GPS RTK - Real Time Kinematic
Posicionamento cinemático e em tempo real

A navegação por satélite denominada RTK (Real Time Kinematic) é a técnica utilizada em levantamentos terrestres baseados no uso das observações de fase da portadora dos sinais do GPS, GLONASS ou Galileo, onde uma estação de referência fornece correções em tempo real, que possibilitam um nível centimétrico de acurácia.

Em se tratando de observações do GPS, particularmente, o sistema é normalmente citado como "melhoria de fase da portadora" (Carrier-Phase Enhancement). Sistemas comuns de receptores GPS comparam sinais pseudo-aleatórios recebidos dos satélites com uma cópia gerada internamente do mesmo sinal. Enquanto os sinais de um satélite levam determinado tempo para alcançar o receptor, os dois sinais comparados obviamente não resultam em dados sincronizados, sendo que o sinal vindo do satélite está defasado em relação a cópia local do mesmo sinal. Pela progressiva defasagem a cópia local, os dois sinais eventualmente estarão sincronizados. A defasagem é o tempo necessário para o sinal alcançar o receptor, e desta informação obtida deriva a distância entre satélite e a antena do receptor. A acurácia da medida de distância é geralmente uma função da habilidade da eletrônica do receptor de comparar precisamente os dois sinais. Em geral, receptores são capazes de sincronizar sinais tão bem quanto a largura de 1 centésimo de bit. No caso, o código C/A enviado pelo sistema GPS manda um bit a cada décimo de microsegundo, portanto um receptor desta categoria é preciso como 01 centésimo de microsegundo, ou cerca de 3 metros em termos de distância. Os receptores militares de código P(Y) são dez vezes mais rápidos, portanto, com um técnica similar estes receptores terão precisões de 30cm. É importante ressaltar que muitos outros efeitos introduzem erros bem maiores do que isto, e a precisão baseada no código C/A não corrigido é da ordem de 15 metros. O RTK segue o mesmo conceito geral, porém usa a portadora como seu sinal, e não as mensagens contidas nesta. As melhoras possíveis usando este sinal são potencialmente altas. O código C/A transmitido na portadora L1 muda de fase a 1.023MHz, porém a frequencia da portadora L1 em si é de 1575.42MHz, mais de mil vezes maior. Isto corresponde a 1% de acurácia de 19cm usando o sinal L1, e 24cm usando a freqüência L2. A dificuldade em fazer um sistema RTK é a de adequadamente sincronizar os sinais. Os sinais de navegação são deliberadamente codificados objetivando que sejam facilmente sincronizados, enquanto cada ciclo da fase é similar a cada um dos outros. Isto faz com que seja extremamente dificil de saber se os sinais estão sincronizados, ou muito próximos disto, introduzindo um erro de 20 cm ou um múltiplo muito maior do que 20 cm. Este problema de ambiguidade inteira pode ser encaminhado para algumas soluções que adotam metodologia estatística sofisticada, que comparam as medidas do código C/A e por comparação das distâncias resultantes entre múltiplos satélites. Entretanto, nenhum destes métodos pode reduzir o erro a zero. Na prática, sistemas RTK usam uma estação base unitária, e um número de unidades móveis. A estação base reenvia as observações de fase da portadora que está observando, e a unidade móvel compara suas próprias observações de dase com estes recebidas da estação de referência. Isto permite que as unidades calculem suas posições relativas ao milímetro, enquanto sua posição absoluta é tão bem determinada quanto a da estação base. A acurácia típica nominal para estes sistemas de dupla-freqüência é da ordem de 1 centímetro mais ou menos 2 partes por milhão horizontalmente e 2 centímetros mais ou menos 2 ppm verticalmente. A usabilidade da técnica RTK em termos de navegação geral é muito limitada, mas se encaixa perfeitamente como solução para a área dos levantamentos. Neste caso, a estação base é implantada em um local com coordenadas conhecidas, como um marco geodésico por exemplo, e a unidade móvel pode produzir um mapa altamente preciso obtendo soluções fixas relativas à estação de referência. O RTK é também encontrado em sistemas de pilotos automáticos, agricultura de precisão e soluções afins. O método de Estação de Referência Virtual (VRS) expande o uso do RTK a uma área coberta por uma rede de estações de referência. As acurácias alcançadas dependem da densidade e dos recursos da rede de estações de referência.