Princípio de Funcionamento
O RTK (Real Time Kinematic) é uma técnica de posicionamento GNSS que utiliza medições de fase da portadora para alcançar precisão centimétrica em tempo real. Funciona com duas unidades principais:
- Estação de Base: Posicionada em um ponto de coordenadas conhecidas, transmite correções para o rover.
- Rover: Receptor móvel que aplica as correções recebidas da base para determinar sua posição com alta precisão.
O RTK resolve as ambiguidades de fase (número inteiro de ciclos entre o satélite e o receptor) em tempo real, permitindo posicionamento com precisão de 1-3 cm.
Processamento Diferencial
O sistema utiliza o princípio de que erros como atrasos atmosféricos, erros de órbita e de relógio dos satélites são similares para receptores próximos entre si. A estação base, conhecendo sua posição exata, consegue calcular e transmitir correções para o rover.
Principais Fontes de Erro
- Distância da Base: A precisão diminui aproximadamente 1ppm (1mm/km) com o aumento da distância.
- Obstruções: Árvores, topografia e estruturas podem bloquear sinais e reduzir o número de satélites comuns.
- Multicaminho: Reflexão do sinal em superfícies próximas, causando erros de posicionamento.
- Latência de Comunicação: Atrasos na transmissão das correções entre base e rover.
- Ionosfera e Troposfera: Diferenças nas condições atmosféricas entre base e rover, especialmente em longas distâncias.
Limitações de Link de Comunicação
A qualidade da solução RTK depende diretamente da comunicação ininterrupta entre base e rover:
- Rádio UHF: Alcance limitado (2-10km) e susceptível a obstruções físicas. A altura da antena e o uso de repetidoras podem melhorar significativamente o alcance e contornar obstáculos.
- Internet: Requer conectividade de dados móveis, mas sem limitação de distância.
- Redes RTK: Usam múltiplas estações para maior robustez, porém requerem infraestrutura complexa.
Processo de Inicialização
A inicialização RTK é o processo de resolver as ambiguidades de ciclo inteiro nas medições de fase da portadora:
- Rastreamento de Satélites: Base e rover devem rastrear pelo menos 5 satélites em comum.
- Fase Float: Estágio inicial com precisão decimétrica, enquanto o sistema tenta resolver ambiguidades.
- Resolução de Ambiguidades: Algoritmos como LAMBDA determinam o número inteiro de ciclos da portadora.
- Fase Fixa: Ambiguidades resolvidas, precisão centimétrica alcançada.
Tempo de Inicialização
Fatores que afetam o tempo para obter uma solução RTK fixa:
- Número e geometria dos satélites disponíveis
- Qualidade do sinal (relação sinal-ruído)
- Condições atmosféricas
- Tecnologia do receptor (capacidade multi-constelação, algoritmos)
Receptores modernos podem obter fase fixa em 5-30 segundos em condições ideais.
Aplicações Agrícolas
- Piloto Automático: Permite operações agrícolas com sobreposição mínima (1-2cm), reduzindo custos com insumos.
- Plantio de Precisão: Posicionamento exato de sementes em linhas perfeitamente espaçadas e alinhadas.
- Aplicações em Linhas: Fertilização, pulverização e outras operações seguindo exatamente as linhas de plantio.
- Controle de Tráfego: Manutenção de faixas precisas para redução da compactação do solo.
- Mapeamento de Produtividade: Geração de mapas de alta precisão durante a colheita.
Importância das Repetidoras de Sinal
Em áreas agrícolas extensas ou com relevo acidentado, repetidoras de sinal UHF podem ser fundamentais para:
- Estender o alcance do sistema RTK para áreas maiores
- Contornar obstáculos naturais como colinas e áreas de mata
- Manter a conectividade constante em todas as partes da propriedade
- Reduzir interferências e melhorar a qualidade do sinal
O posicionamento estratégico de repetidoras pode eliminar "zonas mortas" e garantir cobertura RTK completa na propriedade.