Les services RTK en réseau fournissent des données de correction GNSS en temps réel à partir des observations de plusieurs stations de référence fixes, afin de permettre un positionnement précis sur une zone de couverture définie. Ces services peuvent être utilisés par les drones, les robots mobiles, les véhicules à guidage automatique (AGV), les instruments de topographie, les machines agricoles, les engins de chantier et les navires sans pilote (USV).
Cette page présente les fournisseurs et les services RTK en réseau prenant en charge la navigation, la cartographie, le géoréférencement, le pilotage de machines et le positionnement reproductible.
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Solution RTK de pointe offrant un positionnement GNSS précis pour les drones et les systèmes sans pilote
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Les services RTK en réseau fournissent des données de correction GNSS en temps réel issues d’un réseau de stations de référence installées de manière permanente. Le RTK en réseau (NRTK) combine les observations provenant de plusieurs sites relevés afin de modéliser les erreurs GNSS corrélées spatialement et de générer des corrections sur une zone de couverture définie. Cela évite d’avoir à déployer et à entretenir une station de base locale pour chaque opération.
Le RTK en réseau prend en charge le positionnement de haute précision pour les drones, les machines autonomes, les instruments de levé, les robots et d’autres plateformes mobiles. Les corrections sont généralement distribuées via des réseaux cellulaires ou d’autres réseaux IP, les implémentations GNSS NRTK modernes prenant en charge plusieurs constellations et fréquences.
RTKdata, corrections RTK GNSS mondiales, par RTKdata
Les stations de base RTK en réseau sont installées à des emplacements relevés avec précision et suivent en continu les signaux GNSS disponibles. Leurs coordonnées fixes permettent de caractériser les erreurs de distance observées à l’échelle du réseau. L’espacement entre les stations, la qualité des coordonnées, la géométrie du réseau et la disponibilité des signaux influencent la qualité du modèle d’erreur spatiale.
Les observations des stations de référence sont transmises à un système de traitement central, où les mesures provenant de plusieurs stations sont combinées afin d’estimer les erreurs GNSS variant dans l’espace à l’échelle du réseau. La latence de traitement, la continuité des données, l’état de fonctionnement des stations et les performances de communication ont une incidence directe sur le service de correction.
Les retards ionosphériques et troposphériques se décorrélent à mesure que la longueur de la ligne de base augmente et limitent les performances des corrections à base unique à distance. Le traitement en réseau modélise ces gradients spatiaux à l’aide des observations provenant de plusieurs stations. Les erreurs d’orbite et d’horloge des satellites sont également intégrées au modèle de correction ou atténuées d’une autre manière au sein de la solution de positionnement.
Le rover reçoit les données de correction adaptées à son emplacement d’exploitation. Certaines architectures NRTK nécessitent une position approximative du rover afin que le serveur puisse générer un flux de corrections localisé, tandis que d’autres transmettent des informations réseau que les récepteurs compatibles du rover interpolent en interne.
Le RTK combine les mesures de phase de la porteuse et de code, la résolution de l’ambiguïté entière étant requise pour une solution fixe. L’obstruction du signal, les trajets multiples, les glissements de cycle, la géométrie des satellites, l’activité atmosphérique et l’ancienneté des corrections peuvent affecter l’initialisation et la réinitialisation de l’ambiguïté.
Une solution RTK fixe a résolu les ambiguïtés de phase de la porteuse en valeurs entières. Une solution flottante continue d’estimer ces ambiguïtés sous forme de paramètres à valeur réelle et présente donc une incertitude de positionnement plus élevée. Les interruptions de signal, une géométrie dégradée ou la perte de données de correction peuvent entraîner le passage d’une solution fixe à une solution flottante. Les systèmes autonomes doivent tenir compte du statut de la solution, de la précision estimée, de l’âge des corrections et des indicateurs d’intégrité, en plus de la position communiquée.
Les services RTK en réseau fournissent un positionnement absolu précis aux plateformes autonomes opérant dans une zone de correction prise en charge. Les drones, les robots terrestres et les véhicules industriels peuvent utiliser la solution GNSS ainsi obtenue pour la navigation par points de cheminement, le contrôle de trajectoire, le géorepérage, le suivi de trajectoire et le positionnement reproductible.
Les systèmes de cartographie par drone peuvent utiliser le RTK en réseau pour améliorer la position attribuée aux images capturées ou aux mesures des capteurs. Un positionnement GNSS précis permet le géoréférencement direct et peut réduire la dépendance vis-à-vis d’un réseau dense de points de contrôle au sol, lorsque la précision du projet, l’étalonnage des capteurs et l’intégration du système le permettent. Les bras de levier des antennes, les décalages temporels, les systèmes de coordonnées et les repères de référence doivent être gérés de manière cohérente.
Les véhicules à guidage automatique (AGV) d’extérieur, les robots mobiles autonomes et les machines robotisées peuvent intégrer le NRTK à leurs systèmes de navigation embarqués. Le GNSS est généralement combiné à des capteurs inertiels, à l’odométrie sur roues, à des caméras ou à un LiDAR afin de maintenir les performances de navigation lorsque la visibilité des satellites ou la disponibilité des corrections varient.
Les équipements destinés à l’agriculture de précision et au secteur de la construction peuvent utiliser les services NRTK pour le guidage, la direction automatisée, le positionnement des machines, le nivellement et les passages répétitifs. Les réseaux de correction régionaux réduisent la nécessité de mettre en place et d’entretenir une station de base GNSS locale sur chaque site d’exploitation.
Les navires de surface sans pilote (USV) peuvent utiliser le GPS RTK en réseau ou le positionnement GNSS multi-constellation pour les levés hydrographiques, la navigation autonome et la collecte précise de données maritimes, là où une couverture de communication adéquate est disponible. La disponibilité des corrections, l’emplacement des antennes, les trajets multiples, la dynamique du navire et la visibilité des satellites restent des facteurs d’intégration importants à prendre en compte.
Les robots et les véhicules sans pilote peuvent être amenés à répéter des itinéraires prédéfinis ou à maintenir leur position autour d’une coordonnée spécifiée. Les corrections réseau fournissent la référence de position absolue, tandis que le système de contrôle convertit cette position en commandes de direction, de propulsion ou de vol. Des référentiels et des paramètres de transformation cohérents sont nécessaires lorsque la répétabilité s’étend à plusieurs déploiements distincts.
Les récepteurs GPS NRTK etmulti-GNSS prennent en charge les flux de travail de levés et de données géospatiales nécessitant des coordonnées précises en temps réel. Le LiDAR mesure la distance et la géométrie des surfaces, tandis que le NRTK fournit la référence de positionnement utilisée pour géoréférencer ces mesures. Ces deux technologies sont couramment intégrées dans la cartographie mobile, les levés par drones et les systèmes de collecte de données autonomes.
Les différentes architectures de services NRTK regroupent et diffusent les informations réseau de différentes manières :
La compatibilité du récepteur, la géométrie du réseau, le format de correction, l’architecture de communication et la mise en œuvre du service déterminent la méthode pouvant être utilisée.
Le RTK en réseau fonctionne parallèlement à plusieurs autres architectures de correction GNSS de haute précision en temps réel et en temps quasi réel. Le choix de la méthode appropriée dépend de la source de correction, de l’infrastructure de communication, des exigences de couverture, du comportement de convergence et des capacités du récepteur.
| Méthode | Approche de correction | Considération opérationnelle clé |
| RTK par station de base locale | Les corrections proviennent d’un récepteur de référence situé à proximité. | Permet un contrôle direct de la référence, mais nécessite la mise en place d’une base, des communications et des coordonnées de la base connues avec précision. |
| GNSS différentiel | Les corrections dérivées de la référence améliorent le positionnement basé sur le code. | Offre généralement une précision inférieure à celle des techniques RTK par phase de porteuse. |
| Positionnement ponctuel précis | Utilise des informations précises sur l’orbite des satellites, l’horloge, le biais et la modélisation, sans ligne de base locale entre le rover et la station de base. | Permet un positionnement à grande échelle, dont le comportement de convergence et les exigences de correction sont déterminés par le service et la mise en œuvre du récepteur. |
| PPP-RTK | Combine des corrections précises de l’espace d’état avec des informations régionales sur l’atmosphère et les biais afin de permettre une résolution rapide de l’ambiguïté. | Nécessite des produits de correction, des récepteurs, des formats de données et une couverture de service compatibles. |
| Corrections transmises par Internet et par satellite | La diffusion par Internet utilise une connectivité IP terrestre, tandis que la diffusion par satellite transmet les données de correction sur de vastes zones géographiques. | Le choix dépend de la couverture, de la latence, de la bande passante, des capacités du récepteur et de la disponibilité des communications. |
Pour les robots mobiles et les drones, l’architecture de correction est choisie en fonction de la précision de positionnement, du temps d’initialisation, de la couverture géographique, de la latence, de la résilience des communications, des exigences en matière de référentiel et de l’infrastructure disponible.
Plusieurs formats et mécanismes de transport revêtent une importance particulière lors de l’intégration d’un service RTK en réseau avec du matériel rover :
L’intégration doit tenir compte des messages RTCM pris en charge, du fonctionnement du protocole NTRIP, des points de montage, des constellations et signaux GNSS, de la configuration des antennes, des référentiels, des paramètres de transformation, du micrologiciel du récepteur et de l’authentification du service de correction.
Le RTK en réseau continue d’évoluer à mesure que les récepteurs GNSS, l’infrastructure de correction, les communications et les plateformes autonomes s’intègrent de plus en plus étroitement :
Ces évolutions étendent les services NRTK au-delà de la topographie conventionnelle pour englober les systèmes autonomes connectés qui nécessitent un positionnement en temps réel évolutif.
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