RTK-paikannukselle tärkeät viestityypit RTCM 3 -standardissa

Abstract

Opinnäytetyön tavoite oli selvittää Reaaliaikaisen kinemaattisen paikannuksen (RTK) käyttämän RTCM 3 -standardin viestityyppien tarpeellisuutta toimeksiantona Novatron Oy:lle. Opinnäytetyön tarkoituksena oli syventyä RTCM:n toimintaan ja listata standardissa käytettäviä viestityyppejä. Opinnäytetyön aineiston perusteella oli mahdollista määritellä kaksi viestityyppiä, joita ilman ei ole mahdollista saada toimivaa RTK-korjausta. Näistä ensimmäinen on viestityyppi 1005 tai 1006, joista molemmista saadaan antennin referenssipisteen koordinaatit. Viestityyppi 1005 on näistä kahdesta hieman kevyempi, mutta 1006 on suositumpi. Jos RTK-tukiaseman tarkkaa sijaintia ei tiedetä, ei ole mahdollista saada RTK-korjausta käyttävälle järjestelmälle palvelun tarjoamaa senttimetritarkkuutta. Toinen vaadittava viestityyppi on jokin viestityyppi, josta saa koodi- ja kantoaaltodatan. Näitä viestityyppejä on useita ja niiden valinta riippuu monista tekijöistä. Esimerkiksi käytetty satelliittipaikannusjärjestelmä määrittää, mistä viestistä koodi- ja kantoaaltodata saadaan. Myös käytetty RTCM-versio määrittää, mitä viestityyppejä on saatavilla. Esimerkiksi RTCM 3.2 versiosta lähtien tuettu Multiple Signals Messages (MSM) on tuonut uusia viestityyppejä, joita käytettäessä ei ole tarvetta vanhemmalle viestityypille. Tässä tapauksessa käytössä voi olla joko viestityyppi 1004 tai 1074 (MSM4), joista jälkimmäistä ei ole olemassa ennen RTCM 3.2 versiota. Opinnäytetyö lisää lukijan käsitystä viestityyppien tarpeellisuudesta.

Työn tarjoamaa tietoa voi käyttää analysoitaessa RTCM 3 datavirtaa mahdollisissa vikatilanteissa. Jos datavirrasta puuttuu esimerkiksi viestityypit 1005 tai 1006, voi opinnäytetyöstä saadun tiedon perusteella välittömästi tarkistaa, onko RTCM 3 datavirtaan lisätty oikeat viestityypit lähetettäviksi. Opinnäytetyön rajallisuuden vuoksi tarkastelun ulkopuolelle jäi, mitkä viestityypit ovat suosituimpia, vaan työssä keskityttiin täysin välttämättömiin viestityyppeihin ja niiden analysointiin. Jatkotutkimuksena olisi mahdollista selvittää, mitä viestityyppejä käytetään eniten ja mistä niiden suosio johtuu.

The objective of this thesis was to investigate the necessity of message types in the RTCM 3 standard used by Real-Time Kinematic (RTK) positioning, as commissioned by Novatron Oy. The purpose of the thesis was to delve into the operation of RTCM and list the message types used in the standard. Based on the material reviewed in the thesis, it was possible to identify two message types that are essential for achieving a functional RTK correction. The first of these is message type 1005 or 1006, both of which provide the coordinates of the antenna reference point. Message type 1005 is slightly lighter, but 1006 is more popular. Without knowing the precise location of the RTK base station, it is impossible to achieve the centimeter-level accuracy offered by the RTK correction service. The second required message type is one that provides code and carrier phase data. There are several of these message types, and their selection depends on various factors. For example, the satellite positioning system in use determines from which message the code and carrier phase data are obtained. Additionally, the RTCM version in use determines which message types are available. For instance, starting from RTCM version 3.2, the supported Multiple Signals Messages (MSM) have introduced new message types, which eliminate the need for older message types. In this case, either message type 1004 or 1074 (MSM4) can be used, with the latter not existing before RTCM version 3.2.

The thesis enhances the reader’s understanding of the necessity of message types. The information provided can be used to analyze the RTCM 3 data stream in potential malfunction situations. For example, if message types 1005 or 1006 are missing from the data stream, the knowledge from this thesis can be used to immediately check whether the correct message types have been added to the RTCM 3 data stream for transmission. Due to the scope limitations of the thesis, the analysis did not cover which message types are the most popular, but rather focused solely on the essential message types and their analysis. As a follow-up study, it would be possible to investigate which message types are used the most and the reasons for their popularity.