RTKLib - Les différents modes de post-traitement

• Les modes Kinematic, Static et Static-start sont similaires en terme de principe de calcul, mais comportent des différences fondamentales d’application:
  • Ce sont tous les 3 des modes différentiels (donc avec utilisation d’une station de référence fixe) utilisant un calcul de traitement de phase nécessitant une période d’initialisation.
  • La durée d’initialisation est plus ou moins longue selon le matériel (et les fréquences ou constellations disponibles), la distance entre la base et le mobile et la durée d’observation.
  • Pour ce qui les distingue:
    • Lors d’une observation statique (Static), le récepteur (dit) mobile reste fixe pendant tout la durée d’observation. C’est le mode privilégié  pour les opérations les plus précises réalisées en post-traitement.
    • Lors d’une observation cinématique (Kinematic), le récepteur mobile est vraiment mobile. En temps réel, le levé ne pourra commencer qu’une fois l’initialisation obtenue alors qu’en post traitement il pourra commencer immédiatement. Le logiciel pourra reprendre le calcul des positions précises depuis le début du levé à condition qu’il n’y ait pas eu de coupure de signal (saut de cycle) entre temps.
    • Lors d’une observation Static-start, Il faudra garder le mobile immobile pendant toute la durée d’initialisation puis on pourra travailler en mode cinématique. En post-traitement, seule l’expérience de l’opérateur permet d’apprécier la durée minimale à rester immobile. Cette méthode de relevé cinématique pourrait être plus précise que la méthode cinématique sans initialisation statique (initialisation dite « On The Fly »).

• En mode « Moving Base« , le récepteur de référence n’est pas fixe mais se déplace. il n’y a donc pas de calcul exact des positions absolues de la station de base. Ce mode se concentre principalement sur le calcul des positions relatives entre la station dite de base et le récepteur dit mobile. Il en résulte que:
  • Il n’y a pas de raison de sélectionner en sortie un autre format que « E/N/U-Baseline », c’est à dire le vecteur de décalage entre la base et le mobile à un instant donné.
  • Les positions absolues du mobile sont, tout comme les positions de la base, inexactes. Seules leurs postions relatives sont exactes. Le seul moyen d’avoir des positions exactes pour le mobile se résume à:
    • Un calcul de type « kinematic » des positions de la base, sous réserve des requis minimaux (durée d’enregistrement sans saut de cycle compatible avec ce type de calcul).
    • Un calcul « moving-base » des postions relatives de chaque récepteurs
    • Une combinaison dans un logiciel tierce (Excel ou autre) de ces deux calculs.

• Le mode Fixed est similaire à Static mais il impose des contraintes supplémentaires.
  • Si les données GNSS ne sont pas de très bonne qualité (mauvais signal, faible nombre de satellites, interruptions, etc.), RTKLib échoue à résoudre les ambiguïtés et ne produit pas de solution.
  • Certains paramètres de RTKLib peuvent être mal configurés pour le mode Fixed. Par exemple :
    • Une mauvaise configuration dans les options des fichiers RINEX (mauvais choix de fréquence ou de satellite).
    • Des seuils trop stricts pour la résolution des ambiguïtés (par exemple, des valeurs trop basses pour les ratios dans l’onglet « Output »).

Pour des récepteurs immobiles, le mode Static est le plus adapté et fonctionne bien. Le mode Fixed est rarement nécessaire en post-traitement.

• Les trois modes PPP (Positionnement Ponctuel Précis) permettent de calculer une position en utilisant les observations GNSS d’un seul récepteur, sans besoin d’une station de référence. Ces modes utilisent des corrections avancées (orbites et horloges précises, modèles ionosphériques et troposphériques) pour obtenir une précision élevée.
  • En mode PPP-Kinematic, le récepteur peut être fixe ou en mouvement. Les ambiguïtés des phases de porteuse sont traitées comme des variables flottantes (non résolues en valeurs entières). Les précisions attendues, après une durée de convergence de 20 à 30 mn peut atteindre quelques centimètres selon la qualité des modèles iono et tropo.
  • En mode PPP-Static, le logiciel exploite toutes les observations sur une longue période pour produire une seule position précise. La précision attendue est millimétrique à centimétrique après une longue période d’observation (plusieurs heures ou jours).
  • Le mode PPP-Fixed fonctionne pour des récepteurs immobiles, RTKLib cherche à résoudre les ambiguïtés de phase. Avec de longues durées d’observation (plusieurs heures à plusieurs jours) on peut atteindre des précisions millimétriques.
• Les pré-requis pour l’utilisation d’un des 3 modes PPP sont:
  • Fichiers d’orbites précises (SP3) et d’horloges précises (CLK).
  • Modèles troposphériques précis, sauf si la précision requise n’est que de quelques centimètres. Si on en dispose pas, on peut utiliser le modèle Saastamoinen  (proposé par défaut).
  • Données de phase (L1, L2) et de code (C1, C2). En mode PPP, et avec l’utilisation des observations double fréquence, l’effet ionosphérique peut être quasiment éliminé par une combinaison linéaire appelée ionosphere-free (sans ionosphère). On peut également utiliser un modèle de correction ionosphérique simple inclus dans les messages de navigation GNSS ou des fichiers IONEX (IONosphere Exchange format) fournis par des services comme l’IGS ou d’autres organismes.