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La technologie TIP du Trimble R12i : Un nouveau degré de productivité

Écho boréal | Hiver 2021

Trimble R12i TIP: A New Angle of Productivity

Introduction

Depuis plus de 35 ans, Trimble représente un chef de file en solutions d’arpentage GPS/GNSS. Lors de l’exécution de levés GNSS RTK/RTN, il est entendu que le jalon doit être à niveau pendant le temps d’occupation afin d’éviter les erreurs systématiques horizontales. Le nouveau récepteur R12i élimine ce besoin grâce à l’intégration de la technologie de compensation d'inclinaison TIP. Cette nouvelle méthode, basée sur l'unité de mesure inertielle, permet à l’utilisateur d’effectuer une collecte et une implantation de points rapides sans la mise à niveau préalable du jalon, augmentant la productivité et ouvrant ainsi la voie à de nouvelles applications en matière de levés GNSS.

Fig 1 - Tilted Rover

Figure 1 : Récepteur mobile incliné

La compensation de l’inclinaison, rien de nouveau

Lorsque Cansel a découvert le nouveau récepteur Trimble R12i doté de la technologie TIP, le Canada avait déjà été exposé au modèle R10 et à SurePoint™.

J’ai récemment eu l’opportunité d’essayer la nouvelle technologie TIP de Trimble. Pour commencer, voici quelques différences majeures entre SurePoint™ et TIP :

  • Alors que SurePoint™ peut mesurer un point compensé jusqu’à une inclinaison de 15°, la technologie TIP permet la mesure et l’implantation de points jusqu’à une inclinaison de 30°.
  • SurePoint™ requiert une certaine période de temps pour l’occupation d’un point compensé, tandis que TIP est capable d’utiliser une méthode d’observation de points rapide et une routine d’implantation de points.
  • Contrairement à la technologie SurePoint™, TIP n’est pas sensible aux interférences magnétiques, permettant ainsi un éventail plus large d’applications.
  • La technologie TIP est un système de mesure inertielle nettement plus robuste auquel sont associées des erreurs standard, ce qui la rend plus fiable que SurePoint™ qui ne possède aucune capacité inertielle ni erreur standard pour les mesures compensées.

Essai de la technologie TIP dans un environnement réel

Trimble a rendu la validation de la technologie TIP relativement facile en nous fournissant des erreurs standard raisonnables sur la fiche technique du R12i. En combinant la formule de positionnement RTK réseau avec celle de la technologie TIP, nous obtenons une précision prévue pour tout point donné, à toute valeur d’inclinaison jusqu’à 30°. L’emploi de la fonction de compensation de l’inclinaison ajoute +/- 0,005 m + (0,0004 m x n°) à l’équation RTK/RTN régulière. En calculant d’abord l’erreur RTK attendue en utilisant la distance au point de référence en tant que variable, puis en déterminant l’erreur d’inclinaison prévue en utilisant comme variable l’information d’inclinaison, nous pouvons ensuite combiner ces erreurs au carré puisqu’elles sont toutes deux aléatoires et mesurées en mètres, pour enfin obtenir une valeur d’erreur totale prévue pour chaque occupation.

Levé cinématique en temps réel
Ligne de base uniquee <30 km
Horizontal 8 mm + 1 ppm RMS
Vertical 15 mm + 1 ppm RMS
RTK réseau
Horizontal 8 mm + 0,5 ppm RMS
Vertical 15 mm + 0,5 ppm RMS
Temps de démarrage RTK pour les précisions spécifiées 2 à 8 secondes
Technologie de compensation d'inclinaison TIP de Trimble
Levé compensé TIP
Horizontal RTK + 5 mm + 0,4 mm/° d'inclinaison (jusqu'à 30°) RMS
Horizontal RTX + 5 mm + 0,4 mm/° d'inclinaison (jusqu'à 30°) RMS
Moniteur d'intégrité IMU Surveillance de biais Température, âge et choc

Figure 2 : Fiche technique du Trimble R12i - Performance de positionnement

Nous avons premièrement établi des coordonnées connues pour notre point de test par l’entremise de méthodes traditionnelles pour le contrôle de levés. Ce point a ensuite été occupé plus de 160 fois à différentes orientations et magnitudes d’inclinaison. Nous avons par la suite exporté les données vers un fichier .csv en incluant la direction ainsi que la valeur de l’inclinaison, et nous avons organisé les rangées dans l’ordre croissant de valeur d’inclinaison. Nous avons enfin comparé les résultats pour nous assurer que l’écart 2D entre les coordonnées observées et les coordonnées connues soit inférieur à la valeur d’erreur prévue (σexp.) selon la fiche technique.

angle

σexp. = erreur prévue
RTKerr = erreur RTK
TIPerr = erreur TIP

Sommaire des résultats

Angle (degrés décimaux) ∆2D (mètres) σexp. @ 99% (mètres)
0,971 0,009 0,041
2,896 0,02 0,042
3,023 0.014 0,042
4,824 0,004 0,043
5,742 0,006 0,043
7,426 0,004 0,044
9,457 0,011 0,046
10,776 0,018 0,047
13,205 0,02 0,048
15,871 0,032 0,05
16,529 0,033 0,051
19,175 0,048 0,053
21,481 0,053 0,055
22,763 0,052 0,056
25,298 0,061 0,059
28,949 0,071 0,062

Figure 3 : Sommaire des résultats

Le sommaire des résultats affiché ci-dessus précise l’angle du récepteur pendant l’occupation rapide du point, la différence 2D entre le point observé et le point connu, ainsi que la précision prévue du système pour l’occupation individuelle calculée selon les valeurs indiquées sur la fiche technique. Lorsque nous comparons ces écarts obtenus lors des essais dans un environnement réel aux valeurs prévues, il est clair que les écarts actuels sont rarement plus grands et que, dans ces cas, la différence s’avère minime. Ceci nous mène à croire que nous pouvons donc faire confiance aux valeurs fournies dans la fiche technique et que celles-ci reflètent probablement le résultat de nombreux tests effectués par Trimble.

La conclusion de Cansel

Bien que les modèles R10 et R10-2 demeurent parmi les récepteurs les plus fiables de l’industrie, le R12i a de toute évidence établi de nouvelles normes. La technologie TIP procure des résultats précis et répétables tout à fait incomparables. Si l’on ajoute les développements importants liés à la poursuite et au traitement de signaux (technologie ProPoint), l’utilisateur peut entièrement faire confiance à l’intégrité des données et à l’information de positionnement extraite à partir du système.

Non seulement la technologie TIP nous a-t-elle impressionnés en termes de précision et de répétabilité, mais elle a également propulsé la productivité et les utilisations possibles à un niveau jamais atteint auparavant. En intégrant un système de mesure inertielle ultra performant à une collecte de points rapide ainsi qu’à des routines d’implantation, on retire des économies de temps pour chaque occupation, conférant au R12i le statut de récepteur intégré Trimble le plus productif à ce jour.

Ryan Zinck
Représentant au soutien technique, Géospatiale
Cansel