A tecnologia de resolução de ambiguidade em Posicionamento por Ponto Preciso (PPP) é um método que resolve ambiguidades de números inteiros em medições de fase da portadora. O objetivo principal é avançar o PPP de uma precisão centimétrica para uma confiabilidade milimétrica. A desativação dessas restrições de valores inteiros permite que o PPP melhore a precisão de posicionamento e reduza os tempos de convergência. A abordagem que combina o PPP com a resolução de ambiguidade (AR), frequentemente chamada de PPP-AR, aproveita correções de polarização de fase e código cuidadosamente modeladas, bem como produtos de relógio de satélite de alta fidelidade.
O processo de resolução de ambiguidade serve para reduzir incertezas e permite que o estimador trate as medições de fase como inteiros fixos. Isso, por sua vez, tem o efeito de aprimorar a confiabilidade e a precisão. Investigamos a interoperabilidade e a validação cruzada de produtos de polarização de fase gerados por múltiplos centros de análise. O objetivo dessa análise é incentivar padrões consistentes, facilitar a combinação de resultados e promover a implementação em tempo real.
Na prática, a resolução de ambiguidade no PPP tem se mostrado capaz de acelerar a convergência, melhorar as taxas de correção e fortalecer a integridade de posição, mesmo em condições de sinal desafiadoras. À medida que as constelações de GNSS se expandem e as técnicas de modelagem melhoram, o PPP com resolução de ambiguidade está emergindo como uma ferramenta fundamental para aplicações de alta precisão, desde levantamentos topográficos até navegação autônoma.
A SBG Systems desenvolveu uma nova tecnologia chamada Orbi AR (Ambiguity Resolution), que entrega precisão centimétrica com GNSS sem depender de estações de referência locais ou infraestrutura terrestre densa.
Por que usar o Orbi AR em vez do RTK?
Nesta seção, examinaremos os fatores críticos — incluindo velocidade de implantação, resiliência operacional e experiência do usuário — que estão mudando o equilíbrio, fornecendo uma justificativa clara para escolher a versatilidade e a acessibilidade do Orbi AR em detrimento das restrições convencionais do RTK em locais de trabalho modernos e complexos.
RTK – GNSS Diferencial
O RTK funciona por meio de dois receptores:
- Um receptor de estação base é instalado em um local fixo e conhecido; ele calcula os erros comparando sua posição conhecida com o sinal GNSS que recebe.
- Um rover (estático/cinemático) que recebe as correções de erro de um receptor de estação base próxima e as aplica ao seu próprio sinal para obter uma posição relativa de alta precisão.
A precisão é muito alta, mas o rover precisa estar relativamente próximo da estação base (normalmente de 10 a 30 km, dependendo das condições atmosféricas), pois muitos erros (como atrasos atmosféricos) são locais.
Orbi AR – Posicionamento preciso de pontos
Em vez de utilizar uma única estação base local para identificar erros relativos, o Orbi AR utiliza dados de correção disponíveis globalmente para calcular sua própria posição absoluta com alta precisão, de forma totalmente independente. A correção global inclui informações altamente precisas sobre as órbitas e os relógios dos satélites, bem como modelos para atrasos atmosféricos.
| Destaque | Orbi AR | RTK |
|---|---|---|
| Estação base local | Não é necessário | Necessário |
| Cobertura | Global | Local (uma única base em um raio de 30 km; VRS em um raio de 80 km) |
| Precisão | Estática: 2 a 5 cm em 2 sigma Cinemática: 2 a 3 cm em 1 sigma | Centímetro (cm) |
| Configuração | Simples (apenas um receptor) | Complexo (requer configuração local) |
Para simplificar, imagine a diferença como dois estudantes se preparando para uma prova. O RTK é como um estudante que recebe aulas particulares, onde um já tem a resposta correta e usa sua experiência para ajudar o outro a corrigir erros.
O Orbi AR, por outro lado, é como um único estudante trabalhando sozinho, mas verificando cuidadosamente suas respostas em um livro. Embora o tutor particular possa ser ligeiramente mais preciso, é muito mais difícil de configurar e mais caro. E, embora ambas as abordagens levem a resultados precisos, a forma como as correções são obtidas — através de um tutor próximo (RTK) ou de um livro disponível globalmente (PPP) — é o que as diferencia.
Como funciona o Orbi AR?
Um receptor GNSS padrão é afetado por vários erros significativos:
- Erros na órbita do satélite: O satélite não está exatamente onde sua mensagem de transmissão indica que ele está.
- Erros do relógio do satélite: O relógio atômico do satélite apresenta erros de sincronização mínimos, mas significativos.
- Atrasos atmosféricos: A ionosfera e a troposfera desaceleram e curvam os sinais GNSS.
Esses erros de transmissão e de sincronização combinam-se para produzir imprecisões na posição calculada pelo receptor. Para obter mais explicações, consulte GNSS e suas fontes de erro e o efeito dos erros atmosféricos no processamento RTK e PPK.
O princípio fundamental do Orbi AR é refinar os erros mencionados acima por meio de dados de correção precisos:
- O International GNSS Service-IGS calcula a órbita exata e o erro exato de relógio de cada satélite com extrema precisão.
- A Rede Global de Estações de Referência opera em todas as regiões e aplica algoritmos complexos para a determinação de órbita e estimação de bias de fase de satélite.
- Uma vez gerado o desvio de fase, é executada uma etapa de verificação específica em várias estações de controle, verificando cada medição de satélite utilizada com o conjunto de correções definido.
- Utiliza observações GNSS de dupla frequência para mitigar o atraso ionosférico, obtendo medições livres de ionosfera sem depender de modelos ionosféricos externos
- A modelagem avançada é aplicada para estimar e resolver matematicamente o atraso na troposfera.
Principais benefícios do Orbi AR
O Orbi AR representa um avanço fundamental na forma como dados geoespaciais precisos são coletados, visualizados e utilizados em campo, indo muito além das limitações tradicionais do posicionamento exclusivamente por satélite. A seguir, apresentamos os principais benefícios do Orbi AR:
- Cobertura global: alcançar alta precisão no meio do oceano, em um deserto ou em qualquer local remoto, sem a necessidade de uma estação base local.
- Alta precisão: posicionamento com precisão de centímetros [Relatório de teste em breve]
- Consistência entre regiões: garantir precisão uniforme em todo o mundo.
- Tempo de convergência rápido: técnica moderna reduz o tempo necessário para atingir uma precisão da ordem de centímetros
- Escalabilidade: ideal para aplicações de grande escala e globais, uma vez que não são necessárias estações de referência locais.
- Custo-benefício: reduzir a dependência de redes densas de correção terrestres, diminuindo os custos de infraestrutura.
Orbi AR no software Qinertia
O Qinertia, o software de Pós-Processamento, eleva o Orbi AR a um novo patamar ao combiná-lo com o Geodesy Engine e as tecnologias de processamento do Qinertia.
Geodesy Engine: Transformando a precisão do Orbi AR em contexto local
Embora as soluções Orbi AR entreguem posições de alta precisão, um desafio significativo permanece para os usuários finais: traduzir esses resultados do ITRF 2020 para um datum local para comparação com pontos de referência conhecidos. Esta etapa crucial frequentemente exige transformações geodésicas complexas, representando um alto risco de erro para não especialistas.
O Qinertia aborda diretamente esse desafio com seu motor de geodesia integrado. Esse motor possui um banco de dados abrangente de transformações públicas, permitindo conversões de coordenadas perfeitas e precisas. Ao gerenciar todas as transformações de datum internamente, o motor do Qinertia elimina uma importante fonte de erro potencial. Ele garante que as posições derivadas de PPP sejam expressas automática e corretamente no sistema de coordenadas desejado pelo usuário, tornando todo o fluxo de trabalho, desde os dados brutos até resultados utilizáveis e localizados, mais simples e confiável.
Tecnologia de processamento: Combinando Orbi AR com IMU para confiabilidade incomparável
O núcleo de processamento do Qinertia foi desenvolvido para maximizar a confiabilidade do Orbi AR, empregando tecnologia de avanço, retrocesso e mesclagem (forward, backward and merge), o que melhora o tempo de convergência, reduz o ruído e aumenta a confiabilidade.
Além disso, o modo de processamento de acoplamento restrito (tightly coupled) PPP funde as medições brutas do receptor GNSS e as combina com uma IMU em um nível fundamental para uma solução de navegação mais robusta e contínua. O acoplamento restrito com uma IMU fornece restrições adicionais, ajudando a reduzir os tempos de convergência e acelerando significativamente a reconvergência após a perda de sinal.
Orbi AR no Qinertia Cloud
O Qinertia Cloud é uma plataforma web avançada de pós-processamento GNSS baseada em nuvem, alimentada pelo Qinertia. Aproveitando a tecnologia de ponta Orbi AR, o Qinertia Cloud transforma seus dados GNSS brutos em resultados de alta precisão diretamente no seu navegador.
Conheça o Qinertia Cloud