RTK, real-time kinematic, är ett annat namn för relativ bärvågsmätning i realtid. Det är den tillämpade realtidsmetod som vanligtvis har lägst mätosäkerhet. RTK-mätning kräver GNSS-mottagare som klarar av bärvågsmätning på flera frekvenser och även någon form av datalänk för överföring av RTK-korrektioner mellan mottagarna i realtid, till exempel radiokommunikation eller mobilt Internet.
Vad innebär RTK-mätning?
RTK ger möjlighet till en mätosäkerhet i storleksordningen en till några centimeter, under förutsättning att mottagaren initieras korrekt, det vill säga att periodobekanta fixeras till rätt heltal (så kallad fixlösning). Initialisering tar i normalfallet mellan cirka tio sekunder och en minut, beroende på lokala förhållanden. Med ökande avstånd mellan referensstation och rover (rörlig mottagare) kommer initialisering att bli svårare och mätosäkerheten att öka. Detsamma gäller vid snabba och stora förändringar i jonosfär eller troposfär.
Även den lokala mätmiljön och användarens genomförande påverkar vilken mätosäkerhet som kan uppnås vid RTK-mätning. Råd och riktlinjer till RTK-användare finns samlade i HMK – GNSS-baserad detaljmätning.
Enkelstations-RTK med egen referensstation
Traditionell RTK-mätning som sker med uppkoppling mot en tillfällig referensstation brukar kallas enkelstations-RTK. Vid enkelstations-RTK ställer du upp en referensmottagare över en punkt med känd position och du placerar en rover över de punkter vars position du ska bestämma.
Med hjälp av den relativa positioneringen så kombinerar rovern sina egna GNSS-observationer med referensstationens, reducerar inverkan från felkällorna, och erhåller därefter en position. Detta kräver dock att referensstation och rover samtidigt observerar samma uppsättning GNSS-satelliter, samt att datalänken klarar av att överföra referensstationens position och observationer i tid till rovern.
Nätverks-RTK med ett nät av flera referensstationer
Nätverks-RTK är en vidareutveckling av konceptet enkelstations-RTK, med flera permanent etablerade referensstationer som samverkar för att optimera hanteringen av felkällor och ge dig tillgång till sömlös RTK-mätning med jämförbar kvalitet över ett större täckningsområde. Konceptet innebär att referensstationerna fortlöpande skickar GNSS-observationer till en driftledningscentral, som samlar ögonblicklig information om de felkällor som uppkommer på grund av signalstörningarna i atmosfären, samt klock- och banfel. En särskild nätverks-RTK-programvara används för att hantera hela kedjan,
- mottagning av inkommande dataflöden från stationerna
- generering av RTK-korrektioner baserat på dessa flöden
- slutligen utsändning av skräddarsydda korrektioner till dig som ansluter till nätverks-RTK-tjänsten.
Den hittills dominerande nätverks-RTK-tekniken kallas VRS eller virtuell referensstation, vilket innebär att driftledningscentralen ”simulerar” en referensstation i närheten av din rover. Data från driftledningscentral till din rover överförs i ett standardiserat format för relativ positionering, RTCM.
I princip innebär lösningen att du kan använda samma RTK-utrustning som vid enkelstations-RTK. VRS-tekniken kräver dock tvåvägskommunikation för att du ska kunna rapportera in din ungefärliga position till driftledningscentralen. Nätverks-RTK-programvaran skräddarsyr då simulerade referensstationsdata för din inskickade position.
För- och nackdelar med nätverks-RTK
Nätverks-RTK har både för- och nackdelar jämfört med enkelstations-RTK.
Några fördelar med nätverks-RTK:
- Metoden kräver endast en RTK-utrustning. Du behöver inte etablera egna referensstationer och inte heller kvalitetssäkra dem själv.
- Ger dig möjlighet till jämnare kvalitet i ett större täckningsområde, till skillnad från enkelstations-RTK där mätosäkerheten ökar signifikant med avståndet till referensstationen.
- Mätning sker direkt i ett enhetligt och modernt referenssystem anpassat för GNSS-mätning; i Sverige SWEREF 99.
Några nackdelar med nätverks-RTK:
- Metoden kräver fungerande mobilt Internet, det vill säga tvåvägskommunikation, mellan tjänsteleverantör och dig som användare.
- Bristande spårbarhet, eftersom du inte har tillgång till fullständig information om beräkningsmetoden.
Användning av nätverks-RTK i Sverige
Lantmäteriet driver Swepos Nätverk-RTK sedan 2004. Utöver Swepos Nätverks-RTK finns även ett antal andra nätverks-RTK-tjänster från Lantmäteriets samarbetspartners, som bygger på data från samma referensstationsnät, nämligen stationerna ingående i Sweposnätet (nytt fönster).
Vid mätning med nätverks-RTK under normala förhållanden är en mätosäkerhet på centimeternivå möjlig att uppnå. Ju närmare en referensstation som du befinner dig och ju tätare nätet av referensstationer är, desto bättre kan tekniken modellera felkällorna och därmed reducera mätosäkerheten i din inmätta position. Sweposnätet har ca 35 km mellan referensstationerna i stora delar av Sverige. I fjällvärlden kan avståndet vara upp mot 70 km på enstaka platser och i storstadsregionerna och i vissa områden med stora infrastrukturprojekt är nätet förtätat till ca 10 km mellan referensstationerna.
Skattade osäkerhetsvärden för olika avstånd samt råd kring mätmetodik för genomförande av nätverks-RTK-mätning finns i HMK – GNSS-baserad detaljmätning.
Förberedelser för massmarknadstillämpningar
RTK-tekniken används främst för yrkesmässiga tillämpningar med avancerade GNSS-mottagare vid geodetisk detaljmätning, maskinstyrning och jordbrukstillämpningar och har ca 10–15 000 användare i Sverige. Tekniken utvecklas och det pågår pilotprojekt som studerar användning av RTK-tekniken med enklare GNSS-mottagare i till exempel mobiltelefoner och för positionering av autonoma fordon och farkoster.
För en sådan framtida massmarknad med hundratusentals användare krävs andra tekniker för överföring av korrektioner, än den virtuella referensstationen med skräddarsydda korrektioner för varje användare som används idag. Lantmäteriet deltar tillsammans med andra aktörer i branschen i flera utvecklingsprojekt för att på olika sätt förbereda sådana massmarknadsstillämpningar för noggrann GNSS-positionering. Exempel på projekt är: