RTK fogalma

RTK a hárombetűs rövidítés, ami egyre nagyobb szerepet kap a mezőgazdaságban. Az RTK, az a  centiméteres pontosságú mérés,  amit régebben kizárólag a földmérők használtak. Napjainkban pedig már az agrár szektor is egyre hangosabb ettől a fogalomtól.  De mi is pontosan az az RTK?

Az RTK fogalmának és kihasználásának megértéséhez nem árt megismerni azt a folyamatot, ahogyan a GPS mérés-technológia eljutott a mai szintre.

 

RTK előtti korszak

Statikus mérés

A centiméteres nagyságrendű pontosságot kezdetben csak statikus méréssel lehetett elérni. Statikus mérés esetén mozdulatlanul kell állni a referencia, és a meghatározandó ponton egyaránt két, geodéziai pontosságú GPS vevőnek legalább 20-30 percen keresztül. Eközben a GPS vevők csak mérési adatokat gyűjtenek.  A végeredményhez szükség volt egy irodai szoftverre is, hogy kiolvashassuk az adatokat a két vevőből.  A mérés végeredménye egy háromdimenziós vektor; egyszerűbben fogalmazva csak azt kapjuk meg, hogy a mozgó vevő pontosan milyen messze és milyen irányban van a referencia vevőhöz képest. A relatív meghatározás pontossága viszont, akár a milliméteres nagyságrendet is elérheti (pl. kéregmozgási mérésekre is alkalmas).

Ez a fajta mérés bár centiméteres pontosságú, még értékelhetetlen megoldás a mezőgazdaság számára.

Utófeldolgozásos kinematikus mérés

A technológia fejlődésével elérhetővé vált az a módszer, ahol a mérést végző GPS vevőnek már nem kell minden ponton statikus mérést végrehajtania. Csak az első 10-15 perc alatt kell a mozgó vevőnek mozdulatlanul maradnia, miközben a vevő adatot gyűjt a műholdakról. Majd 10 perc után elindulhat, hogy bemérhesse a kívánt pontokat. A mérés során ügyelni kell arra, hogy a mozgó vevő folyamatosan 4 vagy több műholdat észleljen. Ha megszakad a műhold kapcsolat, akkor új mérési ciklust kell indítani (10-15 perces statikus méréssel kezdve). A mérés befejeztével itt is vissza kell térni egy irodába, ahol a két GPS-ből kinyert adatokból utófeldolgozással válik elérhetővé a centiméteres pontosság. Ez a módszer szintén hasznavehetetlen az agrár szektor számra.

 

RTK korszak, azaz valós idejű kinematikus mérés

A 90-es évek derekára jelent meg az a GPS jel feldolgozási módszer, amit valós idejű kinematikus  (rövden RTK) mérési módszernek neveztek el.  A valós időben, irodai szoftver nélkül, a referencia vevőtől a végeredmény előállításához szükséges adatok folyamatosan megérkeznek a mozgó vevőhöz, mobil adatátviteli eszközök segítségével.  A mozgó vevőben pedig ekkor már rendelkezésre áll az a számítástechnikai kapacitás, amivel az úgynevezett inicializálás megvalósulhat. Inicializálásnak nevezzük azt a folyamatot, amikor a mérés elején az első centiméter pontosságú pozíció kiszámításra kerül. Kezdetben csak statikus inicializálást tudtak a vevők megvalósítani 2-5 perces időintervallumban. Eközben a GPS vevőnek mozdulatlannak kellett lenni, nem szabadott mozogni vele.  Ma a legmodernebb eszközökkel már nem kell mozdulatlanul várni az inicializálásra, hanem jellemzően egy percen belül kiszámításra kerül menet közben is.  Az inicializálási időre nagyon nagy befolyása van a mozgó és a referencia vevő közötti távolságnak.  Kisebb, de még jelentősebb szerepe van a légköri ionoszféra, troposzféra pillanatnyi állapotának, amit űridőjárásnak is neveznek. Ezt leginkább a napfolt tevékenység befolyásolja.  A legkisebb befolyása a GPS típusának van.

 

RTK mérés pontosságának mérőszámai

Elég nagyvonalú kijelentés azt mondani, hogy az RTK korrekció egyenlő 2 cm-rel, mert a valóságban több tényezőt is figyelembe kell venni.

Mivel az egész GPS mérés mögött egy bonyolult statisztikai számítás van, ezért amikor pontosságról beszélünk, akkor ez is csak egy statisztikai valószínűségi érték a sok közül, amivel jellemezhetjük a végeredményt. Emiatt egyetlen számértékkel nem lehet pontos választ adni a kérdésre, minimum mellé kell tenni azt, hogy ez a mérések hány százalékára igaz. A statisztikai valószínűségeket jellemzően háromféle ú.n. konfidencia szinten szokták megadni. Ez annyit jelent, hogy az adott érték a mérések 68%-ára, 95%-ára vagy esetleg 99.7%-ára igaz (3σ szabály).

Nagyon jellemző mérőszám még a távolsággal arányos hiba. A referencia és a mozgó vevő közötti távolság növekedése egy további hibaforrás, ami a végeredmény pontosságát befolyásolja. A hiba abból következik, hogy a távolság növekedésével a mérés körülményei a mozgó és referencia vevőnél már nem tekinthetőek azonosnak (légkör, ionoszféra, troposzféra). A gyakorlatban ez az érték jellemzően 0,5-1,5 ppm, azaz 0,5-1,5 mm/km az hiba, amivel a referencia és a mozgó vevő közti távolság növekedésével számolni kell.