Présentation du RTK

La cinématique en temps réel (RTK) est une technique de navigation par satellite qui améliore la précision des données de positionnement. Exploitant les signaux satellites, la RTK atteint une précision centimétrique, ce qui la rend idéale pour les applications nécessitant une localisation précise, comme la conduite autonome, les drones et la robotique. Dans le cas des tondeuses à gazon intelligentes, la RTK permet une navigation efficace sans câbles périphériques, leur permettant ainsi de fonctionner parfaitement dans une zone définie.

Quelle est la différence entre RTK, GPS et GNSS ?

Le GNSS (Global Navigation Satellite System) est un système mondial qui fournit des données de positionnement, de vitesse et de temps partout sur Terre. Il comprend des systèmes comme le GPS, Galileo, GLONASS et Beidou.

Le RTK est une technologie spécialisée basée sur le GNSS. Il utilise les signaux satellites du GNSS pour fournir une précision centimétrique en temps réel, ce qui le rend idéal pour les applications de précision comme les tondeuses à gazon robotisées.

Comment fonctionne RTK

Le RTK atteint une précision centimétrique en temps réel grâce au GNSS. Il s'appuie sur une station de référence qui observe en continu les données satellite et les transmet à une station mobile. Cette dernière reçoit les signaux satellite et les données de la station de référence, puis calcule ses coordonnées 3D exactes en temps réel selon le principe du positionnement relatif.

Composants matériels

Introduction à la station de référence RTK

1. Station de base physique locale

2. Station de base virtuelle basée sur Ntrip

Introduction aux liaisons de communication de données

1. Réseaux mobiles

• Large couverture : les opérateurs de télécommunications disposent de bâtiments d'infrastructure réseau relativement complets, ce qui permet d'effectuer des travaux de mesure RTK dans une zone plus large sans restrictions géographiques, ce qui est très avantageux pour les tâches de mesure longue distance ou les projets nécessitant des mesures dans différentes régions.
• Vitesse de transmission rapide : les réseaux mobiles tels que 4G et 5G ont une vitesse de transmission de données élevée, ce qui peut transmettre rapidement une grande quantité de données différentielles à la station mobile, garantissant ainsi les performances en temps réel et efficaces du système RTK.
• Facile à utiliser : aucune configuration d'équipement supplémentaire ni aucun paramètre complexe n'est requis, insérez simplement la carte SIM et activez le service de données correspondant à utiliser.

Inconvénients :

• La stabilité du signal est grandement affectée par l'environnement : dans certaines zones urbaines densément construites, dans les zones montagneuses ou dans les zones souterraines où l'obstruction du signal est importante, les signaux du réseau mobile peuvent être affaiblis ou perturbés, ce qui entraîne des retards de transmission de données, des pertes de paquets et d'autres problèmes, affectant la précision de positionnement et la stabilité du système RTK.
• Frais de communication : L'utilisation des réseaux mobiles nécessite le paiement de certains frais de communication, notamment des frais mensuels pour les cartes SIM, des frais de trafic de données, etc.
• Risque de cybersécurité : Étant donné que les données sont transmises via le réseau mobile public, il existe certains risques de cybersécurité, tels que le vol de données, la falsification, etc.

2. LoRa

• Longue distance de transmission : elle peut atteindre plusieurs kilomètres en milieu ouvert et des centaines de mètres en conditions de travail difficiles. Cela fait de LoRa une liaison de communication de données efficace dans les zones à faible couverture du réseau mobile.
• Forte capacité anti-interférence : il adopte la technologie d'étalement du spectre et la technologie de codage de correction d'erreur directe, qui a une forte capacité anti-interférence et peut transmettre des données de manière stable dans des environnements électromagnétiques complexes.
• Faible consommation d'énergie : la consommation d'énergie des modules LoRa est très faible, ce qui peut prolonger la durée de vie des appareils, réduire les coûts d'utilisation et la charge de travail de maintenance.
• Configuration réseau flexible : les utilisateurs peuvent configurer indépendamment un réseau LoRa en fonction de leurs propres besoins, sans être limités par les opérateurs de télécommunications, avec une grande autonomie et flexibilité.

Inconvénients :

• Faible débit de transmission : Comparé aux réseaux mobiles, LoRa a un débit de transmission plus faible, généralement compris entre quelques centaines de bits par seconde et des dizaines de kilobits par seconde.
• La stabilité du signal est affectée par l'environnement : dans certaines zones urbaines densément peuplées, dans les zones montagneuses ou dans des endroits où le signal est fortement obstrué, comme les sous-sols, le signal peut être affaibli ou perturbé, ce qui entraîne des problèmes tels que des retards de transmission de données et des pertes de paquets.

(CR: https://youtu.be/uFMkjIFyHfU?si=s6kLmUwVlBp2WMEl)

Avantages et inconvénients de la technologie RTK

Avantages

• Positionnement de haute précision : la technologie RTK permet d'atteindre une précision de positionnement au centimètre près, bien supérieure aux méthodes de mesure traditionnelles. Elle permet ainsi de fournir des données plus précises dans des domaines tels que l'arpentage et la cartographie du terrain.
• Performances en temps réel exceptionnelles : la technologie RTK permet d'obtenir des résultats de mesure en temps réel sans attendre de post-traitement. Cela améliore considérablement l'efficacité du travail et réduit le temps de mesure.
• Efficacité élevée : La technologie RTK, permettant une utilisation par une seule personne et une vitesse de mesure élevée, améliore considérablement l'efficacité des mesures. Elle permet également de réduire les investissements en main-d'œuvre et en ressources matérielles, ainsi que les coûts de mesure.

Inconvénients

• Sensibilité du signal aux interférences : dans certains environnements de terrain complexes, tels que les zones urbaines de grande hauteur, les vallées montagneuses, etc., les signaux satellites peuvent être bloqués ou perturbés, ce qui entraîne une diminution de la précision du positionnement RTK, voire un dysfonctionnement.
• La communication de données est limitée : la technologie RTK repose sur des liaisons de communication pour assurer la transmission des données entre la station de référence et la station mobile. Si le signal de communication est instable ou perturbé, cela peut affecter la précision et le temps réel des mesures. Dans les zones reculées, une couverture réseau insuffisante peut également limiter l'application de la technologie RTK.
• Le temps d'initialisation est long : dans certains cas, les stations mobiles RTK nécessitent un certain temps d'initialisation après le démarrage afin d'obtenir des résultats de positionnement stables et précis. Cela peut affecter l'efficacité du travail, notamment dans les situations où des mesures rapides sont nécessaires.
• Le coût est relativement élevé : le coût des équipements du système RTK est relativement élevé, notamment les stations de référence, les stations mobiles et les équipements de communication de données. De plus, pour garantir la précision des mesures, un étalonnage et une maintenance réguliers des équipements sont nécessaires, ce qui augmente également les coûts d'utilisation.