Was ist RTK? — Wie Zentimeter-Positionierung funktioniert
Das GPS deines Handys liegt immer um ein paar Meter daneben. Doch mit RTK (Real-Time Kinematic) geben dieselben Satelliten deine Position auf wenige Zentimeter genau an. Vermessung, Präzisionslandwirtschaft, Drohnen, Baumaschinen, autonomes Fahren — jedes Feld, das Position „auf den Zentimeter“ braucht, ruht auf dieser Technologie. So funktioniert sie, ohne Fachjargon.
Warum gewöhnliches GPS um Meter danebenliegt
GNSS (der Oberbegriff für GPS und andere) misst die Entfernung aus der „Laufzeit“ des Satellitensignals und berechnet dann aus mehreren Satelliten deine Position. Doch auf dem Weg aus dem All wird dieses Signal beim Durchqueren der Ionosphäre und der Atmosphäre (Troposphäre) leicht verzögert, und auch Bahn und Uhr des Satelliten tragen winzige Fehler. Ein einzelner Empfänger kann diese nicht entfernen, daher liegt die Position um mehrere Meter daneben.
Wie RTK funktioniert — die Basisstation „hebt den Fehler auf“
Hier kommt die Basisstation ins Spiel. Eine Basisstation ist ein fester GNSS-Empfänger mit genau bekannten Koordinaten. Da dein Empfänger (der Rover) und die Basisstation Signale aus demselben Himmel im selben Moment empfangen, erfahren sie nahezu dieselben Fehler. Die Basisstation misst, „wie viel Fehler gerade auf dem Signal liegt“, und sendet diese Korrektur. Der Rover zieht sie ab, hebt den Fehler auf und erreicht cm-Genauigkeit (differenzielle Positionierung).
RTK geht weiter und zählt sogar die „Zahl der Wellenberge“ (Trägerphase) des Signals. GNSS-Wellenlängen sind kurz — etwa 19 cm — daher ergibt genaues Zählen dieser Berge sehr hohe Genauigkeit. Je kürzer der Abstand zwischen Basis und Rover (die Basislinie), desto ähnlicher ihre Fehler und desto besser die Genauigkeit.
Wie die Korrektur dich erreicht — NTRIP
Die Korrekturdaten einer Basisstation (ein Format namens RTCM) werden meist über einen Mechanismus namens NTRIP im Internet verteilt. Wenn du dich mit einem „Mountpoint“ auf einem NTRIP-Caster verbindest, erhältst du die Korrekturen dieser Station in Echtzeit. Weltweit werden Tausende Basisstationen von Freiwilligen bereitgestellt; ihren Standort und Status siehst du im Basisstationen-Ranking von KUON oder auf der Karte.
Fix und Float — „gelöst“ oder „noch nicht gelöst“
Die „Zahl der Berge“ der Trägerphase ist von Natur aus eine ganze Zahl. Ist sie korrekt gelöst, heißt der Zustand Fix und cm-Genauigkeit wird erreicht. Ist sie noch nicht gelöst, ist der Zustand Float, mit Genauigkeit nur auf Dezimeter-Ebene. Freier Himmel, kurze Basislinie und etwas Zeit erleichtern einen Fix.
Auch ohne Basisstation — QZSS CLAS
Japans quasi-zenitale Satelliten QZSS (Michibiki) senden auf dem L6-Signal eine Augmentierung namens CLAS. Mit einem kompatiblen Empfänger erreichst du cm-Positionierung allein aus dieser Augmentierung — ohne Verbindung zu einer Boden-Basisstation. Ihre Stärke: hohe Genauigkeit selbst dort, wo Basisstationen-Infrastruktur nicht hinreicht.
Wo wird es eingesetzt?
Vermessung (Grenzen, Gelände), Präzisionslandwirtschaft (Traktor-Lenkautomatik, reihengenaue Bewirtschaftung), Drohnenvermessung, automatische Steuerung von Baumaschinen, Punktwolken und 3D-Kartierung sowie die kommende Welt der Roboter und des autonomen Fahrens — jeder Bereich, in dem „eine Maschine genau wissen muss, wo sie ist“. Da RTK erschwinglich geworden ist, erreichen diese Fähigkeiten auch Privatpersonen.