Une nouvelle solution RTK pour super station basée sur la technologie SLAM a été lancée.

La mesure RTK désigne généralement les appareils de mesure mobiles utilisant la technologie RTK. Un récepteur GNSS se connecte au système CORS via une station radio ou un réseau pour effectuer le positionnement RTK. Simultanément, une mire de longueur spécifiée est utilisée pour collecter en temps réel les coordonnées de haute précision de son point d'appui, telles que les coordonnées des points de contrôle, des points de fragmentation, des points d'enracinement, etc., et pour le tracé de surfaces planes.

RTK traditionnel

La mesure RTK traditionnelle utilise une canne de centrage, ce qui exige un alignement vertical précis entre le centre de phase de l'antenne GNSS et le point de mesure. Par conséquent, un niveau à bulle est généralement installé sur la canne de centrage et rigoureusement étalonné en laboratoire.

Lors de la collecte de données avec le RTK traditionnel, pour les points à mesurer avec des structures supérieures telles que les coins de pièces, en raison de la taille du récepteur GNSS, il est généralement impossible de collecter avec précision les positions planes.

RTK inertiel

Pour pallier l'incapacité des systèmes RTK traditionnels à mesurer l'inclinaison, les géomètres ont développé des récepteurs GNSS à navigation inertielle intégrée. Ce récepteur corrige la distance entre le centre de phase GNSS et le point mesuré en fonction de l'angle d'inclinaison et de la direction du mât de centrage, et permet une acquisition précise des points malgré les interférences latérales. Cependant, à l'instar des récepteurs GNSS classiques, le RTK à navigation inertielle ne fonctionne que dans les environnements couverts par un signal GNSS. Il reste inefficace dans les environnements dépourvus de signal GNSS, tels que l'intérieur des bâtiments et sous les avant-toits.

Image RTK

Pour résoudre le problème de la collecte de données de points situés dans des zones sans signal GNSS, comme sous les avant-toits, l'imagerie RTK a été développée. L'imagerie RTK est un module caméra intégré au récepteur GNSS. Elle permet de capturer le point à mesurer dans la zone de réception du signal GNSS grâce à la méthode d'intersection directe de la photogrammétrie, et d'obtenir les coordonnées de ce point par intersection d'images multi-angles ou par implantation directe.

Laser RTK

Le RTK laser désigne un appareil qui intègre un télémètre laser à un récepteur GNSS et utilise le pointage laser pour acquérir et implanter des points. Le RTK laser permet d'illuminer directement le point à mesurer grâce au laser, sans avoir recours à une mire de centrage, et de mesurer simultanément la distance entre l'appareil et ce point. À partir des informations de position fournies par le système de navigation inertielle et GNSS de haute précision intégré au fuselage, les coordonnées du point à mesurer sont obtenues.

L'imagerie RTK et le laser RTK permettent de réaliser des mesures de bord de 10 mètres entre la présence et l'absence de signal GNSS, mais sont incapables de fonctionner dans des zones plus profondes sans signal GNSS, comme par exemple pour mesurer le fond de systèmes d'échangeurs complexes, ou pour effectuer des mesures dans des parkings intérieurs et extérieurs.

RTK traditionnel

RTK inertiel

Image RTK

Laser RTK

Introduction

La superstation RTK désigne un récepteur GNSS RTK utilisant la technologie SLAM pour effectuer des mesures de navigation sur un système RTK traditionnel. Ce dispositif intègre la technologie SLAM laser au récepteur GNSS classique. Grâce à ses puissantes capacités de perception de l'environnement et de cartographie, le SLAM laser assure une navigation de haute précision et un positionnement précis en temps réel. En zone couverte par le GNSS, le récepteur RTK utilise principalement ce signal pour le positionnement et l'implantation, et corrige l'odométrie grâce au SLAM laser. En zone non couverte par le GNSS, il s'appuie sur le SLAM laser pour la mesure et continue de fournir des informations de position de haute précision.

Sur la base de cette orientation technique, nous avons proposé une solution pour réaliser un RTK de super-station utilisant le scanner lidar portable SLAM2000 + le module RTK portable multifonction S-RTK100.

Présentation du système SLAM2000

Le SLAM2000 est un scanner lidar portable de nouvelle génération. Il utilise un capteur laser à balayage non répétitif, un système de navigation inertielle de haute précision développé en interne et une caméra de 12 mégapixels. Il permet la cartographie de nuages ​​de points de haute précision ainsi que la navigation et le positionnement de haute précision.

Présentation du système S-RTK100

Le S-RTK100 est équipé d'un module à cinq étoiles et seize canaux. Il peut être utilisé avec des produits SLAM ou comme récepteur GNSS autonome pour l'acquisition de données, offrant une précision absolue centimétrique.

Usage

La superstation RTK est principalement composée de récepteurs GNSS, d'équipements SLAM, de poteaux de centrage et d'APP ; il n'est pas nécessaire d'ajouter d'autres équipements matériels.

Le flux de travail global est le suivant :

1) Connectez l'équipement RTK, l'équipement SLAM, les poteaux d'alignement et d'autres équipements pour compléter l'assemblage RTK de la super-station, et contrôlez et collectez via l'application mobile.

2) Lors de l'initialisation, assurez-vous que la station RTK est activée dans une zone sans interférence GNSS. Utilisez l'application mobile pour configurer le système CORS, la hauteur du mât et les autres paramètres. Une fois la solution RTK obtenue, activez le SLAM et créez un nouveau projet.

3) Lors de l'acquisition, que ce soit en zone couverte ou non par le GNSS, le RTK peut effectuer une acquisition normale, une acquisition en mode d'inclinaison, une acquisition en mode inversé, etc. Il est particulièrement adapté aux situations où le signal GNSS est fortement perturbé ou inexistant, pour la collecte de coordonnées ou l'implantation dans des environnements tels que les sous-bois, les avant-toits, les espaces intérieurs, les espaces souterrains, etc.

4) Exporter les données de points de coordonnées collectées pour la production ultérieure des résultats d'arpentage et de cartographie requis.

Diagramme de collection

Comme illustré ci-dessus, la superstation RTK collecte les informations de position à partir des données RTK obtenues par GNSS en environnement extérieur normal (tracé vert), et corrige simultanément la hauteur et l'inclinaison du mât en fonction de l'orientation du SLAM. En cas d'inclinaison ou d'inversion du signal GNSS, ou si celui-ci est bloqué, l'odométrie laser SLAM assure la navigation de position et d'attitude. Lors du passage en zone sans GNSS (tracé rouge), la perte du signal GNSS n'empêche pas le SLAM laser de poursuivre la navigation de position et d'attitude et d'obtenir avec précision les coordonnées du point à collecter. La collecte de données peut se poursuivre sans interruption lors du retour en extérieur après une période sans signal GNSS. Si la zone sans signal GNSS est étendue, il est possible d'assurer la précision des coordonnées collectées en effectuant plusieurs sorties pour acquérir des données GNSS, puis en rentrant à l'intérieur. Un post-traitement peut également être effectué si nécessaire pour améliorer encore la précision des données.

Comme mentionné précédemment, les méthodes de mesure RTK actuelles qui reposent sur des récepteurs GNSS et d'autres capteurs comprennent principalement le RTK traditionnel, le RTK de navigation inertielle, le RTK d'image, le RTK laser, etc.

Le RTK traditionnel utilise un récepteur GNSS comme élément principal pour la mesure des coordonnées ou l'implantation. Le RTK à navigation inertielle intègre un système de navigation inertielle et permet de réaliser des mesures d'inclinaison de la perche de centrage. Le RTK par imagerie repose sur un système de vision et permet d'effectuer des intersections directes, de collecter les coordonnées du point à mesurer à partir d'images ou de guider l'implantation de points. Le RTK laser utilise la télémétrie laser pour collecter ou implanter les coordonnées de points laser. Ce dernier nécessite également un système de navigation inertielle. Ces différents modes peuvent être combinés et intégrés pour offrir un plus large éventail d'applications.

Afin de vérifier la faisabilité du RTK de super-station, la solution combinée SLAM2000+S-RTK100 a été utilisée pour la vérification, et des données ont été collectées sur les bâtiments au sol, les caractéristiques, les halls et les garages souterrains de la zone de la place Baosheng de Pékin, et une carte des résultats d'arpentage et de cartographie a été réalisée.

Le Baosheng Plaza est un immeuble de neuf étages et un sous-sol. De forme carrée, il comporte des couloirs et une hauteur sous plafond importante. Les commerces du rez-de-chaussée bénéficient d'avant-toits. L'acquisition complète de tous les points à mesurer par RTK traditionnel est impossible, de même que les mesures directes en intérieur et en sous-sol. Habituellement, le recours à une station totale ou à d'autres moyens de mesure basés sur le RTK traditionnel est nécessaire. En revanche, la solution RTK à super-station permet de réaliser la mesure en une seule opération et garantit la précision des levés et de la cartographie.

Schéma de la place Baosheng

Initialisation

Installez le SLAM2000 + S-RTK100 sur un seul pôle dédié, allumez-le et effectuez les réglages CORS, l'initialisation du SLAM et les autres réglages de paramètres sur l'appareil.

Collecte de données

Une fois l'initialisation terminée, la collecte de données peut commencer. Durant ce processus, les points sont acquis via l'application mobile. Que vous soyez dans une zone couverte par le GNSS ou que vous en pénétriez une sans, vous pouvez utiliser la station RTK pour des mesures classiques, des mesures en mode inclinaison, des mesures inversées, etc. Une fois la collecte terminée, la liste des coordonnées intérieures et extérieures est directement exportée.

Résultats du sondage

Utilisez les points de repère discontinus intérieurs et extérieurs, collectés grâce à la station de base RTK, pour générer des tracés. À partir de ces mêmes données, vous pouvez dessiner directement l'intérieur du bâtiment et le parking souterrain, et ainsi obtenir un plan complet du parc Baosheng, en surface et en sous-sol.

La station RTK de pointe est un nouveau mode de fonctionnement SLAM+RTK. Elle est principalement utilisée pour l'acquisition ou le positionnement des coordonnées absolues de points en environnement normal et dans des situations sans signal GNSS ou sans visibilité. S'appuyant sur la technologie SLAM, elle simplifie considérablement le processus RTK traditionnel, élargit son champ d'application et offre de nouvelles options d'équipement pour les mesures d'ingénierie.