NRTK چیست؟

پیش از این در مقالات قبلی راجع به انواع روش های تعیین موقعیت آنی با استفاده از گیرنده های جی ان اس اس (GNSS) صحبت شد راجع به روش هایی همچون روش آر تی کی کلاسیک (Classic RTK)، روش آر تی کی نقطه (Single RTK) توضیحاتی داده شد. در این متن قصد بر این است که به صورت تخصصی پیرامون مبحث روش تعیین موقعیت آن شبکه ای توضیحاتی ارائه گردد. تفاوت اصلی RTK تحت شبکه با RTK نقطه ای در نوع دریافت تصحیحات است. دریافت تصحیحات در RTK نقطه ای تنها از یک ایستگاه مرجع صورت می پذیرد. این درحالی است که در RTK شبکه ای، تصحیحات به صورت یک الگوریتم از مجموعه ای از ایستگاه ها تولید و توسط مرکز پردازش داده برای ROVER ارسال می شود. فاصله ایستگاه های مرجع در RTK شبکه ای بین 70 تا 150 کیلومتر می تواند باشد. از جمله این الگوریتم ها می توان به VRS، MAX و FKP و الگوریتم ساده تری با نام نزدیک ترین ایستگاه مرجع (Nearst) اشاره نمود. این الگوریتم ها به صورتی هستند که با استفاده از روش های ریاضی نوین نقشه برداری، صفحه ای از تصحیحات در میان ایستگاه های مرجع برازش داده و از ضریب اطمینان و دقت بالاتری برخوردار هستند.

روش نزدیک ترین ایستگاه مرجع (Nearst):

این روش کاملا مشابه روش آر تی کی نقطه (Single RTK) می باشد با این تفاوت که روش نزدیک ترین ایستگاه مرجع (Nearst) اندکی هوشمند تر عمل می کند. در روش آر تی کی نقطه ای (Single RTK) رابطه کاربر با سرور ایستگاه های مرجع یک سویه است و گیرنده کاربر صرفا دریافت کننده اطلاعات است و اطلاعاتی به سرور ارسال نمی کند. اما در روش نزدیک ترین ایستگاه مرجع (Nearst) کاربر با فعال سازی ارسال کد NMEA یک مختصات تقریبی قبل از دریافت تصحیحات به سرور ارسال می نماید. سرور هم براساس فاصله تقریبی موقعیت کاربر با ایستگاه های مرجع، نزدیک ترین ایستگاه مرجع را برای ارسال تصحیحات به گیرنده انتخاب می نماید و شروع به ارسال تصحیحات آر تی کی (RTK) به روش نقطه ای (Single) می کند.

روش ایستگاه مرجع مجازی (VRS):

ایده ایستگاه مرجع مجازی (Virtual Reference Station) توسط شرکت تریمبل معرفی شده است. در این روش یک ایستگاه پایه به صورت مجازی در مجاورت یک گیرنده Rover ایجاد می شود . تمام خطاهایی که وابسته به بیس لاین می باشند مانند تغییرات غیر طبیعی ترپوسفر و اختلالاتی در یونسفر و خطاهای مداری در VRS کاهش پیدا می کند، چرا که طول بیس لاین به شدت کوتاه شده و در ابعاد متر است. هدف اصلی از این روش، کاهش فاصله بین گیرنده روور و مرجع و نیز کاهش خطاهای وابسته به بیس لاین می باشد. در این روش ، اطلاعات گیرنده Rover برای سرور ارسال شده سپس ایستگاه بیس مجازی به وسیله ی نرم افزار شبکه در لحظه ی اولیه اتصال روور به شبکه با کمک مختصات Rover ایجاد می گردد. اگر Rover از نقطه ی اولیه تشکیل ایستگاه مجازی مختصات فاصله بگیرد VRS می تواند تغییر کند. با توجه به روش VRS در شرایط زیر هیچ گونه تصحیحاتی به گیرنده روور ارسال نمیگردد: 1- کمتر از 5 ماهواره مشترک برای گیرنده بیس و روور وجود داشته باشد. 2- فاصله بین گیرنده روور و بیس بیش از 40 کیلومتر باشد. 3- کمتر از 3 ایستگاه مرجع در شبکه وجود داشته باشد.

روش (FKP):

با استفاده از روش ( FKP “Flächen-Korrektur-Parameter”) یک مدل از خطاهای وابسته به فاصله روور (Rover) منتقل می شود.  الگوریتم FKP و جدا سازی تصحیحات در Rover انجام می شود. یعنی Rover می تواند برای خود محاسبه تصحیحات فردی را همانند VRS انجام دهد یا از الگوریتم های خود به نوبت استفاده کند . در روش FKP اطلاعات بیشتری به Rover نسبت به روش VRS  فرستاده می شود. بنابراین Rover اطلاعات بیشتری دریافت می کند همچنین تصحیحات ایستگاه مرجع با تصحیحات FKP برای محاسبه تصحیحات در Rover مورد استفاده قرار می گیرد. در ساده ترین حالت FKP یک وابستگی خطی از تصحیحات از  موقعیت را توصیف می کند. پس FKP یک سطح شیبدار را برای تصحیحات تعریف می کند. در هر ماهواره و هر فرکانس دو پارامتر(تمایل در شمال و جنوب ، غرب و شرق ) مورد نیاز است. در مدل های FKP نظم بالایی وجود دارد . توجه داشته باشید که اعتبار FKP خطی در شعاع 100 کیلومتر محدود است . به این دلیل که منابع خطای فیزیکی منجر به اثرات غیر خطی قابل توجه در فواصل طولانی می شود.

روش (Max):

در روش  ( MAX -Master Auxiliary Correction Method) مجموعه اطلاعات فشرده از شبکه و خطا ها در مشاهدات برای Rover  ارسال می شود، که بوسیله ی این اطلاعات زیاد دستگاه Rover قادر به ساخت الگوریتم های هوشمند مفیدتر و بیش تری برای حل ابهام فازها و در نتیجه مختصات دقیق ترمی باشد. هر نرم افزار ایستگاه مرجع خود دارای الگوریتم ها و مدل های خاص برای این منابع خطا می باشد و سیستم Rover می تواند تصمیم به استفاده یا چشم پوشی از اطلاعات شبکه RTK براساس عملکرد الگوریم سیستم عامل خودش می باشد. برای رسانه های پخش، سلول های از قبل تعریف شده که می تواند توسط اپراتور شبکه به صورت دستی ایجاد شود. می تواند برای ارسال تصحیحات کمکی اصلی، به نام Max به Rover ها استفاده شود. کاربر Rover می تواند به سرویس تصحیحات که برای موقعیت جغرافیایی آن مناسب تر است، متصل شود. باتوجه به اندازه شبکه، می توان سلول های چندگانه را برای بهینه سازی انتقال داده ها با کاهش تعداد ایستگاه های موجود در پیام های تصحیحات تعریف کرد. در مورد ارتباطات دو طرفه، Leica GPS Spider به طور خودکار سایت های بهینه را برای سلول مورد استفاده برای تولید تصحیحات کمکی اصلی برای هر Rover انتخاب می کند. این خدمات تصحیح به عنوان Auto-max  نامیده می شود. با انتخاب مناسب ترین تنظیمات سلولی تصحیحات Auto-Max پهنای مورد نیاز برای ارسال تصحیحات را به حداقل می رساند. ایستگاه اصلی همیشه به عنوان نزدیک ترین ایستگاه به Rover انتخاب می شود. کمکی ها از ایستگاههای اطراف انتخاب می شوند تا بهترین تصحیحات را برای موقعیت Rover فراهم کنند. با Auto-max حتی بزرگترین شبکه های مرجع می تواند به طور کامل با یک کانال ارتباطی یکپارچه شود. تصحیحات Max حاوی اطلاعات کامل از سلول می باشند و بنابراین حداکثر سطح دقت و قابلیت اعتماد را برای Rover فراهم می کند. با Max، اپراتور شبکه دارای توانایی انتقال تصحیحات با استفاده از هردو تکنولوژی ارتباطی دوطرفه و پخش است. به منظور حمایت از گیرنده های قبلی مدل Rover که قادر به پیام های RTCM 3.0 شبکه RTK نیستند ، Leica GPS Spider  قادر به ایجاد تصحیحات Imax است که به عنوان MAX شناخته می شود. این تصحیحات Imax نیاز به ارتباط دو طرفه دارد و ممکن است در فرمت های RTCM 2.3 و RTCM 3.0 منتقل شود. برخلاف رویکرد های دیگر، Imax از یک دستگاه مرجع واقعی به عنوان منبع تصحیح شبکه استفاده می کند بنابراین هماهنگی و ردیابی برای تصحیحات دریافت شده توسط Rover وجود دارد.