DJI ha aggiornato il suo prodotto di punta della classe Phantom aggiungendo il modulo RTK e creando il Phantom 4 RTK: nei desiderata della casa cinese un drone per rilievi aerofotogrammetrici con precisione centimetrica. Le parole di Sunny Liao, DJI Enterprise Director per l'Europa, vanno proprio in questa direzione:
“Phantom 4 RTK è stato studiato per venire incontro alle esigenze specifiche di quegli utenti che sentono la necessità di affidarsi ai potenti strumenti di cui sono dotati i droni DJI per eseguire rilievi, mappature e ispezioni”
L'acronimo RTK sta per Real-Time Kinematic, ovvero rilievo cinematico in tempo-reale: si tratta della tecnologia che consente ai ricevitori GNSS "terrestri" di ottenere una precisione centimetrica nel punto da acquisire, differenziandosi in tal modo dai ricevitori GNSS presenti ad esempio nei nostri smartphone che si basano esclusivamente su una posizione stimata, che viene aumentata attraverso la connessione GSM. Il discorso non cambia con l'RTK professionale, perché la precisione centimetrica viene garantita da una correzione della posizione ottenuta attraverso la connessione con una rete di ricevitori satellitari fissi posti a terra: in tal modo si chiude il triangolo ed è possibile stimare con precisione la posizione del punto in base al sistema della triangolazione. La connessione alla rete terrestre viene ottenuta attraverso il protocollo NTRIP che trasferisce i dati RCTM: le reti di ricevitori terrestri sono svariate, si va da quelle nazionali tipo ITALPOS (che però essendo privata è a pagamento) a quelle regionali, alcune a pagamento (come quella della Sardegna), altre gratuite (come quelle di Lazio, Abruzzo, etc.). I dati vengono trasmessi attraverso una connessione internet, tipicamente una connessione GSM che deve essere di buona qualità (almeno H+ o 4G) per consentire una correzione veramente in tempo reale. In mancanza di questa connessione, non esiste alcuna correzione RTK quindi non c'è alcuna precisione centimetrica. La connessione GSM può essere interna alla strumento, oppure esterna, collegando tramite WiFi il controller del ricevitore all'hotspot del nostro smartphone.
Il Phantom 4 RTK garantisce questa connessione attraverso una chiavetta dongle 4G o un hotspot WiFi (supportato da OcuSync in aree con 5.8GHz: SRRC/NCC/FCC < 26 dBm). Abbiamo detto però che la connessione può essere assente o non sufficientemente veloce: in quel caso bisogna passare al sistema base+rover, che chiude la triangolazione per la correzione attraverso una base che rimane fissa e sostituisce le basi fisse delle reti terrestri. La base deve rimanere fissa svariati minuti prima di iniziare a lavorare. Anche in questo caso il Phantom 4 RTK risolve il problema con la stazione di terra D-RTK2 Mobile Station, un ricevitore differenziale posto a terra che si occupa di chiudere il triangolo, comunicando con il drone attraverso OcuSync.
La panacea di tutti i problemi?
I professionisti del rilievo aerofotogrammetrico sanno bene quanto sia difficile a volte acquisire di punti GCP in ambienti ostili: i Ground Control Point sono i punti acquisiti con sistemi di alta precisione che servono al software per la correzione metrica del modello, senza la quale non si può parlare di fotogrammetria. È davvero possibile pensare di poter eliminare la necessità di acquisire i GCP utilizzando il Phantom 4 RTK? La risposta tecnicamente corretta è NO.
Il motivo è presto spiegato: anche se la correzione metrica fosse corretta in base alla posizione accurata delle immagini, non è corretta l'altimetria del modello: le coordinate vengono infatti acquisite calcolando l'altimetria sulla base dell'ellissoide, mentre la quota reale deve essere corretta sulla base del geoide. Questo è il motivo per cui se il vostro Phantom decolla da una spiaggia e si porta a 50 metri di altezza, le sue coordinate gli faranno credere di essere a 100 metri di quota. La differenza altimetrica tra ellissoide e geoide si stima infatti mediamente intorno ai +50 metri. Un ricevitore GNSS professionale ha la possibilità di essere impostato affinché le sue coordinate altimetriche vengano corrette sulla base del geoide (in Italia i più diffusi sono l'ITA99 e l'ITA2008), ma un lavoro veramente accurato si ottiene soltanto convertendo le coordinate con l'uso dei grigliati prodotti dall'IGM.
Inoltre non bisogna dimenticare che a livello ufficiale, il WGS84 generalmente utilizzato dai droni in quanto sistema di riferimento internazionale, non è un sistema riconosciuto dallo Stato Italia, per cui nella produzione di cartografia destinata alla progettazione pubblica, ricorda la Direzione Geodetica dell'IGM, va utilizzato il Sistema Geodetico di Riferimento ETRF2000 epoca 2008.0 divenuto obbligatorio a livello nazionale a seguito del DM 10 novembre 2011 "Regole tecniche per la definizione delle specifiche di contenuto dei database geotopografici".
Quindi l'idea che si possano eliminare i GCP è, almeno oggi, tecnicamente sbagliata. Inoltre bisogna aggiungere che non di soli GCP vive la fotogrammetria: un lavoro veramente valido si appoggia anche ai punti di controllo, per una verifica indipendente dell'accuratezza del progetto, e anch'essi vanno acquisiti necessariamente a terra con strumentazione topografica di precisione.
La soluzione per i punti inaccessibili
Si potrebbe giustamente rispondere che il Phantom 4 RTK risolve il problema di dover acquisire i GCP in punti inaccessibili: l'obiezione è che se i punti sono inaccessibili difficilmente c'è bisogno di rilevarli con un drone (saranno 2 o 3 i casi su 100), ma in ogni caso è possibile ovviare alla difficoltà con la stazione totale, uno strumento che è in grado di acquisire coordinate relative fino a 1 Km (a seconda dei modelli) in modalità reflectorless, semplicemente puntando un obiettivo che può essere riconosciuto con precisione sulle immagini. Anche la stazione totale è uno strumento che può essere noleggiato a partire da €100 al giorno. Se il chiodo stazione viene rilevato con il ricevitore GNSS, è possibile convertire il sistema di coordinate relativo della stazione totale nel sistema di coordinate assoluto del GNSS.
I prezzi
DJI Phantom 4 RTK viene venduto in 3 configurazioni diverse:
- Phantom 4 RTK: €5.700 su DJI STORE ITALIA
- D-RTK2 Mobile Station: €3.600 su DJI STORE ITALIA
- Combo PH4 RTK + D-RTK2: €7.800 su DJI STORE ITALIA
Normalmente un Phantom 4 Pro V2 costa €1.699, un buon sistema di ricevitori GNSS terrestri base+rover costa ca. €15.000 (nuovo, se usato molto meno, anche la metà), un solo rover costa ca. €8.500. Da un punto di vista del costo netto, un risparmio davvero notevole, ma considerando che rilievi di questo tipo vengono eseguiti per lo più da professionisti che nella vita fanno già i geometri, gli architetti, gli ingegneri, è probabile che tali strumenti siano già posseduti, per essere utilizzati in tutte le situazioni dove è necessario acquisire punti con precisione centimetrica, mentre la soluzione drone è a se stante, funziona solo in aria e non a terra. Inoltre, un ricevitore GNSS RTK si può noleggiare senza troppa difficoltà a prezzi che partono da €100 al giorno, quindi in definitiva oltre a non eliminare la necessità di acquisire i punti GCP (che comunque necessitano di uno strumento topografico terrestre), non fanno nemmeno risparmiare.
La disponibilità del Phantom 4 RTK è a partire da ottobre 2018, mentre per il D-RTK2 bisogna aspettare novembre 2018.
DJI GS RTK
Insieme al drone, DJI ha presentato anche GS RTK (o GSR), la nuova app compatibile con il sistema RTK che consente la pianificazione della missione di rilevamento, che può essere salvata e replicata nel tempo, e che consente il caricamento di file KML e KMZ relativi all'area da mappare. Presente anche la funzione Operation Resumption che, qualora la batteria non sia sufficiente per completare la missione, vi consente di cambiarla ripristinando i dati di missione in maniera automatica.