Centimeter precisie GPS/GNSS - RTK uitgelegd
Inleiding tot GPS/GNSS op centimeterniveau
Denk eens aan de GPS/GNSS-ontvanger in uw mobiele telefoon of in uw auto: dit is de zogenaamde Standaard GPS- (of GNSS*)-ontvanger. Standaard GNSS-ontvangers die momenteel op de markt verkrijgbaar zijn, hebben een nauwkeurigheid tussen 2 en 10 meter, en alleen onder buitenomstandigheden. Deze nauwkeurigheid is afhankelijk van de kwaliteit van de fabrikant van de GPS-ontvanger en of het zicht op de lucht niet wordt geblokkeerd door enig object of gebouw. Onder perfecte omstandigheden kun je het beste een absolute nauwkeurigheid van ongeveer 2 meter bereiken.
*GNSS staat voor Global Navigation Satellite Systems, en het is een woord dat niet alleen GPS omvat, maar ook andere op satellieten gebaseerde positioneringssystemen zoals GLONASS, Beidou, Galileo, QZSS...
Interessant is dat als we 2 GNSS-ontvangers nemen en ze naast elkaar in een open veld plaatsen, beide dezelfde fout van 2 meter hebben als hierboven vermeld, en in dezelfde richting! Deze fout staat bekend als de standaard GNSS-fout. Dankzij deze eigenaardigheid is het mogelijk om met een nauwkeurigheid van 1 centimeter de relatieve afstand ertussen te berekenen. We hebben dus nog steeds een absolute fout van 2 meter, maar een relatieve nauwkeurigheid van slechts 1 centimeter.
Stel je voor dat we nu een van de twee GNSS-ontvangers op een vaste bekende locatie installeren met centimetrische precisie. We hebben nu zowel een absolute nauwkeurigheid van 1 centimeter als een relatieve nauwkeurigheid van 1 centimeter in de tweede eenheid!
Maar deze techniek is niet nieuw. Dit is een zeer oude technologie genaamd Differential GNSS of RTK GNSS (Real-Time Kinematic), en zorgt er al meer dan 20 jaar voor dat civiele toepassingen een nauwkeurigheid van 1 centimeter hebben (RTK-positie). In RTK-bewoordingen wordt de statische eenheid “Basisstation” genoemd en de bewegende eenheid “Rover'.
Dus wat is nieuw? Ik heb ook gehoord dat het een hele dure technologie is en dat je een training moet krijgen om het te kunnen gebruiken, toch?”
"Niet meer :)"
At ArduSimple we proberen GNSS RTK-technologie eenvoudig, betaalbaar en voor iedereen toegankelijk te maken. Met een reeks starterkits, tutorials en OEM-producten stellen we onze klanten in staat om:
- Test de technologie en geloof dat het mogelijk is om tegen een betaalbare prijs precisie op centimeterniveau te bereiken.
- Versnel hun projecten en producten, dankzij onze plug-and-play ontwikkelborden en starterkits.
- Creëer producten en oplossingen dankzij onze ondersteuning, kant-en-klare services en voorgeconfigureerde OEM-producten.
"Dus hoe kan ik beginnen?"
De GNSS RTK-ontvanger
-
RTK starter kits
simpleRTK2B – Basic Starter Kit
Vanaf 211,00€ Bekijk Dit product heeft meerdere varianten. De opties kunnen worden gekozen op de productpagina
RTK-correcties
RTK-correcties zijn de informatie die door het “basisstation” naar de “Rover", dus de "Rover” kan zijn positie berekenen met centimeterniveau. De taal/het protocol dat wordt gebruikt om deze informatie te verzenden, heet RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services). Soms leest u over RTK-correcties en RTCM-correcties, het is in principe hetzelfde. Om deze RTK-positie te berekenen, moeten beide ontvangers min of meer dezelfde satellieten zien. Om deze reden zijn de RTCM-correcties alleen geldig tot een afstand van 35 km van het basisstation (sommige mensen zeggen 25 km, sommige mensen 50 km, het exacte aantal hangt af van de antenne en de kwaliteit van de ontvanger). Het is ook handig om te weten dat de correcties van één basisstation door zoveel rovers mogelijk, zolang ze zich binnen dit bereik van 35 km vanaf het basisstation bevinden. Dit zou een multi zijnrover opstelling.
Wat gebeurt er als je verder gaat dan deze 35 km van het basisstation? Dat het niet meer mogelijk is om een nauwkeurigheid van 1 centimeter te hebben, en de nauwkeurigheid degradeert heel snel tot standaard 2 meter.
RTK-correcties verzenden
RTCM/RTK-correcties worden meestal één keer per seconde verzonden. En kan worden verzonden via een bekabelde seriële communicatie, een draadloze link of een IP-netwerk. Laten we de verschillen in meer detail bekijken.
Bedraad
Voor units die heel dicht bij elkaar staan, kunnen we kabels gebruiken om ze aan te sluiten. Een seriële poort (TTL, RS232) is voldoende.
Wireless
Om langere afstanden te overbruggen hebben we draadloze seriële communicatie nodig. Om deze reden hebben we een socket (we noemen dit XBee-socket) toegevoegd aan onze RTK-ontvangers, waardoor bekabelde of draadloze communicatie tussen basisstation en rover zou een plug-and-play-taak zijn.
Om het nog eenvoudiger te maken, hebben we een paar starterkits ontwikkeld om deze opstelling te testen:
- Maximaal 10 meter tussen basis en rover, dat kan met 2x Basis starterkits.De GNSS-antennes die in de kit zitten, hebben kabels van 5 meter lang. Bovendien kunt u deze afstand uitbreiden tot maximaal 20 meter (10 meter aan elke kant) door onze RF-kabels met laag verlies.
- Tot enkele honderden meters, 1x Kit voor middellange afstand (MR). Met deze kit is er maar één mogelijk rover voor elk basisstation.
- Tot enkele kilometers, 1x Kit voor lange afstand (LR) met meerdererover vermogen.
- Tot 50 kilometer, 1x extra lange afstand (XLR) kit ook met multirover vermogen.
-
RTK starter kits
simpleRTK2B - Starter Kit XLR
792,00€742,00€ Bekijk Dit product heeft meerdere varianten. De opties kunnen worden gekozen op de productpagina -
RTK starter kits
simpleRTK2B - Starter Kit MR
512,00€ Bekijk Dit product heeft meerdere varianten. De opties kunnen worden gekozen op de productpagina -
RTK starter kits
simpleRTK2B - Starter Kit LR
Vanaf 662,00€Vanaf 612,00€ Bekijk Dit product heeft meerdere varianten. De opties kunnen worden gekozen op de productpagina
MR, LR en XLR radio verbindingen hebben een RF-zichtlijn nodig tussen de basis en rover Om te kunnen werken. Kijk even naar onze post over visuele zichtlijn versus RF zichtlijn om dit concept te begrijpen.
Als u problemen ondervindt bij het garanderen van de zichtlijn tussen de basis en de rovers, bekijk dit artikel: Functie ontgrendeld: gebruik uw LR/XLR radio als repeater. Maar je zult zien dat ook repeaters enkele beperkingen hebben, of als je meerdere basisstations nodig hebt, dit soort radio technologie is niets voor jou. In dit geval, of als u toevallig IP-toegang beschikbaar heeft in zowel het basis- als het rover locaties (internet of lokaal netwerk), RTK-correcties kunnen ook via IP-communicatie worden verzonden.
Via een IP-netwerk
In veel gevallen is er een IP-netwerk beschikbaar (WiFi, Ethernet, 4G). Voor deze gevallen is er een protocol ontwikkeld voor het distribueren van RTK-correcties, genaamd NTRIP (Netwerktransport van RTCM via internetprotocol). In de volgende sectie zullen we hier dieper op ingaan.
Wat is NTRIP?
- NTRIP caster. Het is een server die RTK-correcties van een of meerdere basisstations verzamelt en deze onder hen verdeelt Rovers.
- NTRIP server. Het is een enkel fysiek RTK-basisstation. De rol ervan is om RTK-correcties naar een NTRIP Castermaakt, zodat de Caster kan ze distribueren naar andere clients. In netwerken met slechts één basisstation is het vrij gebruikelijk om een NTRIP server+caster samen. In dit geval alleen de caster functie is geconfigureerd.
- NTRIP klant. Een RTK-ontvanger die RTK-correcties wil ontvangen. RTK Rovers zijn NTRIP clients.
Ons simpleRTK2B borden hebben geen IP-interfaces (ethernet, wifi, enz.) en begrijpen het niet NTRIP protocol. Ze hebben iemand van buitenaf nodig om te converteren van NTRIP naar RTCM en vice versa. Om deze reden hebben we een serie accessoires ontwikkeld om NTRIP in onze borden:
- Bluetooth: sluit uw simpleRTK2B board naar je mobiele telefoon via bluetooth. Je telefoon kan nu fungeren als NTRIP client (maar ook als server of caster).
- WiFi: met een wifi-netwerk beschikbaar in uw regio, sluit u de WiFi NTRIP Master Beheers de accessoires en gebruik uw bord als NTRIP client (maar ook als server of zelfs server+caster).
- 4G NTRIP Bedrijf: laat je simpleRTK2B bord wordt een NTRIP klant overal bereiken waar er mobiele dekking is.
RTK correctiediensten
We hopen dat dit u heeft geholpen om beter te begrijpen wat we doen en wat u nodig heeft om RTK te gaan gebruiken. Als u meer wilt lezen, bent u misschien geïnteresseerd in het bekijken van onze tutorials. Kunt u niet vinden wat u zoekt en heeft u toch nog vragen, neem dan gerust contact met ons op! contact opnemen., wij antwoorden altijd!