RTCM SC-104

El trabajo original SC-104 se publicó como norma preliminar en 1985, pero nunca se adoptó ampliamente. Fue reemplazado por la Versión 2, que es muy similar. ^{[ 6 ]}

RTCM Versión 2 fue lanzada en enero de 1990 y su última actualización fue a la versión 2.3, lanzada en agosto de 2001. ^{[ 6 ]}

La versión 2 de RTCM se basa en un conjunto de "palabras" de 30 bits de longitud fija que se unen para formar mensajes más largos conocidos como "tramas". Todas las palabras terminan con un código de "paridad" de 6 bits que utiliza el mismo algoritmo que las señales GPS , basado en códigos Hamming . Esto deja 24 bits disponibles para datos. El formato se modeló deliberadamente a partir del de los mensajes GPS reales para mantener la familiaridad. Los datos dentro de la carga útil de 24 bits se extraen en datos individuales y luego se codifican para la transmisión local como cadenas de datos de 6 bits con un bit de inicio 1 y un bit de parada 0 para formar un único valor de 8 bits adecuado para su uso en enlaces serie basados ​​en ASCII y similares. Los datos se codifican en formato de bit más significativo ( LSB), a diferencia del LSB de ASCII, por lo que se requiere cierta decodificación para devolverlos a su formato original después de la recepción. ^{[ 7 ]}

Todas las tramas comienzan con una cabecera estándar de dos palabras. La primera palabra comienza con un número mágico , el "preámbulo" de 8 bits que tiene el valor 0x66 (b01100110) para RTCM Versión 2. Los siguientes seis bits codifican el tipo de mensaje, de 0 a 64. A esto le sigue un ID de estación de 10 bits. La segunda palabra de la cabecera comienza con una versión de 13 bits del contador z, la unidad de tiempo en GPS, un número de secuencia de 3 bits para asegurar que las tramas se puedan ordenar si llegan fuera de orden, una longitud de cinco bits que cuenta el número total de palabras en la trama, incluida la cabecera, y un código de "estado de la estación" de tres bits, donde 111 indica que la estación no funciona correctamente. ^{[ 8 ]}

Se permitieron un total de 64 tipos de mensajes, aunque algunos se dejaron deliberadamente sin usar para futuras expansiones, o bien eran formatos poco utilizados que posteriormente se abandonaron. El estándar original incluye seis formatos de mensaje: 1 para datos de corrección, 2 para actualizar correcciones anteriores, 3 que proporcionaban la ubicación de la estación de medición, 6 como mensaje nulo para rellenar espacios no utilizados, 16 que incluían 90 caracteres ASCII arbitrarios para enviar mensajes de prueba y 59, para mensajes propietarios utilizados por los proveedores de equipos. ^{[ 8 ]}

El tipo 1 era un conjunto completo de correcciones DPGS que una estación terrestre transmitiría para todos los satélites dentro de su campo de visión. Los datos para la corrección de un solo satélite requerían 40 bits, por lo que, para codificar eficientemente los datos en una carga útil de 24 bits, las correcciones de tres satélites se agruparon en cinco palabras. La corrección de un solo satélite comenzaba con el factor de escala (S) de 1 bit y el error diferencial de alcance del usuario (UDRE) de 2 bits, seguido del identificador del satélite de 5 bits. La corrección en sí constaba de dos partes: la corrección de pseudoalcance (PRC) de 16 bits y la corrección de velocidad de alcance (RRC) de 8 bits, y finalmente un número de emisión de datos de 8 bits. ^{[ 8 ]}

Esto solía hacer que los mensajes de tipo 1 fueran bastante largos; por ejemplo, una trama para una estación con cinco satélites visibles utiliza once palabras de 30 bits, dejando 16 bits vacíos al final de la última palabra. Estos bits se rellenan con unos y ceros alternados para evitar confusiones con el preámbulo. Los mensajes más cortos son el propósito de los mensajes de tipo 2, que se utilizan para enviar actualizaciones periódicas de las correcciones existentes de forma más compacta. El tipo 3 se utiliza para enviar periódicamente la ubicación de la estación terrestre, lo que permite a los receptores elegir sitios adecuados. ^{[ 8 ]}

En 1992, el grupo se reunió para considerar las aportaciones de los usuarios que trabajaban con GPS de comparación de fase (RTK), que produce una precisión del orden de 1 centímetro (0,39 pulgadas) . Se sugirieron nuevos tipos de mensajes y se estandarizaron como versión 2.1 en 1994, incluyendo los tipos 18 y 19 para mediciones de pseudodistancia sin procesar, o 20 y 21 como correcciones. Un nuevo tipo 9 proporcionó una alternativa a los tipos 1 y 2 y se convirtió en uno de los formatos más utilizados. La versión 2.2 de 1997 añadió los tipos 31 a 37 para la compatibilidad con GLONASS , siendo los tipos 31 y 32 el equivalente a los tipos 1 y 2 para GPS. La última actualización, la 2.3 de 2001, añadió más mensajes como la identificación y descripción de la antena en el tipo 23, su altura en el tipo 24 y varios otros campos para su uso con Loran-C y balizas de radio . ^{[ 8 ]} 

Como consecuencia de sus paquetes de ancho fijo y la importante sobrecarga de corrección de errores, la versión 2 no era particularmente eficiente. Si bien esto no representaba un problema para la mayoría de los usos de DGPS, la convertía en una mala opción para RTK, que tiene una carga de mensajes relativamente alta. Por esta razón, Trimble introdujo su propio formato Compact Measurement Record (CMR) en 1996, y una versión actualizada, CMR+, al año siguiente. ^{[ 9 ]} Además, varias características del formato de paquete, en particular la forma en que el sistema de paridad dependía de que las palabras llegaran en orden, lo hacían inadecuado para algunos sistemas de distribución, especialmente Internet , y la introducción de nuevos sistemas como Galileo y BeiDou significó que el formato se estaba quedando sin formatos de mensaje posibles. ^{[ 8 ]}

La versión 3 de RTCM, publicada inicialmente en febrero de 2004, ^{[ 10 ]} es la versión actual y en constante evolución del estándar RTCM. A diferencia de la versión 2.3, la versión 3.x utiliza un formato de mensaje de longitud variable y una única comprobación de redundancia cíclica (CRC) de 24 bits en todo el mensaje, en lugar de una paridad de 6 bits por cada palabra de 30 bits. A diferencia de la versión 2 de RTCM, el formato del mensaje comienza con un preámbulo diferente de 8 bits (0xD3 en lugar de 0x66), seguido de un área reservada de 6 bits y, a continuación, una longitud de mensaje de 10 bits que permite hasta 1024 bytes de datos. El mensaje, cada uno con su propia cabecera y datos definidos de forma privada, sigue a la cabecera y luego se cierra con la CRC. El ahorro de datos, especialmente en el caso de RTK, es significativo; un conjunto de correcciones RTK de la versión 3 suele ser la mitad de largo que el de la versión 2. ^{[ 11 ]}

Además, la versión 3 agrupa los mensajes con datos relacionados en lugar de enviar mensajes separados para realizar la misma tarea. Por ejemplo, en la versión 2, enviar un mensaje RTK completo requería el mensaje Tipo 18 para correcciones y el 19 para mediciones de pseudodistancia, mientras que en la versión 3 esta información se combina en un único Tipo 1003. Se definen varios tipos de mensajes para los mismos tipos de información con el fin de mejorar aún más la eficiencia; el Tipo 1001 contiene datos GPS solo en la frecuencia L1, mientras que el 1002 añade diversa información adicional, y los tipos 1003 y 1004 hacen lo mismo con datos L1 y L2 para aquellas estaciones que pueden aprovechar la segunda portadora. ^{[ 12 ]}

La versión original 3.0 definió 13 tipos de mensajes, del 1001 al 1013. El 1002 contenía detalles para mediciones GPS L1, mientras que el 1004 era tanto L1 como L2. Los 1010 y 1012 eran los equivalentes para GLONASS. El 1013 contenía varios detalles del sistema, incluido el número de semana GPS. Los 1005, 1006 y 1007 contienen detalles sobre la estación, y el 1007 añade la altura de la antena. Los mensajes de posición, ya sean 1002 o 1004 y 1010 o 1012, se envían desde cualquier estación en particular aproximadamente una vez por segundo. Los detalles de la estación se muestran en el orden de 20 a 30 segundos. ^{[ 13 ]}

El conjunto pronto se amplió para incluir la efeméride 1019, que contiene la efeméride GPS , la cual proporciona actualizaciones de órbita y puede usarse para sincronizarse más rápidamente con las señales GPS. La efeméride 1020 es la equivalente de GLONASS. Estas tienden a ser raras, ya que los propios satélites también envían periódicamente la misma información. Adiciones mucho posteriores añadieron efemérides para Galileo F (1045) e I (1046), QZSS (1044) y BeiDou (1042). ^{[ 13 ]}

La versión 3.1 proporciona una definición para el funcionamiento de Network RTK. Recibió 5 modificaciones. ^{[ 14 ]}

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Versión 2

• RTCM 10402.3 Normas recomendadas por RTCM para el servicio diferencial de GNSS (Sistemas Globales de Navegación por Satélite), versión 2.3 con la enmienda 1 (21 de mayo de 2010)

Versión 3

• RTCM 10403.4, Servicios GNSS diferenciales (Sistemas Globales de Navegación por Satélite) - Versión 3 (1 de noviembre de 2024) con Enmienda 1

Nota sobre el versionado: las normas de la versión 3 no incluyen una versión menor en el título oficial. Sin embargo, es habitual asignar una versión menor basándose en el punto decimal del número de la norma: por ejemplo, RTCM 10403.1 se conoce comúnmente como versión 3.1 y RTCM 10403.2 como versión 3.2.