RTK là gì? Nguyên lý hoạt động của RTK ra sao? Ứng dụng thực tế của RTK

Trong những năm gần đây, kỹ thuật đo đạc RTK đã được sử dụng thường xuyên trong công tác đo đạc, thành lập bản đồ. Kỹ thuật này không chỉ đơn giản, tiện dụng, tiết kiệm thời gian mà còn đảm bảo độ chính xác, đã được nhà nước cấp phép đưa vào sử dụng.

Tuy nhiên, RTK là gì, nguyên lý của kỹ thuật đo RTK ra sao, thực hiện trong thực tế thế nào thì ít ai biết tới. Hãy cùng VnGeo.vn – Website cung cấp máy trắc địa uy tín hàng đầu Việt Nam đi sâu vào vấn đề này nhé!

RTK là gì?

Định nghĩa RTK

RTK – Viết tắt của cụm từ Real-time kinematic, đây là một kỹ thuật được sử dụng để cải thiện độ chính xác của máy thu tín hiệu vệ tinh GNSS. Với kỹ thuật RTK, người dùng có thể thu thập dữ liệu định vị với độ chính xác tới hàng centimet.

Lý do phải sử dụng kỹ thuật RTK

Một máy RTK 2 tần sẽ chỉ đạt độ chính xác từ 1 đến 2m nếu chỉ được sử dụng độc lập. Sai số này quá lớn và không thể chấp nhận được trong công tác đo vẽ, thành lập bản đồ hoặc các công tác khác. Nguyên nhân của sai số này là do tín hiệu từ vệ tinh đến máy thu luôn bị chậm hoặc bị nhiễu do ảnh hưởng của các lớp khí quyển, dẫn đến sai số khi tính khoảng cách từ máy thu đến vệ tinh. Vậy, người ta sử dụng kỹ thuật đo RTK để giải quyết vấn đề trên, nhằm mang lại sai số nhỏ tới hàng centimet.

đo RTK

Nguyên lý của kỹ thuật đo RTK

Sai số do ảnh hưởng của tầng khí quyển

Tín hiệu từ vệ tinh truyền đến máy thu GNSS phải đi qua nhiều lớp khí quyển gồm: Tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung lưu, tầng điện ly và tầng ngoại quyển.

Tính chất khác nhau của các tầng khí quyển khiến cho tín hiệu bị ảnh hưởng, dẫn tới việc không thể tính toán chính xác khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu GNSS. Điều này dẫn đến sai số lớn khi định vị bằng một máy thu GNSS duy nhất.

nguyên lý đo rtk

Và cách để kỹ thuật RTK loại bỏ những sai số đó

Kỹ thuật RTK giải quyết các lỗi gây ra do tầng khi quyển bằng cách sử dụng hai máy thu GNSS gần nhau, một máy thu GNSS cấu hình thành trạm động (Rover station) và máy còn lại cấu hình thành trạm tĩnh (Base station)

  • Trạm tĩnh được đặt trên đế cân bằng, dọi tâm xuống một mốc tọa độ đã biết
  • Trạm động di chuyển và thu thập dữ liệu định vị

Trạm động và trạm tĩnh liên kết với nhau bằng sóng radio hoặc internet.

Khi trạm động và trạm tĩnh đặt cách nhau một khoảng cách cho phép, những sai số gây ra bởi tầng khí quyển ảnh hưởng tới 2 máy thu là giống nhau. 

Trạm tĩnh do được đặt trên một điểm mốc đã biết trước tọa độ, liên tục thu tín hiệu vệ tinh và phân tích. Kết quả phân tích sẽ cho ra các lỗi và loại trừ các lỗi này khỏi các phép tính. 

Trạm động thu tín hiệu từ trạm tĩnh, cũng loại trừ các lỗi đã được phát hiện bởi trạm tĩnh ra khỏi các phép tính của nó, nên cho ra kết quả định vị chính xác tới hàng centimet. Thông tin từ trạm tĩnh tới trạm động được gọi là tín hiệu hiệu chỉnh tĩnh.

Các thuật toán phức tạp cũng là một phần của kỹ thuật đo RTK

Có hai thiết bị là không đủ để đạt độ chính xác tới hàng cen-ti-met, mà kỹ thuật đo RTK còn cần một phần thiết yếu khác. Đó là các thuật toán phức tạp.

Phép đo khoảng cách gián tiếp

> Thuật toán đo khoảng cách gián tiếp

Như đã biết, để định vị vị trí trên mặt đất, máy thu GNSS cần tính khoảng cách từ máy thu đến vệ tinh. Khoảng cách này được tính gián tiếp bằng công thức: D=c.(tr-ts) với:

  • D là khoảng cách
  • c là vận tốc tín hiệu sóng radio
  • tr là thời gian nhận
  • ts là thời gian gửi.

Tuy nhiên, phép đo này có sai số lớn

phép đo pha sóng mang

> Phép đo pha sóng mang

Bởi phép đo gián tiếp có sai số lớn, nên máy GNSS phải tích hợp thêm thuật toán đo khoảng cách bằng đếm số bước sóng radio từ máy thu đến vệ tinh theo công thức: D=N.λ+λφ với:

  • D = khoảng cách từ máy thu đến vệ tinh
  • N = Số bước sóng
  • λ = Khoảng cách bước sóng
  • λφ = Khoảng cách từ máy thu đến điểm đầu của bước sóng cuối cùng

Cả thuật toán đo khoảng cách gián tiếp và đo khoảng cách bằng sóng mang là một phần của các tính toán rất chi tiết diễn ra bên trong máy thu GNSS. Từ đó, vị trí định vị chính xác sẽ được tính toán khi đo RTK.

Các phương pháp thiết lập đo RTK trong thực tế

Có 3 cách để thiết lập đo RTK:

Phương pháp 1: Thiết lập RTK bằng trạm Base cá nhân

Phương pháp này người dùng sẽ cần 2 máy GNSS RTK:

  • Một máy thiết lập cấu hình trạm Base được đặt cố định trên một điểm mốc đã biết trước tọa độ.
  • Một máy thiết lập cấu hình Rover, di chuyển để thu thập dữ liệu định vị trên khu đo nhằm phục vụ công tác đo vẽ bản đồ.

Trạm base và rover được kết nối với nhau bằng radio trong (Nếu khoảng cách base và rover ngắn) hoặc bằng radio ngoài nếu cần tăng khoảng cách giữa base và rover. 

Trường hợp đo radio ngoài, người dùng còn cần mang theo ắc-quy để cung cấp điện cho radio.

Ưu điểm của phương pháp này là luôn chủ động trong quá trình đo đạc, và có thể đo được cả ở khu vực hẻo lánh.

Nhược điểm của nó là thiết bị mang theo rất cồng kềnh và chi phí đầu tư cao (Do phải mua 2 bộ đầu thu GNSS)

Phương pháp 2: Thiết lập RTK sử dụng trạm Cors

Hiện nay, để phục vụ công tác đo đạc thành lập bảng đồ bằng kỹ thuật đo RTK, Cục đo đạc bản đồ đã lắp đặt hệ thống trạm Cors trên khắp 53 tỉnh thành. Tín hiệu trạm cors được truyền tải ổng định thông qua internet.

Trạm cors có vai trò như một trạm Base trong kỹ thuật đo RTK. Qua đó, để thiết lập kỹ thuật đo RTK, người dùng chỉ cần một máy thu GNSS duy nhất có kết nối inter để cấu hình trạm rover và kết nối với trạm Cors của Cục đo đạc bản đồ.

Ưu điểm của phương pháp này là khởi tạo RTK nhanh, đảm bảo độ chính xác, thiết bị mang theo gọn nhẹ và mức đầu tư thấp (Do mã Cors hiện đang được cấp miễn phí cho người dùng)

Nhược điểm của phương pháp này là khó kết nối ở khu vực hẻo lánh với sóng 3G, 4G kém, và kết nối không ổn định khi cách trạm Cors ở khoảng cách xa.

Phương pháp 3: Thiết lập RTK bằng trạm Base của bên thứ 3

Hiện nay, một số doanh nghiệp đã tiến hành lắp đặt hệ thống trạm Base hoạt động 24h nhằm phục vụ công tác đo RTK của chính doanh nghiệp. Hệ thống trạm base này có tác dụng tương tự như trạm Cors, cho phép thiết lập RTK mà chỉ cần một máy thu GNSS cấu hình RTK.

Các trạm base truyền tín hiệu thông qua sóng internet 3G hoặc 4G. Người dùng có thể liên hệ những doanh nghiệp này để lấy tài khoản đăng nhập trạm Base.

Ưu nhược điểm của kỹ thuật RTK trong đo vẽ thành lập bản đồ

Hiện nay, việc sử dụng kỹ thuật RTK để việc thành lập bản đồ được ứng dụng rất nhiều do đáp ứng được yêu cầu của các quy phạm, quy định do nhà nước ban hành.

Kỹ thuật RTK có những ưu điểm, nhược điểm như sau:

Ưu điểm

  • Độ chính xác cao, đáp ứng được các quy định của nhà nước trong việc thành lập bản đồ
  • Thời gian đo nhanh do mỗi điểm chỉ mất từ 2-8 giây
  • Tiết kiệm chi phí do số lượng nhân sự cần dùng không nhiều

Nhược điểm

  • Chỉ đo được ở khu vực thông thoáng, bị hạn chế ở khu vực có tán cây rậm rạp hoặc khu vực thành thị có nhiều nhà cao tầng
  • Đo cao hộ có sai số lớn, nên ở những điểm quan trọng vẫn phải dần bằng máy thủy bình

Thông tin hữu ích về máy định vị vệ tinh GNSS RTK

Những thông tin dưới đây sẽ giúp quý khách có cái nhìn chi tiết & sâu sắc nhất về máy định vị vệ tinh GNSS receiver. Loạt bài viết được thực hiện bởi các kỹ thuật viên lành nghề của VnGeo.

GNSS là gì?

GNSS là gì?

GNSS là một hệ thống bao gồm toàn bộ các vệ tinh đang bay xung quanh trái đất. Máy định vị vệ tinh GNSS thu thập tín hiệu từ các vệ tinh này để tính toán ra vị trí chính xác của chúng trên bề mặt trái đất.

Xem thêm
số kênh trên máy RTK là gì

Kênh của máy RTK là gì?

Kênh và số lượng kênh luôn được đề cập đầu tiên trong bảng thông số kỹ thuật của máy RTK. Vậy kênh là gì, số kênh có ảnh hưởng đến hiệu suất đo đạc của máy hay không? Càng nhiều kênh đo càng chính xác?

Xem thêm
đo RTK

RTK là gì?

Rất nhiều kỹ sư trong ngành trắc địa đã và đang sử dụng kỹ thuật RTK trong công tác đo vẽ, thành lập bản đồ. Nhưng RTK là gì, nguyên lý hoạt động của RTK ra sao thì không phải ai cũng biết một cách chính xác!

Xem thêm
Đa Tần Đa Vệ Tinh Là Gì, Tại Sao Lại Quan Trọng Với Máy RTK

Đa tần, đa vệ tinh là gì?

Việc một máy RTK có thể thu được tín hiệu từ đa tần, đa vệ tinh là rất quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác, đảm bảo tính ổn định. Bên cạnh đó, nó cũng có ý nghĩa then chốt trong tương lai!

Xem thêm
Đo nghiêng máy RTK

Đo nghiêng là gì? Có nên lạm dụng?

Tính năng đo nghiêng trên máy RTK không chỉ mang lại sự tiện lợi, mà còn giúp tiết kiệm thời gian trong quá trình đo bằng kỹ thuật RTK. Tuy nhiên, người dùng không nên lạm dụng tính năng này!

Xem thêm
Trạm Cors

Nên kết nối Cors Cục hay Base tư nhân khi đo RTK?

Hệ thống trạm Cors Việt Nam đã được xây dựng hoàn thiện và đưa vào hoạt động, cung cấp dịch vụ hiệu chỉnh tín hiệu miễn phí khi đo RTK. Nhưng hệ thống trạm Base tư nhân cũng góp phần không nhỏ trong công tác đo vẽ bản đồ. Nên kết nối trạm nào khi đi khảo sát bằng kỹ thuật RTK?

Xem thêm
chứng chỉ IP được thể hiện trên lớp vỏ thiết bị

Chứng nhận IP trên thân máy trắc địa có ý nghĩa gì?

Máy trắc địa, bởi đặc thù & tính chất công việc, nên luôn phải làm việc ngoài trời dưới điều kiện thời tiết & công trường khắc nghiệt. Khả năng chống bụi/nước ra sao, nên sử dụng thế nào để bảo vệ máy. Tham khảo nội dung về chứng nhận IP trên thân máy để biết rõ hơn về điều này!

Xem thêm
cách chọn máy RTK Meridian M5

8 Yếu tố cần cân nhắc trước khi mua máy RTK

Là thiết bị có giá thành cao, mức đầu tư lớn cùng với đó là hàng loạt dịch vụ đi kèm với máy trong suốt vòng đời. Bạn không những phải cân nhắc nên chọn dòng máy nào, mà còn phải cân nhắc xem mua ở đâu. Đọc bài viết này trước khi mua sẽ giúp bạn có lựa chọn thông minh!

Xem thêm
cách sử dụng web ui máy rtk esurvey

Cách sử dụng Web Ui trên máy RTK

Web UI là một phương thức kết nối máy đo RTK với máy tính, máy tính bảng hoặc điện thoại thông minh. Thông qua giao diện UI, người dùng có thể cài đặt chế độ làm việc, kiểm tra tình trạng máy, thiết lập thông số, cập nhật firmware hoặc tải dữ liệu thô một cách trực quan .

Xem thêm
aRTK là gì, nguyên lý hoạt động của aRTK thế nào?

aRTK là gì? aRTK hoạt động thế nào?

Rất nhiều khách hàng đã hỏi về aRTK là gì, có nên sử dụng aRTK trong quá trình đo đạc khảo sát không, aRTK có giúp Fix nhanh không? Bài viết này sẽ cung cấp thêm thông tin cho quý khách!

Xem thêm
Mục nhập này đã được đăng trong Máy RTK. Đánh dấu trang permalink.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *