Aktualizacja (15 / 07 / 2024): Posiadamy duży zapas wszystkich naszych produktów, znajdziesz nas również w i    Kup teraz

Centymetrowa precyzja GPS/GNSS — objaśnienie RTK

Wprowadzenie do centymetrowego poziomu GPS/GNSS

Pomyśl o odbiorniku GPS/GNSS w telefonie komórkowym lub w samochodzie: jest to tak zwany standardowy odbiornik GPS (lub GNSS*). Standardowe odbiorniki GNSS dostępne obecnie na rynku mają dokładność od 2 do 10 metrów i tylko w warunkach zewnętrznych. Dokładność ta zależy od jakości producenta odbiornika GPS oraz od tego, czy widoku nieba nie zasłania żaden obiekt ani budynek. W doskonałych warunkach, najlepsze, co możesz osiągnąć, to absolutna dokładność około 2 metrów.

*GNSS oznacza globalne systemy nawigacji satelitarnej i jest to słowo obejmujące nie tylko GPS, ale także inne satelitarne systemy pozycjonowania, takie jak GLONASS, BEIDOU, Galileo, QZSS…

Co ciekawe, jeśli weźmiemy 2 odbiorniki GNSS i umieścimy je obok siebie na otwartej przestrzeni, oba będą miały ten sam wspomniany wcześniej błąd 2 metrów iw tym samym kierunku! Ten błąd jest znany jako standardowy błąd GNSS. Dzięki tej osobliwości można obliczyć z dokładnością do 1 centymetra względną odległość między nimi. Tak więc nadal mamy błąd bezwzględny 2 metry, ale względną dokładność zaledwie 1 centymetra.

Wyobraź sobie teraz, że instalujemy jeden z dwóch odbiorników GNSS w ustalonej, znanej lokalizacji z centymetrową precyzją. Mamy teraz zarówno absolutną dokładność 1 centymetra, jak i względną dokładność 1 centymetra w drugiej jednostce!

Ale ta technika nie jest nowa. Jest to bardzo stara technologia zwana Differential GNSS lub RTK GNSS (Real-Time Kinematic), która od ponad 20 lat pozwala aplikacjom cywilnym mieć dokładność 1 centymetra (pozycja RTK). W języku RTK jednostka statyczna nazywana jest „stacją bazową”, a jednostka ruchoma nazywana jest „Rover".

"Więc co jest nowego? Słyszałem też, że jest to bardzo droga technologia i że trzeba przejść szkolenie, aby z niej korzystać, prawda?
"Nigdy więcej :)"

At ArduSimple staramy się, aby technologia GNSS RTK była prosta, niedroga i dostępna dla wszystkich. Dzięki serii zestawów startowych, samouczków i produktów OEM umożliwiamy naszym klientom:

  • Przetestuj technologię i uwierz, że możliwe jest osiągnięcie centymetrowej precyzji w przystępnej cenie.
  • Przyspiesz ich projekty i produkty dzięki naszym płytom rozwojowym plug and play i zestawom startowym.
  • Twórz produkty i rozwiązania dzięki naszemu wsparciu, usługom „pod klucz” i wstępnie skonfigurowanym produktom OEM.

„Więc jak mogę zacząć?”

Odbiornik GNSS RTK

Najpierw potrzebujemy odbiornika GNSS, który może obliczyć pozycje RTK, np simpleRTK2B. Standardowy odbiornik GNSS nie ma wystarczającej mocy obliczeniowej dla RTK.

Po drugie potrzebujemy bardzo dobrej anteny GNSS, np simpleANT2B. Nie możemy zastosować tradycyjnej „taniej” anteny GNSS, ponieważ musimy otrzymać sygnał wysokiej jakości, aby móc realnie zmierzyć błędy GNSS. Dodatkowo zapomnijmy o korzystaniu z RTK GNSS w kieszeni lub przy oknie: RTK GNSS działa tylko przy niezakłóconym widoku nieba. Ważnym tematem staje się także instalacja anteny. Polecamy zajrzeć do naszego Instrukcja instalacji anten RTK GNSS.

Teraz, gdy znamy 2 podstawowe elementy odbiornika RTK, znasz również powód, dla którego wprowadziliśmy nasz Podstawowy zestaw startowy:

O ile nie mamy stacji bazowej RTK w Twojej okolicy, tak naprawdę będziemy potrzebować 2 zestawów odbiornika RTK + anteny RTK, więc jeden z zestawów może być używany jako „Stacja Bazowa”, a drugi jako „Stacja Bazowa”.Rover”. To prowadzi nas do tematu poprawek RTK.

Korekty RTK

Korekty RTK to informacje wysyłane przez „Stację Bazową” do „Rover”, więc „Rover” może obliczyć swoją pozycję na poziomie centymetra. Język/protokół używany do wysyłania tych informacji nazywa się RTCM (Radio Komisja Techniczna Służb Morskich). Czasem przeczytacie o korektach RTK i korektach RTCM, to w zasadzie to samo. Aby obliczyć tę pozycję RTK, oba odbiorniki muszą widzieć mniej więcej te same satelity. Z tego powodu poprawki RTCM obowiązują tylko do odległości 35 km od stacji bazowej (niektórzy mówią 25 km, inni 50 km, dokładna liczba będzie zależeć od jakości anteny i odbiornika). Warto także wiedzieć, że z poprawek z jednej stacji bazowej może korzystać tyle samo stacji bazowych rovero ile to możliwe, o ile znajdują się w promieniu 35 km od stacji bazowej. To byłby multirover Ustawiać.

Co się stanie, gdy przekroczysz te 35 km od stacji bazowej? Że nie można już mieć dokładności do 1 centymetra, a dokładność spada bardzo szybko do standardowych 2 metrów.

Wysyłanie poprawek RTK

Korekty RTCM/RTK są wysyłane zwykle raz na sekundę. I mogą być wysyłane za pośrednictwem przewodowej komunikacji szeregowej, łącza bezprzewodowego lub sieci IP. Sprawdźmy różnice bardziej szczegółowo.

Przewodowa

W przypadku jednostek, które są bardzo blisko siebie, możemy użyć kabli do ich połączenia. Wystarczy port szeregowy (TTL, RS232).

Bezprzewodowy

Aby pokonać większe odległości, będziemy potrzebować bezprzewodowej komunikacji szeregowej. Z tego powodu dodaliśmy gniazdo (nazywamy je gniazdem XBee) do naszych odbiorników RTK, dzięki czemu dodajemy przewodową lub bezprzewodową komunikację pomiędzy bazą a rover byłoby zadaniem typu plug-and-play.

Aby było to jeszcze prostsze, opracowaliśmy kilka zestawów startowych do przetestowania tej konfiguracji:

MR, LR i XLR radio łącza wymagają linii wzroku RF pomiędzy bazą a rover W celu pracy. Spójrz na nasz post o wizualnej linii wzroku a RF linii wzroku zrozumieć tę koncepcję.

Jeśli masz problemy z zapewnieniem pola widzenia między bazą a rovers, sprawdź ten artykuł: Funkcja odblokowana: użyj LR/XLR radio jako repetytor. Ale zobaczysz, że również wzmacniacze mają pewne ograniczenia, a jeśli potrzebujesz wielu stacji bazowych, tego typu radio technologia nie jest dla Ciebie. W tym przypadku, lub jeśli po prostu masz dostęp IP zarówno w wersji podstawowej, jak i rover lokalizacjach (internet lub sieć lokalna), poprawki RTK można przesyłać także komunikacją IP.

Przez sieć IP

W wielu przypadkach dostępna jest sieć IP (WiFi, Ethernet, 4G). Dla takich przypadków opracowano protokół dystrybucji poprawek RTK, zwany NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol). Przyjrzymy się temu bardziej szczegółowo w następnej sekcji.

Co to jest NTRIP?

NTRIP to język/protokół do dystrybucji poprawek RTK przez pakiety IP danych w Internecie/sieci lokalnej. Pozwala to na rozbudowę sieci RTK o bazy nieskończone i nieskończone roverS. Sieć z kilkoma urządzeniami NTRIP nazywa się siecią NTRIP. Istnieją 3 możliwe elementy sieci NTRIP:

  • NTRIP caster. Jest to serwer, który zbiera poprawki RTK z jednej lub kilku stacji bazowych i rozprowadza je pomiędzy nimi Rovers.
  • Serwer NTRIP. Jest to pojedyncza fizyczna stacja bazowa RTK. Jego rolą jest wysyłanie poprawek RTK do NTRIP Caster, Tak Caster może je dystrybuować wśród innych klientów. W sieciach z tylko jedną stacją bazową dość powszechne jest posiadanie serwera NTRIP+caster razem. W tym wypadku tylko caster funkcja jest skonfigurowana.
  • Klient NTRIP. Odbiornik RTK, który chce odbierać poprawki RTK. RTK Roversą klientami NTRIP.

Sieć NTRIP

Autonomiczne simpleRTK2B płyty nie mają interfejsów IP (Ethernet, Wi-Fi itp.) i nie rozumieją protokołu NTRIP. Potrzebują kogoś z zewnątrz, aby przejść z NTRIP na RTCM i odwrotnie. Z tego powodu opracowaliśmy serię akcesoriów umożliwiających NTRIP w naszych płytach:

  • Bluetooth: podłącz swoje simpleRTK2B do telefonu komórkowego za pośrednictwem Bluetooth. Twój telefon może teraz działać jako klient NTRIP (ale także jako serwer lub caster).

Bluetooth NTRIP

  • WiFi: z siecią Wi-Fi dostępną w Twojej okolicy, podłącz WiFi NTRIP Master akcesorium i używaj swojej płyty jako klienta NTRIP (ale także jako serwera, a nawet serwera+caster).

Wi-Fi NTRIP

  • Klient 4G NTRIP: pozwól swojemu simpleRTK2B board staje się klientem NTRIP wszędzie tam, gdzie jest zasięg sieci komórkowej.

NTRIP 4G

Alternatywnie możesz również podłączyć swój simpleRTK2B do komputera lub telefonu komórkowego przez USB i użyj aplikacji na komputerze lub telefonie komórkowym, aby wykonać tę konwersję. Sprawdź nasze samouczek, aby dowiedzieć się, jak połączyć się z NTRIP caster.

usługi korekcyjne RTK

W niektórych krajach władze lokalne zainstalowały już sieć stacji bazowych z odpowiadającymi im serwerami NTRIP i oferują dostęp do sieci NTRIP caster za darmo i ma zasięg niemal ogólnokrajowy. W takich przypadkach zwykle wymagany jest jedynie podstawowy proces rejestracji. Aby ułatwić Ci życie, przygotowaliśmy bazę usług dla każdego kraju: Usługi korekcyjne RTK w Twoim kraju.

Jeśli masz szczęście, że masz usługę korekcji RTK w swojej okolicy, jesteś jednym ze szczęśliwców, którzy potrzebują minimalnej konfiguracji, aby móc korzystać z RTK. Potrzebujesz tylko naszego Podstawowy zestaw startowy i komputerem PC i podłącz do jednego z powyższych NTRIP Casters, podążając za naszym samouczek dotyczący łączenia się z NTRIP caster.

Istnieją również płatne usługi korekcji RTK, w niektórych krajach po rozsądnych cenach, w innych po bardzo wysokich cenach.

Mamy nadzieję, że pomogło Ci to lepiej zrozumieć, czym się zajmujemy i czego potrzebujesz, aby zacząć korzystać z RTK. Jeśli chcesz przeczytać więcej, być może zainteresuje Cię sprawdzenie naszego tutoriale. Jeśli nie możesz znaleźć tego, czego szukasz, a nadal masz jakieś pytania, nie wahaj się skontaktuj się z nami, zawsze odpowiadamy!

Masz pytania lub prośby?
Skontaktuj się z nami! Odpowiemy <24 godziny!

Ikona
Kontakt ArduSimple
Zamknij

Chcesz dowiedzieć się więcej o GPS/RTK?

1. Nasz zespół inżynierów skontaktuje się z Tobą w celu rozwiązania wszelkich pytań
2. Będziemy na bieżąco informować Cię o promocjach i nowościach produktowych
3. Dowiesz się od nas tylko wtedy, gdy będziemy mieć ważne wiadomości, nie będziemy spamować Twojego e-maila