فرمت RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services) چیست؟

فرمت RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services) چیست؟

به منظور بهبود دقت و قابلیت اطمینان موقعیت‌یابی بلادرنگ، فناوری GPS تفاضلی بلادرنگ Differential RTK به طور گسترده در عملیات نقشه‌برداری فعلی استفاده می‌شود. سیستم تفاضلی شامل ایستگاه بیس، لینک داده و کاربر (روور) است. در میان آنها، لینک داده نقش کلیدی در سیستم ایفا می‌کند و اینکه آیا مؤثر و قابل اعتماد است یا خیر، تعیین می‌کند که آیا سیستم تفاضلی قابل اعتماد و مؤثر است یا خیر. پروتکل تفاضلی بخش مهمی از زنجیره داده است. هر گونه اطلاعات داده‌ای روش تولید، ذخیره و تبادل خود را دارد. این روش وجود، پروتکل است. برای تسهیل تبادل و انتقال اطلاعات، نیاز به یک پروتکل با فرمت واحد با توجه به زمان پدیدار می‌شود و در نتیجه یک پروتکل استاندارد توسط سیستم‌های تفاضلی در سراسر جهان استفاده می‌شود. در حال حاضر، رایج‌ترین فرمت‌های پیام تفاضلی مورد استفاده RTCM SC-104 و CMR هستند. در اینجا در مقاله بعدی بر روی RTCM به ویژه RTCM3 MSM تمرکز خواهیم کرد.

مطالعه مقاله : فرمت تصحیحات (RTCM3 MSM (Multiple Signal Messages چیست؟

در نوامبر ۱۹۸۳، کمیسیون فناوری رادیویی برای خدمات دریایی (به اختصار RTCM) کمیته ویژه SC-104 را برای ارتقای جهانی خدمات GPS تفاضلی تشکیل داد تا استانداردهای مختلف قالب داده‌ها را تدوین کند.

نسخه RTCM ۱

کار اصلی SC-104 به عنوان یک استاندارد اولیه در سال ۱۹۸۵ منتشر شد، اما هرگز به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفت. این نسخه توسط نسخه ۲ که بسیار مشابه بود، جایگزین شد.

نسخه RTCM ۲

در سال ۱۹۹۰، نسخه v2.0 منتشر شد. این نسخه فقط اطلاعات اختلاف برد کاذب دارد و فاز حامل ندارد. این نسخه عمدتاً برای کاربردهای ناوبری استفاده می‌شود. متعاقباً، به منظور برآورده کردن نیازهای فناوری اختلاف فاز حامل، نسخه V2.1 در سال ۱۹۹۴ رسماً اعلام شد و نسخه V2.2 در سال ۱۹۹۷ از پیام تفاضلی GLONASS روسیه پشتیبانی کرد. آخرین به‌روزرسانی نسخه ۲.۳ در آگوست ۲۰۰۱ منتشر شد.

در مجموع ۶۴ نوع پیام مجاز بود، از جمله برخی که برای توسعه‌های آینده رزرو شده بودند، یا فرمت‌های به ندرت استفاده شده که از آن زمان کنار گذاشته شده‌اند. استاندارد اصلی برای نسخه ۲ شامل شش قالب پیام بود: ۱ برای داده‌های تفاضلی، ۲ برای به‌روزرسانی تفاضلی‌های قبلی، ۳ برای داده‌های موقعیت مکانی ایستگاه، ۶ به عنوان پیام تهی برای پر کردن اسلات‌های استفاده نشده، ۱۶ شامل ارسال پیام‌های آزمایشی با ۹۰ کاراکتر ASCII دلخواه و ۵۹ برای پیام‌های اختصاصی مورد استفاده فروشندگان تجهیزات. از سال ۱۹۹۴، نوع پیام به طور مداوم به‌روزرسانی شده است و مواردی مانند شناسه و توضیحات آنتن در نوع ۲۳ و ارتفاع آنتن در نوع ۲۴ به نسخه V2.3 اضافه شده است.

درباره فرمت CMR

به دلیل بسته‌های با عرض ثابت RTCM2.x و تصحیح خطای گسترده، این اثر در استفاده از RTK با بارهای پیام نسبتاً زیاد ضعیف است. تریمبل فرمت رکورد اندازه‌گیری فشرده (CMR) خود را در سال ۱۹۹۶ و CMR+ به‌روزرسانی‌شده را در سال بعد معرفی کرد. فرمت CMR الزامات ارتباطات با پهنای باند کم را برآورده می‌کند، در حالی که RTCM2.x، به عنوان یک فرمت بین‌المللی قدیمی‌تر، می‌تواند برای اختلاف شبه‌برد نیز استفاده شود.

با این حال، در دوران RTCM3.x، این دو فرمت در مقایسه با RTCM3 توصیه نمی‌شوند.

نسخه RTCM ۳

نسخه سوم استاندارد در سال ۲۰۰۴، فرمت پیام جدیدی را برای RTK، multi-galaxy، معرفی کرد که از فرمت طول متغیر برای بهبود کارایی و افزایش تعداد پیام‌های قابل ارسال استفاده می‌کند، که برای تفاضل‌های زمان واقعی مهم است. نامگذاری نسخه ۳.۱ نیز به RTCM 10403.1 تغییر یافت و از ۲۰ مه ۲۰۲۱، آخرین نسخه ۳.۳ یا ۱۰۴۰۳.۳ است.

به‌روزرسانی مداوم استاندارد جدید، تعداد انواع پیام‌های ممکن را نیز به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. با تعریف انواع پیام‌های جدید، RTCM 3 به طور خاص برای تطبیق آسان با سیستم‌های جدید در حال توسعه، مانند سیستم‌های ماهواره‌ای پشتیبانی‌شده با RTK شبکه، سیستم‌های ماهواره‌ای جدید BDS و پیام‌های گالیله پشتیبانی‌شده و همچنین اصلاحات در سیستم‌های موجود (به عنوان مثال، سیگنال‌های جدید L2C و L5) طراحی شده است. خلاصه‌ای از تاریخچه نسخه‌های سری استاندارد RTCM 10403 در زیر نشان داده شده است.

چرا به‌روزرسانی نرم افزار داخلی RTK شما اهمیت دارد؟

به‌راحتی می‌توان دید که با توسعه فناوری و افزایش تقاضا، به‌ویژه معرفی سیستم‌های جدید مانند گالیله و بیدو، و افزودن فناوری شبکه، RTCM از زمان پیاده‌سازی اولین نسخه به عنوان یک استاندارد فرمت بین‌المللی، چندین بار به‌روزرسانی شده است.

به‌عنوان یک RTK GNSS با دقت بالا که خود توسعه داده شده است، از استاندارد پروتکل برای به‌روزرسانی نسخه‌ها نیز پیروی می‌کند. در حال حاضر، فرمت‌های تفاضلی پشتیبانی‌شده توسط RTK ما عبارتند از RTCM2.3، RTCM3.0، RTCM3.2، CMR و CMR+ و RTCM3 MSM که به‌ تازگی توسعه یافته است و تیم فنی disto.ir همچنان به تکمیل و به‌روزرسانی مطابق با تغییرات استاندارد و نیازهای خاص مشتریان در کاربردهای عملی ادامه می‌دهد و اصلاحاتی را مطابق با مشکلات رمزگشایی که هنگام پخش و دریافت داده‌های RTCM رخ می‌دهد، انجام می‌دهد و اصلاحاتی را مطابق با مشکلات رمزگشایی یا اشکالات مربوط به RTCM ناشی از به‌روزرسانی فرکانس سیستم ماهواره‌ای بیدو انجام می‌دهد. استاندارد پیام داده نه تنها به ارتباطات مربوط می‌شود، بلکه به دقت موقعیت‌یابی نیز مربوط می‌شود. بنابراین، انتخاب فرمت تفاضلی باید در موقعیت‌یابی تفاضلی با دقت در نظر گرفته شود و نسخه RTK باید به موقع ارتقا یابد تا اطمینان حاصل شود که داده‌های به‌دست‌آمده در کار اندازه‌گیری قابل اعتماد و با دقت بالا هستند.

What is RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services)?

In order to improve the accuracy and reliability of real-time positioning, real-time differential GPS technology is widely used in current surveying operations. The differential system consists of the base station, data link, and user (rover). Among them, the data link plays a key role in the system, and whether it is effective and reliable determines whether the differential system is reliable and effective. The differential protocol is an important part of the data chain. Any data information has its own way of being generated, stored and exchanged. This way of existence is the protocol. To facilitate the exchange and transmission of information, the need for a unified format protocol emerges as the times require, resulting in a standard protocol used by differential systems around the world. Currently, the most commonly used differential message formats are RTCM SC-104 and CMR. Here we focus on RTCM specially RTCM3 MSM in the next article.

In November 1983, the Radio Technology Commission for Maritime Services (RTCM for short) established the SC-104 special committee for the global promotion of differential GPS services to formulate various data format standards.

Version RTCM 1

The original SC-104 work was published as a preliminary standard in 1985, but it was never widely adopted. It was superseded by version 2, which was very similar.

Version RTCM 2

In 1990, the v2.0 version was released. This version only has pseudo-range difference information and no carrier phase. It mainly serves navigation applications. Subsequently, in order to meet the needs of carrier phase difference technology, the V2.1 version was officially announced in 1994, and the V2.2 version in 1997 supported the Russian GLONASS differential message. The last update to version 2.3 was released in August 2001.

A total of 64 message types Were allowed, including some reserved for future expansion, or rarely used formats that have since been abandoned. The original standard for version 2 included six message formats: 1 for differential data, 2 for updating previous differentials, 3 for station location data, 6 as a null message to fill unused slots, 16 included for sending test messages of an arbitrary 90 ASCII characters, and 59 for proprietary messages used by equipment vendors. Since 1994, the message type has been continuously updated, and such as antenna ID and description in Type 23, and antenna height in Type 24 have been added to the V2.3 version.

About the CMR format

Due to RTCM2.x’s fixed-width packets and extensive error correction, the effect is poor in RTK usage with relatively high message loads. Trimble introduced its own Compact Measurement Record (CMR) format in 1996 and the updated CMR+ the following year. CMR format meets the requirements of low-bandwidth communication, while RTCM2.x, as an earlier international format, can also be used for the pseudo-range difference.

However, in the era of RTCM3.x, these two formats are not recommended compared to RTCM3.

Version RTCM 3

The third edition of the standard in 2004 introduced a new message format for RTK, multi-galaxy, which uses a variable-length format to improve efficiency and increase the number of messages that can be sent, which is important for real-time differentials. The naming of version 3.1 was also changed to RTCM 10403.1, and as of May 20, 2021, the latest version is 3.3 or 10403.3.

The continually updating new standard also greatly increases the number of possible message types. With new message types defined, RTCM 3 is specifically designed to make it straightforward to accommodate new systems that are under development, such as network RTK supported, new satellite systems BDS and Galileo messages supported, as well as modifications to existing systems (e.g., new L2C and L5 signals). A summary of the version history of the RTCM 10403 standard series is shown below.

Why does your RTK firmware updating matter?

It is not difficult to see that, with the development of technology and the increase in demand, especially the introduction of new systems such as Galileo and Beidou, and the addition of network technology, RTCM has been updated several times since the first version was implemented as an international format standard.

As a self-developed high-precision RTK GNSS is also closely following the protocol standard for version updates. At present, the differential formats supported by our RTK are RTCM2.3, RTCM3.0, RTCM3.2, CMR and CMR+, and newly developed RTCM3 MSM and the disto.ir technical team is still continuing to supplement and update according to the changes in the standard and the specific needs of customers in practical applications, and make corrections according to the decoding problems that occur when broadcasting and receiving RTCM data, and make corrections according to RTCM-related decoding problems or bugs caused by the frequency update of the Beidou satellite system. The data message standard is not only related to communication, but also to the accuracy of positioning. Therefore, the selection of differential format should be carefully considered in differential positioning, and the version of RTK should be upgraded in time to ensure that the data obtained in the measurement work is reliable, and of high precision.

Reference: RTCM Special Committee NO. 104. RTCM Recommended Standards for Differential GNSS [S]. Radio Technical Commission for Maritime Services, 1998.
RTCM Official Website: http://www.rtcm.org/
WIKIPEDIA: RTCM SC-104 – Wikipedia