RTK, un sistema di posizionamento utile per i droni
Con un drone RTK, i topografi e tutti quelli che si occupano di rilievi fotogrammetrici, possono migliorare notevolmente la loro attività, grazie appunto al posizionamento centimetrico dei dataset. Il sistema RTK rappresenta un netto miglioramento rispetto all’utilizzo dei soli dati satellitari, e può aiutare ad ottenere dati con il grado di accuratezza necessario per portare a termine il lavoro in maniera ottimale. Per approfondimenti leggete “Drone per fotogrammetria e rilievo topografico” e “Fotogrammetria con droni: dimensione del pixel a terra”.
Drone RTK: perchè è meglio avere un Apr con tale tecnologia?
La cinematica in tempo reale (Real-Time Kinematics, o RTK in breve) è una tecnica specifica per il posizionamento satellitare in grado di produrre risultati precisi al centimetro, configurandosi dunque come uno strumento prezioso per i topografi di tutto il mondo. Il metodo prevede la misurazione dei dati satellitari rispetto a una stazione di terra, per ottenere informazioni precise in tempo reale.
I componenti fondamentali di un sistema RTK sono:
– Stazione base: nota anche come stazione di riferimento, rimane in un punto definito sul terreno, e la sua posizione GPS è continuamente messa in relazione con la posizione del drone. Per funzionare correttamente, il drone RTK deve rimanere in costante connessione con la base station;
– Ricevitore RTK: questo dispositivo fa parte dell’hardware del drone e invia segnali sia al controller che ai satelliti;
– Controller: il radiocomando invia segnali al drone per muoverlo nello spazio e visualizza le modifiche delle coordinate;
– Satelliti: i dati satellitari sono ancora una parte fondamentale di qualsiasi sistema RTK. Tuttavia, anziché semplicemente venir acquisite dal ricevitore del drone, le informazioni vengono testate anche rispetto alla stazione base, ottenendo così una maggiore precisione della posizione.
I vantaggi di questo sistema
I dati RTK hanno molto più valore dei soli dati satellitari, perchè possono essere utilizzati per correggere imprecisioni e discrepanze, garantendo che le informazioni siano le più vicine possibili alla realtà. Esistono numerosi fattori che possono alterare la precisione delle coordinate satellitari, tra cui condizioni meteorologiche variabili, edifici alti, montagne e altre problematiche. Questi sono chiamati “ritardi troposferici”. Il sistema RTK colma queste lacune attraverso l’utilizzo dei dati provenienti in tempo reale dalla stazione base e dal drone.
I principali vantaggi di un sistema RTK sono:
– Precisione superiore: questo è il più grande tra i vantaggi. Rispetto ai soli dati satellitari, un sistema RTK offre una precisione di posizionamento molto più elevata, in genere nell’ordine di un centimetro;
– Correzioni in tempo reale: mentre altre tecniche di correzione come la PPK (leggi il paragrafo più sotto nell’articolo) correggono i dati distorti e colmano le lacune solo dopo il completamento del volo, le correzioni RTK risolvono invece automaticamente gli errori in tempo reale. Ciò significa che i dati visualizzati durante il volo sono dati di cui potersi fidare;
– Meno punti di controllo a terra: i punti di controllo a terra sono punti fissi con coordinate note che possono essere utilizzati per correggere i dati GPS. Il posizionamento e l’acquisizione delle coordinate di questi punti può richiedere molto tempo. Tuttavia, con un sistema RTK, la stazione base rende non necessari i GCP, consentendo di completare progetti con molte meno complicazioni.
La differenza tra droni simili, con e senza RTK, è sorprendente. In uno studio recente, DJI e DroneDeploy hanno confrontato il Phantom 4 RTK il e Phantom 4 Pro (la versione consumer che non dispone di un ricevitore RTK integrato) in più di 30 voli diversi, utilizzando un sistema di punti di controllo per il rilievo di una copertura. I risultati hanno mostrato che il drone RTK ha ottenuto una maggiore accuratezza orizzontale e verticale dei punti misurati, nonché delle misurazioni lineari.
Utilizzo di un drone RTK in PPK
Sebbene la tecnologia RTK rappresenti un importante passo avanti rispetto all’utilizzo dei soli dati satellitari (soprattutto se non vengono corretti tramite l’ausilio di punti di controllo a terra), essa presenta tuttavia alcune limitazioni. Ad esempio, se il drone perde la connessione con il controller o con i satelliti, la trasmissione dei dati in tempo reale non sarà possibile. Alcuni lavori, specialmente quelli più lunghi su terreni impegnativi, rendono difficile o addirittura impossibile mantenere una trasmissione dati stabile e costante.
Di conseguenza, il sistema RTK non è e non può essere l’unica opzione a disposizione di topografi e altri professionisti per correggere le coordinate satellitari e garantire una maggiore accuratezza dei dati. Un altro metodo è la “cinematica in post-elaborazione”, o PPK in breve. Sebbene se ne parli spesso insieme all’RTK, è importante notare che le tecnologie RTK e PPK sono in realtà piuttosto diverse.
La metodologia PPK richiede essenzialmente la stessa attrezzatura di una soluzione RTK, ma comporta un flusso di lavoro completamente diverso. A differenza dell’RTK, un flusso di lavoro PPK non avrà bisogno di correzioni in tempo reale. Piuttosto, il drone acquisirà i dati marcandoli con le coordinate misurate dall’unità GPS di bordo. La stazione base, nel frattempo, terrà traccia delle informazioni sulla posizione del drone. Questi dati verranno poi confrontati tra loro, e i calcoli post-volo verranno eseguiti in un secondo momento su un computer, tramite un software PPK specifico che combinerà i dati dell’aeromobile con quelli acquisiti dalla stazione base.
Sebbene non offra la possibilità di avere correzioni in tempo reale, un sistema PPK tuttavia permette di portare a termine il lavoro anche con una scarsa ricezione del segnale di rete o in presenza di altre problematiche che ostacolino le trasmissioni. Per massimizzare il risultato e coprire i limiti di ciascun metodo, molti droni industriali di fascia alta utilizzano entrambe le tecnologie, RTK e PPK, per garantire il posizionamento più accurato possibile. Il servizio DJI Cloud PPK per Phantom 4 RTK, ad esempio, può essere utilizzato per eseguire i calcoli sul radiocomando del drone, in aggiunta alle funzionalità offerte dall’app di pianificazione del volo DJI GS RTK. Questa configurazione doppia permette di adattare il Phantom 4 RTK al flusso di lavoro che ha più senso per il lavoro specifico.
I dati risultanti possono essere poi rapidamente importati nel software di mappatura avanzato DJI Terra, per ulteriori analisi. Per approfondimenti riguardo il software, leggete “Dji Terra: nuovo aggiornamento del software per droni”.
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Se stai cercando un sistema RTK affidabile, non potrai fare a meno di prendere in considerazione un drone DJI Enterprise. I nostri sistemi RTK utilizzano un modulo montato sul drone e una stazione mobile GNSS ad alta precisione a terra. Sia che tu scelga di affidarti completamente all’RTK o di utilizzare anche funzionalità di PPK come backup, avere a disposizione un drone DJI significa essere sicuri di rimanere connessi sempre, indipendentemente dalla missione.
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