DIY: a simple and cheap RTK base

21/03/2022 às 17:28 | Por: Gabriel Marques

3d printed enclosure for Emlid M2

If one of the most common and successful uses for professional drones is in mapping, then we have to acknowledge and give credit to several developments in related-areas that combined turned the drone usage as the industry standard.  
Very important is Real-time Kinematic Positioning (RTK), a technique where the deviation of the measured position of a reference station station (base) are used to enhance the accuracy of a rover unit, the system uses measurements of phase of signal’s carrier wave in addition to the information content of the signal, providing up to centimetre-level accuracy. In practical terms, the rover unit could be in a drone, a tractor or a survey pole; and the base could be a compact mobile station simultaneously operated by the rover user, or a nearby fixed infrastructure accessed via internet or broadcasting.
Regarding drone usage, on the rover side, there are several RTK-enabled models on the market, there are even RTK upgrades and modifications designed by third parties. From the base station side, all the major suppliers of topographic hardware were already selling their units since long before the first rover unit was tested in a drone, as this kind of gear was already in use before the age of drones.
Nowadays, some drone manufactures have also developed their own custom RTK base stations for convenience, offering a more complete and self contained solution.
The integration of an RTK receiver in a drone should be as lightweight and compact as possible, having the minimum set of features required for the mission; however the base station is usually multi purpose, requiring additional features such as battery power, radio module, proper User Interface, environmental rugness, etc... But truth be said: there is no “rover quality” or “base quality” RTK receiver, as the same electronics module could be used for both rover or base station. In fact, the same unit used as rover in a given setup, could be used as base in another setup, for example, a RTK unit used as base station for a drone operation could later be used as a rover in a survey pole receiving corrections from another RTK unit.
So, here at GMSky, after successfully integrating an RTK receiver in our multicopter, we have also (why not?) created our own RTK base station using an Emlid M2 receiver! The files for 3d printing are available at Thingiverse (https://www.thingiverse.com/thing:5325528), share the design if you liked it and send us a message if you need help in building your own RTK base.

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O mapeamento é um dos usos mais comuns e bens sucedidos de drones profissionais , assim precisamos reconhecer e dar créditos aos avanços em diversas áreas complementares que permitiram que o uso do drone se tornasse um padrão da indústria.
Com destaque ao o Real-time Kinematic Positioning (RTK), uma técnica onde o desvio da posição medida de uma estação de referência (base) é usado para aumentar a acurácia de uma unidade rover. O sistema utiliza medições de fase da onda portadora do sinal, além do conteúdo de informação do sinal, fornecendo acurácia no nível centimétrico. Em termos práticos, a unidade rover pode ser um drone, trator, ou poste de levantamento; e a base pode ser uma estação móvel compacta operada pelo operador da unidade rover, ou uma infraestrutura fixa próxima acessada via internet ou transmitindo sinal de rádio.
Considerando o uso em drones (rover), existem diversos modelos com RTK disponíveis no mercado, incluindo atualizações e modificações projetadas por terceiros. Para a base, todos os grandes fabricantes de equipamentos topográficos já estavam vendendo suas próprias estações muito antes da primeira unidade rover ser testada em um drone, uma vez que esse tipo de equipamento já era utilizado bem antes da era dos drones.
Atualmente, muitos fabricantes de drone também desenvolveram suas próprias bases RTK personalizadas por conveniência, oferecendo uma solução mais completa e independente.
A integração de um receptor RTK em um drone deve ser compacta e com o menor acréscimo possível de peso, respeitando as funcionalidades mínimas exigidas pela missão; já em relação a estação base, que é normalmente multifuncional, temos alguns recursos adicionais como alimentação por bateria interna, módulo de rádio, uma Interface de Usuário adequada e enclausuramento robusto. Porém, que a verdade seja dita: não existe diferença de “qualidade rover” ou “qualidade base” do receptor RTK, pois o mesmo módulo eletrônico poderia ser usado tanto como rover ou base. De fato, uma mesma unidade rover em determinada configuração poderia ser usada como estação base em outra. Como exemplo, uma unidade de RTK usada como base em uma operação de drone, poderia ser utilizada em outra ocasião, como rover em um levantamento com poste usando uma outra unidade como base.
Na GMSky, após fazermos uma integração bem sucedida de um receptor RTK no nosso multicoptero, decidimos também (por quê não?) criar nossa própria base usando um receptor Emlid M2! Os arquivos para impressão 3D estão disponíveis no Thingiverse (https://www.thingiverse.com/thing:5325528), compartilhe o projeto se você gostou e nos envie uma mensagem se quiser ajuda na construção da sua própria base RTK.

Base montada no tripé

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Tlegenda (Tcredito)

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