Depuis le milieu des années 1990, la méthode RTK (cinématique en temps réel) gagne en popularité aussi bien pour l’arpentage que pour l’agriculture de précision. Les systèmes RTK traitent les observations de pseudo-distances et de phase de la porteuse pour obtenir un positionnement relatif de haute précision. Dans la méthode RTK, les utilisateurs finaux se fient à l’accès en temps réel à des corrections émanant d’une station de base aux coordonnées précisément connues. Les corrections de la station de base offrent des solutions au centimètre pour les récepteurs mobiles situés dans un rayon de 10 à 20 km. La communication entre l’usager et la station de base se fait habituellement par Internet cellulaire ou modem radio.

Le système RTK possède trois composants principaux, à savoir une station de base, un récepteur mobile et un canal de communication en temps réel (voir la figure 2). Le récepteur mobile estime les différences de coordonnées (DX,DY,DZ) en appliquant les corrections ou les mesures transmises par la station de base. L’exactitude dépend de la distance qui sépare le récepteur mobile de la station de base, mais elle est de l’ordre de 1 cm + 1ppm dans la plupart des cas.

Figure 2. Concept du RTK et NRTK (disponible en anglais seulement)

Le maintien de la continuité des mesures de phase de porteuse est essentiel à l’obtention d’une précision au centimètre, et ce parce que les ambiguïtés de phase de porteuse peuvent être résolues fidèlement à leur valeur entière. La résolution d’ambiguïtés détermine le nombre entier de cycles entre le récepteur et le satellite, ce qui donne à cette observation une précision de l’ordre du millimètre. Elle exige une période d’initialisation qui est normalement inférieure à une minute pour les récepteurs mobiles se situant dans un rayon de 10 à 20 km de la station de base. On aborde de deux manières courantes l’initialisation et la résolution des ambiguïtés :

• initialisation en un point connu
• résolution à la volée

En mode d’initialisation en un point connu, l’utilisateur s’immobilise en un point aux coordonnées connues jusqu’à ce qu’il obtienne une solution fixe des ambiguïtés. Le levé cinématique peut ensuite débuter. Dans le mode à la volée, la solution entière s’obtient pendant que le récepteur est en mouvement. Dans les opérations RTK, il est nécessaire que l’utilisateur surveille l’intégrité et la continuité des données en provenance tant de la station de base que de la station réceptrice mobile, de même que la fiabilité et la latence du canal de communication. Les usagers du réseau RTK doivent aussi bien connaître les facteurs ambiants susceptibles de nuire à la précision ou à l’exactitude de leurs solutions.

Ces dernières années, des services commerciaux de réseau RTK (NRTK) dans des secteurs d’activité économique importante ont réduit le besoin pour les utilisateurs finaux d’installer des stations de base. Si on peut compter sur un réseau de référence au lieu d’une station de base unique, on a moins à se préoccuper des pannes de station et de la rupture du contact entre station de base et station mobile réceptrice tant que l’utilisateur demeure dans le périmètre du réseau. Grâce à des stations de référence réparties stratégiquement, les services NRTK peuvent répondre aux exigences de positionnement de haute précision en temps réel d’utilisateurs disséminés dans une vaste région. Pour un rendement optimal, une répartition uniforme des stations de référence dans un espacement qui optimise la modélisation régionale des décalages atmosphériques est à privilégier. L’architecture de l’arpentage NRTK comprend les quatre composants suivants :

• réseau de stations GNSS de référence
• centre de traitement
• canaux de communication en temps réel
• récepteurs GNSS mobiles

Au Canada, les services NRTK ont gagné en popularité depuis dix ans, ainsi qu’en témoigne la hausse par un facteur dix du nombre de stations de référence (voir https://webapp.geod.nrcan.gc.ca/geod/data-donnees/rtk.php?locale=fr). Jusqu’à un certain point, l’accès aux communications sans fil par téléphonie cellulaire a déterminé l’étendue de la disponibilité des services NRTK au Canada : elle est concentrée le long de sa frontière méridionale. Par rapport au RTK, le principal avantage du NRTK réside dans des gains de précision, de disponibilité et de fiabilité des corrections, et ce, grâce à l’élimination de la dépendance à une station unique — donc d’un éventuel point individuel de défaillance — et l’obtention de redondance pour un contrôle de qualité à l’échelle d’un réseau. Puisque le NRTK et le RTK sont des méthodes de positionnement relatif, les utilisateurs devraient vérifier si les coordonnées attribuées aux stations de référence servant à estimer les corrections appartiennent au cadre de référence qu’ils désirent ou qu’ils peuvent en transformer sans aucune perte de précision les résultats vers le système local de coordonnées dans lequel ils travaillent. Quand le cadre de référence NAD83 (SCRS) est spécifié, il importe aussi de veiller à identifier la bonne époque de réalisation.