RTK GNSS Υψηλής Ακρίβειας GPS Tracker με 4G ή LoRaWAN για Εργαζομένους, Οχήματα και Βιομηχανικές Εφαρμογές

RTK GNSS: Όταν το Συμβατικό GPS Δεν Είναι Αρκετά Ακριβές

Ένα συμβατικό GPS tracker μπορεί να είναι επαρκές όταν ο χρήστης θέλει να γνωρίζει σε ποιο δρόμο βρίσκεται ένα όχημα ή σε ποια γενική περιοχή βρίσκεται ένας εργαζόμενος.

Υπάρχουν όμως εφαρμογές όπου ένα σφάλμα μερικών μέτρων είναι πολύ μεγάλο.

Για παράδειγμα:

Σε ποια ακριβώς λωρίδα κινήθηκε ένα μηχάνημα;

Πόσο κοντά βρίσκεται ένα όχημα σε ένα καθορισμένο όριο;

Ποια ακριβώς διαδρομή ακολούθησε ένας γεωργικός εξοπλισμός;

Πού βρίσκεται ένας εργαζόμενος σε έναν μεγάλο ανοικτό βιομηχανικό χώρο;

Σε αυτές τις περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί η τεχνολογία RTK GNSS.

Τι Είναι το RTK;

RTK σημαίνει Real-Time Kinematic.

Ένας συμβατικός GNSS δέκτης υπολογίζει τη θέση χρησιμοποιώντας δορυφορικά σήματα.

Ένα σύστημα RTK προσθέτει δεδομένα διορθώσεων που προέρχονται από σταθμό αναφοράς ή δίκτυο σταθμών.

Μια τυπική αρχιτεκτονική μπορεί να είναι:

GNSS Satellites → Base / Reference Network → RTCM Corrections → RTK Tracker → Server

Όταν ο δέκτης έχει κατάλληλες δορυφορικές συνθήκες και επιτύχει σταθερή λύση RTK Fixed, μπορεί να επιτευχθεί ακρίβεια επιπέδου εκατοστών.

Αυτό δεν σημαίνει ότι η ίδια ακρίβεια είναι εγγυημένη σε κάθε περιβάλλον.

Κτίρια, μεταλλικές επιφάνειες, δέντρα, κεραίες και η ποιότητα των correction data μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά το αποτέλεσμα.

Single, Float και Fixed

Σε ένα επαγγελματικό RTK σύστημα δεν πρέπει να εξετάζουμε μόνο τις συντεταγμένες.

Είναι επίσης σημαντικό να γνωρίζουμε την κατάσταση της λύσης GNSS.

Ανάλογα με τον δέκτη, μπορεί να εμφανίζονται καταστάσεις όπως:

Single

Ο δέκτης λειτουργεί χωρίς πλήρη RTK λύση και η ακρίβεια παραμένει συνήθως σε επίπεδο συμβατικού GNSS.

DGNSS

Χρησιμοποιούνται διαφορικές διορθώσεις, αλλά δεν έχει επιτευχθεί πλήρης RTK Fixed λύση.

Float

Ο δέκτης χρησιμοποιεί RTK δεδομένα, αλλά οι αμφισημίες φάσης δεν έχουν επιλυθεί πλήρως.

Fixed

Η λύση RTK έχει σταθεροποιηθεί και μπορεί να επιτευχθεί η υψηλότερη ακρίβεια του συστήματος υπό κατάλληλες συνθήκες.

Για αυτόν τον λόγο μια πλατφόρμα RTK πρέπει ιδανικά να αποθηκεύει όχι μόνο latitude και longitude αλλά και την κατάσταση RTK.

NTRIP και RTCM

Ένας RTK tracker χρειάζεται διορθώσεις.

Μία συνηθισμένη μέθοδος είναι το NTRIP.

Η συσκευή μπορεί να συνδέεται μέσω 4G σε έναν NTRIP caster και να λαμβάνει RTCM correction messages.

Η αρχιτεκτονική γίνεται:

RTK Tracker → 4G Internet → NTRIP Caster → RTCM → RTK GNSS Engine

Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν υπάρχει ήδη διαθέσιμο δίκτυο RTK στην περιοχή λειτουργίας.

Ιδιωτικός RTK Base Station

Δεν απαιτείται κάθε έργο να χρησιμοποιεί δημόσια υπηρεσία διορθώσεων.

Σε εργοστάσια, αγροκτήματα, εργοτάξια ή ιδιωτικές βιομηχανικές εγκαταστάσεις μπορεί να εγκατασταθεί ένας ιδιωτικός σταθμός βάσης.

Έτσι ο πελάτης μπορεί να δημιουργήσει τη δική του RTK υποδομή για μια καθορισμένη περιοχή.

Η επιλογή μεταξύ NTRIP network και ιδιωτικού base station εξαρτάται από την κάλυψη, το κόστος, την απαιτούμενη διαθεσιμότητα και την αρχιτεκτονική του έργου.

4G RTK GPS Tracker

Το 4G είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για RTK επειδή μπορεί να μεταφέρει τόσο δεδομένα θέσης όσο και correction data μέσω Internet.

Η συσκευή μπορεί:

να λαμβάνει RTCM μέσω NTRIP,

να υπολογίζει RTK θέση,

να στέλνει τις συντεταγμένες στον server,

να αναφέρει την κατάσταση Float/Fixed.

Αυτό επιτρέπει απομακρυσμένη παρακολούθηση ενός RTK tracker από μια κεντρική πλατφόρμα.

LoRaWAN και RTK

Για ειδικά ιδιωτικά IoT έργα μπορεί επίσης να εξεταστεί επικοινωνία LoRaWAN.

Ωστόσο, η αρχιτεκτονική πρέπει να σχεδιαστεί ανάλογα με τον όγκο και τη συχνότητα των δεδομένων που απαιτεί η συγκεκριμένη εφαρμογή.

Για αυτόν τον λόγο η έκδοση LoRaWAN αντιμετωπίζεται ως προσαρμοσμένη λύση έργου και όχι ως απλή αντικατάσταση του 4G σε κάθε RTK εφαρμογή.

RTK για Προσωπικό

Σε μεγάλους ανοικτούς βιομηχανικούς χώρους μπορεί να απαιτείται μεγαλύτερη ακρίβεια από αυτή που παρέχει ένα τυπικό GPS badge.

Ένα RTK GNSS wearable μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εξειδικευμένες εφαρμογές προσωπικού όπου είναι σημαντική η ακριβής θέση σε εξωτερικό χώρο.

Πρέπει όμως να σημειωθεί ότι το RTK βασίζεται σε καλή λήψη GNSS.

Για βαθιά εσωτερικά περιβάλλοντα απαιτείται συνήθως διαφορετική ή υβριδική τεχνολογία εντοπισμού.

RTK για Οχήματα και Μηχανήματα

Η υψηλή ακρίβεια είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε:

μηχανήματα έργου,

γεωργικά οχήματα,

βιομηχανικά οχήματα,

εξοπλισμό λιμένων,

ρομποτικά συστήματα,

μηχανήματα ακριβείας.

Σε σταθερή εγκατάσταση οχήματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξωτερική GNSS κεραία σε κατάλληλη θέση για καλύτερη λήψη δορυφορικών σημάτων.

RTK για Γεωργία Ακριβείας

Η γεωργία είναι μία από τις σημαντικές εφαρμογές του RTK GNSS.

Ένα σύστημα υψηλής ακρίβειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για καταγραφή διαδρομών μηχανημάτων, επαναλαμβανόμενες εργασίες σε καθορισμένες γραμμές και παρακολούθηση γεωργικού εξοπλισμού.

Η τελική απόδοση εξαρτάται από το GNSS module, την κεραία, την ποιότητα των διορθώσεων και τις συνθήκες του πεδίου.

Τι Πρέπει να Εμφανίζει μια RTK Πλατφόρμα;

Μια επαγγελματική πλατφόρμα υψηλής ακρίβειας μπορεί να καταγράφει περισσότερα από απλές συντεταγμένες.

Χρήσιμα δεδομένα περιλαμβάνουν:

Latitude

Longitude

Altitude

Speed

Heading

GNSS Fix Status

RTK Float / Fixed

Satellite Count

Correction Age

Device Time

Communication Status

Έτσι οι μηχανικοί μπορούν να αξιολογούν όχι μόνο τη θέση αλλά και την ποιότητα της λύσης.

API και Ιδιωτικός Server

Τα RTK δεδομένα μπορούν να μεταδίδονται μέσω API σε λογισμικό τρίτων.

Αυτό επιτρέπει την ενσωμάτωση σε:

συστήματα διαχείρισης στόλου,

βιομηχανικές πλατφόρμες,

γεωργικά συστήματα,

λογισμικό μηχανημάτων,

συστήματα GIS.

Για ειδικά έργα μπορεί επίσης να αναπτυχθεί ιδιωτικός server και προσαρμοσμένο πρωτόκολλο.

OEM/ODM RTK GNSS Ανάπτυξη

Ένα RTK προϊόν μπορεί να προσαρμοστεί σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό από ένα απλό GPS tracker.

Η ανάπτυξη μπορεί να περιλαμβάνει:

RTK GNSS module

PCB / PCBA

GNSS antenna

4G ή LoRaWAN

NTRIP Client

RTCM parsing

Firmware

TCP protocol

API

Web platform

Private server

NTRIP / Base Station integration

Προσαρμοσμένο περίβλημα

Έτσι μπορεί να δημιουργηθεί διαφορετικό προϊόν για προσωπικό, όχημα, μηχάνημα ή γεωργική εφαρμογή.

Πριν από ένα RTK Project

Πριν επιλεγεί το hardware πρέπει να καθοριστούν:

Απαιτούμενη ακρίβεια

Κινητή ή σταθερή εφαρμογή

Χώρα χρήσης

Διαθέσιμο NTRIP network

Ανάγκη ιδιωτικού Base Station