Cuando se utilizan drones en trabajos profesionales como la fotogrametría, la capacidad de referenciar de manera precisa el posicionamiento de cada fotografía se convierte en algo crucial. Ahí es donde entran en juego las tecnologías de corrección GPS: el posicionamiento preciso RTK y PPK. Sin embargo, ¿qué es cada uno? ¿Qué los diferencia?
Tecnologías de corrección GPS: RTK y PPK
Para quien se esté iniciando en el uso de drones, o quien solamente los utilice con fines lúdicos, puede percibir que el mero posicionamiento GPS ya tiene una precisión más que aceptable. De hecho, es ese posicionamiento GPS el que utilizamos, por ejemplo, cuando creamos una ruta en la aplicación de nuestro dron para que éste la siga de forma autónoma (waypoints). Otros ejemplos de posicionamiento GPS están en algunas aplicaciones que utilizamos con nuestro smartphone (por ejemplo, al enviar nuestra ubicación actual a algún contacto), o cuando utilizamos el navegador de nuestro coche al preparar la ruta de nuestro viaje.
La precisión (es decir, el margen de error) del posicionamiento GPS es de apenas unos metros, y para las aplicaciones previamente mencionadas puede ser más que suficiente. El posicionamiento GPS se logra gracias a los receptores GPS de nuestros dispositivos (ya sean smartphones, drones u otros aparatos), los cuales logran conocer su posición gracias a los cálculos realizados y transmitidos por varios satélites situados a kilómetros de distancia.
Sin embargo, como decíamos, para trabajos profesionales en los que la precisión en el geoposicionamiento es esencial, el margen de error debe reducirse a apenas unos centímetros o incluso menos. Ahí es donde entran en juego las tecnologías de corrección GPS, de entre las que destacan el posicionamiento preciso RTK y el PPK, especialmente útiles para la toma de fotografías aéreas georreferenciadas.
Ejemplo de imagen georreferenciada sobre un mapa
A grandes rasgos, lo que hacen las tecnologías de corrección GPS es aprovecharse de la información facilitada por el posicionamiento GPS y «afinarla». Para hacer que el margen de error de varios metros del posicionamiento GPS pase a apenas unos pocos centímetros, se utiliza una estación de tierra en conexión directa con el dron. Dicha estación base utiliza la referencia de su propia posición para corregir la información / posición GPS obtenida del dron durante su ruta. De esta manera se logra reducir el margen de error del georreferenciado hasta dejarlo en un rango aproximado de 1 a 3 centímetros.
Sin embargo existen dos técnicas de corrección GPS predominantes: la RTK y la PPK. ¿Qué las diferencia?
Concretamente, ¿qué es el posicionamiento preciso RTK?
La técnica del posicionamiento preciso RTK (Real Time Kinematic) establece un enlace de datos directo entre la estación de tierra y el dron. Ello permite al sistema crear correcciones en tiempo real respecto al posicionamiento del dron, sobre todo durante la toma de fotografías georreferenciadas.
Sin embargo existe un problema de cierta gravedad en el posicionamiento preciso RTK, y es su dependencia del enlace de datos con la estación base para crear las correcciones de posicionamiento. Si por algún motivo, ya sea por la distancia o por la aparición de obstáculos, dicho enlace de datos es interrumpido, la precisión del posicionamiento RTK puede verse afectado hasta el punto de que el margen de error puede ampliarse a varios metros.
Concretamente, ¿qué es el posicionamiento preciso PPK?
La técnica de posicionamiento preciso PPK (Post Processed Kinematic) realiza las correcciones de posicionamiento GPS no en tiempo real durante el vuelo del dron, sino una vez que éste ha finalizado.
Durante el vuelo, los datos de posicionamiento del dron son almacenados en éste. Una vez que el vuelo ha concluido, se combinan los datos almacenados en la aeronave con los tomados por la estación de tierra y, mediante un proceso de posprocesado de datos, se realizan las correcciones de posicionamiento oportunas.
La precisión del posicionamiento PPK es como la del posicionamiento RTK, con la diferencia de que con esta técnica no se corre el riesgo de pérdida de precisión debido a una posible interrupción del enlace de datos entre el dron y la estación de tierra. Con la técnica PPK no se necesita ningún enlace de datos que transmita información en tiempo real para realizar correcciones en el posicionamiento.
Conclusión
Tanto el posicionamiento RTK como el PPK pueden alcanzar una precisión de centímetros. Sin embargo, la desventaja del posicionamiento RTK yace en su dependencia de un enlace de datos que permita la ejecución de las correcciones en tiempo real en el posicionamiento GPS del dron.
La no dependencia del posicionamiento PPK de ningún enlace de datos con la estación de tierra lo convierte en una técnica de corrección GPS más robusta. Por ello, siempre que sea posible, será preferible utilizar el posicionamiento PPK antes que el RTK.
Solamente en situaciones muy específicas en las que el tiempo sea un factor determinante (como levantamientos topográficos inmediatos en zonas que acaben de sufrir una catástrofe natural) puede llegar a ser preferible el posicionamiento RTK frente al PPK.
Bonus: Posicionamiento mediante GCP
El posicionamiento mediante GCP (Ground Control Point) es un método que se ha venido utilizando durante años, antes de que tan siquiera se utilizaran drones a nivel profesional como lo hacemos ahora.
De manera resumida, el posicionamiento mediante GCPs consiste en establecer puntos de referencia sobre el terreno y cuya localización geográfica esté bien definida; ello facilita la georreferenciación de la posición desde la que se tomen las fotografías. Este tipo de posicionamiento ayuda a lograr una precisión inferior al centímetro en las imágenes georreferenciadas.
Los puntos de referencia para el posicionamiento GCP pueden ser simples cruces pintadas en el suelo. Sin embargo, su centro (el punto de georreferenciación) debe estar bien diferenciado y debe ser visible desde la distancia a la que se tome la fotografía(s)
Sin embargo, a pesar de su gran precisión, el posicionamiento mediante GCP tiene una gran desventaja: el tiempo y trabajo que requiere el preparar el terreno con GCPs, lo cual puede llegar a exigir un día entero de dedicación que involucre a un grupo de profesionales. De hecho, si el terreno es demasiado complicado, puede volverse imposible la toma de datos georreferenciados precisos si se basan exclusivamente en GCPs.
La aparición de los drones y su combinación con el posicionamiento PPK y RTK permite lograr una precisión capaz de alcanzar niveles profesionales que compitan con el método GCP, pero sin el hándicap de tener que emplear una gran cantidad de recursos en preparar el terreno para el trabajo de fotogrametría.
En cualquier caso, la georreferenciación GCP se puede combinar con drones utilizando técnicas de posicionamiento RTK o PPK: por ejemplo, utilizando solamente uno o dos puntos de control GCP en todo el terreno. Ello ayudará a mejorar todavía más la georreferenciación de las imágenes que estén siendo tomadas por drones utilizando técnicas de posicionamiento PPK o RTK. De hecho, la combinación de técnicas es aconsejable cuando se quieran realizar trabajos de fotogrametría con la mayor robustez posible.
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