Il PPK (Post-Processing Kinematic) è un metodo di elaborazione dei dati GNSS che consente di ottenere un posizionamento di alta precisione correggendo gli errori nei dati di posizionamento grezzi. La post-elaborazione è ampiamente utilizzata nelle applicazioni che richiedono informazioni geospaziali precise, come i rilievi, la mappatura e le operazioni UAV.
SBG Systems ha sviluppato una soluzione interna di post-elaborazione GNSS per migliorare le prestazioni dei propri sistemi di navigazione inerziale.
Che cos'è la post-elaborazione GNSS?
La post-elaborazione PPK è un approccio in cui il sistema elabora le misure grezze dei dati GNSS registrate da 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 di base GNSS locali o vicine al progetto di acquisizione dei dati, oppure stazioni di riferimento operative continue (CORS) esistenti, tipicamente offerte da agenzie governative e/o da fornitori di reti CORS commerciali.
Un software di post-elaborazione cinematica (PPK) può fare uso di informazioni sull'orbita e sull'orologio dei satelliti GNSS liberamente disponibili, per contribuire a migliorare ulteriormente la precisione. Il PPK consente di determinare con precisione la posizione di una stazione base GNSS locale in un quadro di riferimento di coordinate globali assolute, che utilizza.
Il software PPK può anche supportare trasformazioni complesse tra diversi quadri di riferimento di coordinate a sostegno di progetti di ingegneria.
In altre parole, consente di accedere alle correzioni, di migliorare l'accuratezza del progetto e di riparare perdite di dati o errori durante il rilevamento o l'installazione dopo la missione.
RTK vs PPK
Il Real-Time Kinematic (RTK) è una tecnica di posizionamento che trasmette le correzioni GNSS quasi in tempo reale, in genere utilizzando un flusso di correzione in formato RTCM. Tuttavia, ci possono essere problemi nel garantire le correzioni GNSS, in particolare la loro completezza, disponibilità, copertura e compatibilità.
PPK offre il vantaggio principale di ottimizzare le attività di elaborazione dei dati durante la post-elaborazione, compresa l'elaborazione in avanti e all'indietro. Al contrario, l'elaborazione in tempo reale può soffrire di interruzioni o incompatibilità nelle correzioni e nella loro trasmissione, portando a una minore precisione di posizionamento.
Un primo vantaggio chiave della post-elaborazione GNSS PPK rispetto a quella in tempo reale (RTK) è che il sistema utilizzato sul campo non ha bisogno di avere un datalink/radio per alimentare le correzioni RTCM provenienti dai CORS nel sistema INS.
Il principale limite all'adozione della post-elaborazione è il requisito dell'applicazione finale di agire sull'ambiente. D'altra parte, se la vostra applicazione è in grado di sopportare il tempo di elaborazione aggiuntivo necessario per produrre una traiettoria ottimizzata, migliorerà notevolmente la qualità dei dati per tutti i vostri prodotti.
In che modo l'elaborazione in avanti e all'indietro migliora l'accuratezza dei dati?
Immaginiamo di avere un'interruzione GNSS di 60 secondi nel bel mezzo del nostro rilevamento. L'errore di posizione nell'elaborazione in avanti cresce rapidamente (il tasso dipende dalle specifiche dell'IMU e da altri parametri) e raggiunge il massimo alla fine dell'interruzione. Poi si riprende rapidamente.
Nella post-elaborazione, facciamo finta che il tempo scorra all'indietro ed eseguiamo l'elaborazione in ordine anticronologico, dato che le equazioni fisiche rimangono valide. In questa elaborazione a ritroso, l'errore sarebbe massimo all'inizio effettivo dell'interruzione GNSS, in modo molto simmetrico rispetto all'elaborazione naturale in avanti.
Unendo questi due calcoli si ottiene un errore massimo intorno alla metà dell'interruzione, con un'entità molto inferiore rispetto alle soluzioni solo forward o solo backward. Ciò migliorerà in particolare le soluzioni INS consentite dai prodotti SBG Systems , ma anche le elaborazioni solo GNSS trarranno vantaggio da questo flusso di lavoro.
Come detto in precedenza, la post-elaborazione 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 rilievo
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. La post-elaborazione dei dati INS è utile per le applicazioni UAV e USV in cui l'implementazione radio e il monitoraggio del flusso di correzione RTCM sono impegnativi.
I rilevatori aerei tendono a utilizzare il PPK, perché i collegamenti dati agli aerei sono difficili da realizzare, in quanto la rete cellulare funziona male in quota a causa dell'orientamento delle antenne di trasmissione a terra.
Altre applicazioni che richiedono la postelaborazione cinematica sono quelle in cui i dati (immagini o dati LiDAR, ad esempio) vengono elaborati in un flusso di lavoro successivo, spesso nel cloud, e in cui è possibile aggiungere facilmente l'elaborazione della traiettoria con un software di postelaborazione GNSS come Qinertia.