقراری ارتباط مجدد، RTK از تصحیحات ارسالی ماهواره‌های L-Band استفاده می‌کند(تصویر دوم). در این حالت با افزایش Age، گیرنده همچنان موقعیت Fix خود را حفظ می‌کند.

سیستم پشتیبان RTK از چه تصحیحاتی استفاده می‌کند؟

سیستم پشتیبان RTK از تصحیحات ارسالی از ماهواره‌های L-Band استفاده می‌کند. این سیستم در باند L و در فرکانس‌های 1545.855، 1545.905و 1545.915 مگاهرتز، تصحیحات را همزمان از سه ماهواره زمین آهنگ یا Geo دریافت می‌کند. با توجه به فاصله حدود 36000 کیلومتری این ماهواره‌ها از سطح زمین، معمولاً در هر منطقه امکان دریافت تصحیحات از حداقل دو ماهواره، در صورت فراهم بودن زاویه دید مناسب وجود دارد.

دقت سیستم پشتیبان RTK چقدر است؟

هنگامی که گیرنده به سیستم پشتیبان RTK سوئیچ می‌کند، تا یک دقیقه میتواند دقت را در حد دقت RTK نگه دارد و بعد از آن با گذشت هر یک دقیقه یک سانتی‌متر دقت کاهش پیدا می‌کند. مثلا با گذشت پنج دقیقه دقت موقعیت ۵ سانتی‌متر کاهش پیدا می‌کند و تا ۲۰ دقیقه ۲۰ سانتی‌متر.
به محض دریافت تصحیحات RTK، مجدداً عدد Age کاهش یافته و دقت RTK در حد سانتی‌متر می‌گردد و در صورت قطعی مجدد، دقت پشتیبان RTK از یک سانتی‌متر شروع خواهد شد. در نمودار زیر، aRTK به رنگ آبی بیانگر سیستم پشتیبان RTK است. عملکرد فوق العاده این تکنولوژی مخصوصاً در محیط‌هایی که نقطه به نقطه کیفیت دریافت تصحیحات آر تی کی به دلیل شدت و ضعف سیگنال موبایل یا رادیو تغییر می‌کند و قطعی‌ها به صورت موقت و به دفعات زیاد رخ می‌دهد، خود را نشان می‌دهد.

کدام مدل گیرنده‌های رایمند این تکنولوژی را دارند؟

گیرنده‌های iRoPro و iRoProII قابلیت فعال کردن این تکنولوژی را دارند.

چگونه میتوان این قابلیت را در گیرنده فعال کرد؟

برای استفاده از تکنولوژی پشتیبان RTK نیازی نیست تنظیمات خاصی در نرم‌افزار انجام دهید. فقط کافیست که به ترتیب زیر ابتدا فریم‌ویر یا همان نرم‌افزار داخلی گیرنده را به‌‌روزرسانی کنید و سپس نسخه نرم‌افزار RaySurvey را به 2.7.1 ارتقاء دهید.

مراحل نصب فریم‌ویر یا نرم‌افزار داخلی گیرنده:
1- فایل فریم‌ویر را از اینجا دانلود کنید.
2- ابتدا فلش خود را فرمت کرده و سپس محتوای فایل فریم‌ویر را در فلش کپی کنید.
3- گیرنده را خاموش کنید.
4- کابل USB را به پورت P2 وصل کنید.
5- فلش را به گیرنده از طریق کابل وصل کنید.
6- دستگاه را روشن کنید و به نمایش چراغ‌های LED دقت کنید:
- هنگام به‌روزرسانی تا 25 ثانیه فقط ال‌ای‌دی قرمزرنگ تغذیه دستگاه روشن خواهد بود.
- بعد از گذشت 25 ثانیه، همه ال‌ای‌دی‌های دستگاه روشن می‌شوند و به روزرسانی آغاز می‌شود.
- پس از 55 ثانیه (مجموعاً 80 ثانیه بعد از روشن شدن دستگاه)، به روزرسانی به پایان رسیده و به جز ال‌ای‌دی‌های تغذیه و بلوتوث، بقیه ال‌ای‌دی‌ها خاموش می‌شوند. در این مرحله فریم‌ویر جدید روی گیرنده به‌روزرسانی شده است.
7- نسخه 2.7.1 نرم‌افزار RaySurvey را از اینجا دانلود کنید.
با نرم افزار RaySurvey به گیرنده وصل شوید و در صفحه about، نسخه نرم‌افزار را چک کنید. اگر نصب به درستی انجام شده باشد نسخه نرم‌افزار 4.2.0 است. در این مرحله می‌توانید از آخرین نسخه نرم‌افزار با قابلیت aRTK استفاده کنید.

آیا راه اندازی و استفاده از این قابلیت هزینه دارد؟

خیر، برای فعال‌سازی سیستم پشتیبان RTK نیازی به پرداخت هزینه نیست. شما می‌توانید با استفاده از قسمت راهنمای فعالسازی آن را فعال کنید. اگر در فعال‌سازی آن با مشکل مواجه شدید می‌توانید با مراجعه به دفاتر شرکت و نمایندگی‌ها و پرداخت مبلغی ناچیز، از نمایندگان شرکت بخواهید که این کار را برای شما انجام دهند.

آیا سایر برندهای گیرنده‌های GNSS نیز دارای این تکنولوژی هستند؟

در حال حاضر برندهای معتبر دنیا همانند تریمبل، همیسفر، نواتل و یا گیرنده‌های ساخت شرکت رایمند که از پردازنده‌های کمپانی‌های معتبر در گیرنده‌های خود استفاده می‌کنند، این قابلیت را دارا هستند. این قابلیت برای کاربر این امکان را فراهم می‌کند که از اصالت پردازنده داخلی گیرنده خود، اطمینان حاصل کند.

تست و ارزیابی دقت و صحت پشتیبان RTK چگونه است؟

برای تست و ارزیابی دقت و صحت سیستم پشتیبان RTK در دو حالت ثابت و متحرک مشابه نمونه انجام شده زیر می‌توان عمل کرد:
تست در وضعیت ثابت و استقرار بر روی یک نقطه:
- بر روی نقطه مورد نظر مستقر شده و از طریق اینترنت به شمیم وصل شده و تصحیحات با Age مناسب 1 یا 2 دریافت شد.
- در این تست فاصله از ایستگاه شمیم 27 کیلومتر و دقت HRMS بدست آمده در حالت Fix، حدود 2 سانتی‌متر بوده است.
- برداشت اتوماتیک گیرنده فعال، و بر روی برداشت با فاصله زمانی 10 ثانیه تنظیم شده است.
- به مدت 15 دقیقه پس از قطع اینترنت برداشت با فاصله زمانی 10 ثانیه انجام شده است.
تغییرات برای 90 برداشت، با فاصله زمانی 10 ثانیه، بدون دریافت تصحیحات RTK برای هر یک از مولفه‌های مختصاتی در نمودارهای زیر نمایش داده شده است. در نمودارهای زیر اولین نقطه، برداشت با RTK با اتصال به سامانه شمیم است و 89 نقطه بعدی، بدون دریافت تصحیحات است.
همانطورکه ملاحظه می‌شود، بازه تغییرات مختصات Easting و Northing در حد 3 سانتی‌متر و بازه تغییرات ارتفاعی حدود 16 سانتی‌متر بوده است.