La technologie du système mondial de navigation par satellite (GNSS) a révolutionné le positionnement et la navigation, transformant les calculs manuels en données instantanément disponibles. Avec la demande croissante d'une plus grande précision dans des secteurs tels que les systèmes d'information géographique (SIG), la construction et l'agriculture, diverses méthodes de correction ont été développées pour améliorer la précision du GNSS. Cet article présente les principales techniques de correction, leurs caractéristiques et leurs applications afin de vous aider à faire un choix éclairé en fonction de vos besoins spécifiques.
L'évolution de la technologie GNSS RTK
L'évolution de la technologie GNSS RTK (Real-Time Kinematic) a commencé à la fin des années 1980 et au début des années 1990 avec l'exploration de l'utilisation des mesures de la phase de la porteuse pour un positionnement de haute précision. La première étape importante a été le développement de récepteurs à double fréquence, qui ont permis une correction d'erreur plus précise en atténuant les retards ionosphériques. Au milieu des années 1990, l'avènement des systèmes RTK commerciaux a marqué une percée, offrant une précision de l'ordre du centimètre et permettant une adoption généralisée.
Dans les années 2000, les améliorations des technologies de communication, telles que l'intégration des réseaux cellulaires et les corrections basées sur l'internet, ont considérablement renforcé la fiabilité et la facilité d'utilisation des systèmes RTK. La mise en place de réseaux de stations de référence à fonctionnement continu (CORS) a fourni une infrastructure solide pour les corrections en temps réel, élargissant encore la portée et la précision de la technologie RTK.
Ces dernières années, l'évolution des constellations GNSS, notamment l'ajout de nouveaux satellites de systèmes tels que Galileo et BeiDou, a accru la disponibilité et la redondance des signaux satellitaires, améliorant ainsi la précision et la fiabilité du RTK. La plupart des systèmes RTK récents intègrent désormais des capacités multifréquences et multiconstellations, ce qui les rend plus résistants aux obstructions des signaux et aux conditions atmosphériques.
La série de tablettes Android CHCNAV LT800 est disponible avec le positionnement autonome et GNSS RTK.
En quoi le positionnement RTK diffère-t-il des techniques de positionnement GNSS standard ?
Le positionnement cinématique en temps réel (RTK) diffère des techniques de positionnement GNSS standard principalement en termes de précision et de méthode utilisée pour atteindre cette précision. Le positionnement GNSS standard fournit généralement une précision de l'ordre du mètre, ce qui est suffisant pour la navigation générale et de nombreuses applications grand public. Il repose sur des mesures de la phase du code.
En revanche, le positionnement RTK atteint une précision de l'ordre du centimètre en utilisant des mesures de la phase de la porteuse, qui sont beaucoup plus précises. La principale différence réside dans l'utilisation d'une station de base et d'un rover. La station de base est positionnée à un endroit fixe connu. Elle reçoit en permanence les signaux GNSS et calcule les erreurs causées par les conditions atmosphériques, les orbites des satellites et les écarts d'horloge. Ces corrections d'erreur sont transmises en temps réel au rover, le récepteur GNSS mobile, qui utilise les données de correction pour ajuster ses propres mesures GNSS, annulant ainsi les erreurs.
Le système RTK utilise également des récepteurs bifréquence ou multifréquence, qui peuvent atténuer les retards ionosphériques plus efficacement que les récepteurs monofréquence couramment utilisés dans le GNSS standard. Cette capacité bi-fréquence, combinée à la correction d'erreurs en temps réel par la station de base, permet au système RTK d'offrir une plus grande précision.
Exploration des méthodes GNSS RTK : De la base unique aux solutions en réseau
Examinons de plus près les différentes méthodes GNSS RTK et leurs caractéristiques, applications et avantages uniques. La compréhension de ces méthodes vous aidera à choisir la meilleure solution pour vos besoins géospatiaux spécifiques.
RTK à base unique (cinématique en temps réel)
La méthode RTK GNSS à station de base unique est une méthode de correction très répandue qui implique l'utilisation d'une station de base sur site pour fournir des corrections en temps réel. Les stations de base comme l'iBase de la CHCNAV sont compactes, ce qui permet de les déployer facilement dans divers endroits. La portabilité est particulièrement avantageuse pour les géomètres qui doivent se déplacer fréquemment entre différents sites de travail, garantissant ainsi un positionnement de haute précision où qu'ils travaillent.
CHCNAV iBase, station de base GNSS intégrée
Pour les utilisateurs ayant des zones d'opération fixes, les récepteurs et antennes de haute performance tels que le récepteur P5U et l'antenne C220GR2 de CHCNAV peuvent fournir une précision, une stabilité et une couverture accrues.
Scénarios d'application
- Positionnement sur les chantiers de construction
- Arpentage et cartographie de précision
- Agriculture de précision (pour les petits champs)
Avantages
- Précision de l'ordre du centimètre ou du millimètre
- Déploiement flexible en fonction des besoins
- Investissement unique
- Convient à presque toutes les zones
Inconvénients
- Nécessite une expertise technique.
- Limité par la longueur de la ligne de base
- Nécessite un point de référence connu
RTK en réseau GNSS
Le RTK en réseau améliore le RTK traditionnel en utilisant plusieurs stations de base permanentes pour couvrir de vastes zones. Les stations de base téléchargent en permanence les données de correction GNSS vers un serveur central, qui fournit ensuite des informations de correction précises aux utilisateurs en fonction de leur position en temps réel. Cette approche en réseau offre une accessibilité et une fiabilité supérieures, ce qui la rend idéale pour les utilisateurs tels que les agriculteurs utilisant des tracteurs à autoguidage, les professionnels de la construction et les géomètres qui n'ont pas forcément une grande expertise en matière de GNSS.
La couverture de la zone étendue permet aux utilisateurs de maintenir une connectivité transparente sur de longues distances sans avoir à se reconnecter à de nouvelles stations de base. Elle élimine les limites du RTK à base unique, dont la précision diminue avec l'augmentation de la distance par rapport à la station de base.
Une station de référence avec l'antenne CHCNAV C220GR2 (Image crédit RG-Solution)
Scénarios d'application
- Agriculture de précision dans les grandes exploitations
- Véhicules autonomes dans les zones urbaines
- Projets de construction à grande échelle
Avantages de l'application
- Grande accessibilité
- Couverture d'une vaste zone
- Précision constante sur de vastes régions
Inconvénients
- Les performances sont affectées par la densité des stations de base
- Nécessite une bonne couverture du réseau cellulaire
- Coûts d'abonnement permanents
PPP (positionnement ponctuel précis) et PPP-RTK
Le positionnement ponctuel précis (PPP) est une technique de correction très précise qui utilise des satellites et un récepteur unique pour obtenir un positionnement précis. Il s'appuie sur un réseau mondial de stations de base qui calculent des corrections locales transmises par satellite pour couvrir de vastes zones sans avoir recours aux réseaux cellulaires. Les services PPP gratuits tels que HAS de Galileo et B2b PPP de BeiDou offrent une précision de l'ordre du décimètre, tandis que les services commerciaux offrent une précision encore plus grande, atteignant souvent une précision inférieure au décimètre.
PPP-RTK combine les techniques PPP et RTK (Real-Time Kinematic) pour offrir une précision centimétrique. Les corrections PPP-RTK sont disponibles via une transmission par satellite en bande L utilisant des signaux GNSS et des corrections supplémentaires provenant de satellites géostationnaires, nécessitant des récepteurs GNSS compatibles et un abonnement. En outre, les corrections PPP-RTK peuvent être fournies via des réseaux cellulaires, ce qui accroît leur disponibilité, en particulier dans les zones à forte couverture cellulaire.
Un tracteur John Deere avec le système de pilotage automatique CHCNAV NX510SE
Scénarios d'application
- Navigation maritime
- Arpentage de zones éloignées
- Agriculture de précision dans les zones à faible couverture cellulaire
Avantages de l'application
- Couverture dans les zones éloignées et les océans
- Adaptation à des conditions de réseau variables
- Disponibilité mondiale
Inconvénients
- Frais d'abonnement élevés pour les services de haute précision
- La précision au niveau du décimètre peut ne pas être suffisante pour certaines applications.
- Temps de convergence plus long que le RTK
PPK (cinématique post-traitement)
La cinématique de post-traitement (PPK) est une méthode de correction en temps différé utilisée pour améliorer la précision des données GNSS. Pendant les opérations sur le terrain, le rover enregistre les données du signal GNSS tandis qu'une station de base enregistre simultanément ses propres données. Une fois le travail sur le terrain terminé, les données enregistrées sont corrigées à l'aide d'un logiciel de post-traitement tel que le CGO de la CHCNAV.
Le PPK est particulièrement efficace pour des applications telles que la cartographie aérienne avec des drones. Il offre des corrections fiables sur des terrains difficiles, tels que les régions montagneuses et les zones au-dessus de l'eau, où il peut être difficile de maintenir une transmission continue de données de corrections RTK.
Drone CHCNAV BB4 et LiDAR aéroporté AA15
Scénarios d'application
- Levés aériens et cartographie par drone
- Cartographie dans des zones où la connectivité radio ou cellulaire est faible
- Levés de haute précision dans des environnements difficiles
Avantages de l'application
- Grande précision, parfois supérieure à 1 cm
- Permet des lignes de base plus longues
- Fiable sur les terrains complexes
Inconvénients
- Nécessite des compétences spécialisées
- Pas de corrections en temps réel
- Nécessite du temps et des logiciels de post-traitement
Choisir la méthode de correction GNSS optimale pour vos besoins
Chaque méthode de correction GNSS a ses points forts et ses limites. Le meilleur choix dépend de votre application spécifique, de votre expertise technique et de votre environnement opérationnel. La cinématique en temps réel (RTK) offre des corrections en temps réel, idéales pour les applications nécessitant une précision immédiate, telles que la construction et l'arpentage. En revanche, la cinématique post-traitement (PPK) offre une grande précision sur les terrains difficiles où il est difficile de maintenir une liaison de données continue, ce qui la rend adaptée à la cartographie aérienne. Le positionnement ponctuel précis (PPP et PPP-RTK) offre une couverture étendue sans nécessiter de station de base locale, ce qui est avantageux pour les opérations mondiales ou à distance.
Il n'existe pas de solution unique. Au contraire, différentes options répondent à divers besoins et scénarios. Comprendre les avantages et les limites de chaque méthode vous aidera à sélectionner la technique de correction GNSS la mieux adaptée à votre projet.
CHCNAV est prêt à vous soutenir avec la dernière technologie GNSS et la capacité de vous aider à naviguer dans les complexités d'un positionnement précis. Que vous travailliez dans l'arpentage, l'agriculture, la construction ou tout autre domaine nécessitant un GNSS de haute précision, CHCNAV a les solutions pour répondre à vos besoins et vous aider à réussir.
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À propos de CHC Navigation
CHC Navigation (CHCNAV) développe des solutions avancées de cartographie, de navigation et de positionnement conçues pour accroître la productivité et l'efficacité. Au service d'industries telles que le géospatial, l'agriculture, la construction et l'autonomie, CHCNAV fournit des technologies innovantes qui permettent aux professionnels de se prendre en charge et de faire progresser l'industrie. Avec une présence mondiale dans plus de 130 pays et une équipe de plus de 1 900 professionnels, CHC Navigation est reconnue comme un leader dans l'industrie géospatiale et au-delà.Pour plus d'informations sur CHC Navigation [Huace:300627.SZ], veuillez consulter le site : www.chcnav.com.
