PPK (Post-Processing Kinematic) è un metodo di elaborazione dei dati GNSS che consente di ottenere un posizionamento ad alta precisione correggendo gli errori nei dati di posizionamento grezzi. Il post-processing è ampiamente utilizzato in applicazioni che richiedono informazioni geospaziali precise, come il rilevamento, la mappatura e le operazioni UAV.
SBG Systems ha sviluppato una soluzione interna di post-processing GNSS per migliorare le prestazioni dei suoi sistemi di navigazione inerziale.
Cos'è il post-processing GNSS?
Il post-processing PPK è un approccio in cui il sistema elabora le misurazioni dei dati GNSS grezzi registrate su un ricevitore GNSS dopo l'acquisizione dei dati. È possibile combinarle con altre fonti di misurazioni GNSS per fornire la traiettoria cinematica più completa e accurata per il ricevitore GNSS, anche negli ambienti più difficili.
Queste altre fonti possono essere stazioni base GNSS locali presso o vicino al progetto di acquisizione dati, oppure stazioni di riferimento operative continue (CORS) esistenti, tipicamente offerte da agenzie governative e/o fornitori di reti CORS commerciali.
Un software Post-processing Kinematic (PPK) può utilizzare le informazioni sull'orbita e sull'orologio dei satelliti GNSS disponibili gratuitamente per migliorare ulteriormente la precisione. Il PPK consente la determinazione precisa della posizione di una stazione base GNSS locale in un datum di riferimento di coordinate globali assolute, che utilizza.
Il software PPK può anche supportare trasformazioni complesse tra diversi sistemi di riferimento di coordinate a supporto di progetti di ingegneria.
In altre parole, fornisce accesso alle correzioni, migliora l'accuratezza del progetto e può persino riparare perdite di dati o errori durante il rilievo o l'installazione dopo la missione.
RTK e PPK a confronto
Il Real-Time Kinematic (RTK) è una tecnica di posizionamento che trasmette correzioni GNSS quasi in tempo reale, in genere utilizzando un flusso di correzione in formato RTCM. Tuttavia, possono esserci difficoltà nel garantire le correzioni GNSS, in particolare la loro completezza, disponibilità, copertura e compatibilità.
Il PPK offre il grande vantaggio di ottimizzare le attività di elaborazione dei dati durante il post-processing, compresa l'elaborazione in avanti e indietro. Al contrario, l'elaborazione in tempo reale può risentire di interruzioni o incompatibilità nelle correzioni e nella loro trasmissione, con conseguente posizionamento di minore accuratezza.
Un primo vantaggio fondamentale del post-processing GNSS PPK rispetto al tempo reale (RTK) è che il sistema utilizzato sul campo non deve avere un datalink/radio per alimentare le correzioni RTCM provenienti dal CORS nel sistema INS/GNSS.
La principale limitazione all'adozione del post-processing è il requisito dell'applicazione finale di agire sull'ambiente. D'altra parte, se la vostra applicazione può sopportare il tempo di elaborazione aggiuntivo necessario per produrre una traiettoria ottimizzata, migliorerà notevolmente la qualità dei dati per tutti i vostri risultati.
In che modo l'elaborazione forward e backward migliora l'accuratezza dei dati?
Immaginiamo di avere un'interruzione GNSS di 60 secondi nel bel mezzo del nostro rilievo. L'errore di posizione nell'elaborazione in avanti cresce rapidamente (la velocità dipende dalle specifiche dell'IMU e da altri parametri) e raggiunge il suo massimo alla fine dell'interruzione. Quindi si riprende rapidamente.
Nel post-processing, fingiamo che il tempo scorra all'indietro ed eseguiamo l'elaborazione in ordine anti-cronologico poiché le equazioni fisiche rimangono valide. In questa elaborazione all'indietro, l'errore sarebbe massimo all'inizio effettivo dell'interruzione GNSS in modo molto simmetrico rispetto alla naturale elaborazione in avanti.
La fusione di questi due risultati di calcolo determina un errore massimo intorno alla metà dell'interruzione, con una magnitudine molto inferiore rispetto alle soluzioni solo in avanti o solo all'indietro. Ciò migliorerà soprattutto le soluzioni GNSS+INS come consentito dai prodotti SBG Systems, ma anche l'elaborazione solo GNSS trarrà vantaggio da questo flusso di lavoro.
Come detto in precedenza, il post-processing è l'unico modo per ottenere questo miglioramento perché sono necessari tutti i dati dall'inizio alla fine, il che ne ritarda l'utilizzo fino alla fine del rilievo.
Accessibile a tutte le applicazioni di rilevamento
L'RTK è ampiamente utilizzato per il posizionamento GNSS ad alta precisione nella mappatura, nel controllo delle costruzioni e nelle applicazioni marine che richiedono risultati in tempo reale. Il post-processing dei dati INS avvantaggia le applicazioni UAV e USV in cui l'implementazione della radio e il monitoraggio del flusso di correzione RTCM sono impegnativi.
I topografi aerei tendono a utilizzare il PPK, perché i datalink agli aerei sono difficili da realizzare, poiché la rete cellulare funziona male in altitudine a causa dell'orientamento delle antenne di trasmissione a terra.
Altre applicazioni che necessitano di Post processing Kinematic sono quelle in cui i dati (dati di immagini o LiDAR, ad esempio) vengono elaborati in un flusso di lavoro successivo, spesso nel cloud, e dove l'elaborazione della traiettoria con un software di post processing GNSS come Qinertia può essere facilmente aggiunta.