Poziționare în timp real cu precizie centimetrică

© AdobeStock_307520280

O ratare la limită este tot o ratare – acest lucru este valabil mai ales pentru aplicațiile care necesită o poziționare precisă, cum ar fi cele pentru conducerea autonomă sau topografie. Cinematica în timp real, o tehnologie care permite exact acest lucru în timp real, devine acum atractivă din punct de vedere comercial.

Cinematica în timp real (RTK) este o metodă de înaltă precizie pentru determinarea poziției. Această tehnologie a viitorului va juca un rol esențial în aplicațiile fără șofer, de exemplu, dar și aplicațiile din multe alte industrii pot beneficia de măsurători în timp real, cu precizie la centimetru, inclusiv în agricultură, construcții, topografie, geologie, robotică și controlul dezastrelor.

Pentru astfel de aplicații, semnalele GNSS convenționale nu sunt destul de precise, având o acuratețe de numai trei până la zece metri. Cu ajutorul RTK, precizia poate fi îmbunătățită la aproximativ 2 centimetri, fără întârzieri. Acest lucru asigură o reproductibilitate constantă a poziției, ceea ce este esențial pentru vehiculele autonome, nu numai pe autostrăzi.

Cum reușește RTK să determine o poziție cu foarte mare precizie?

Două receptoare GNSS comunică prin intermediul unei stații de bază pentru a determina poziția cu acuratețe. (Sursă imagine: Rutronik)

RTK utilizează două receptoare GNSS pentru poziționare: un receptor de bază și un receptor de explorare (rover). Receptorul de bază este fixat în poziție și primește semnale de la sateliți pentru a obține informații despre poziție. Aceste semnale sunt denumite date de corecție, deoarece conțin informații despre abaterile de la valoarea așteptată, de exemplu din cauza condițiilor atmosferice. În acest scop, receptorul de bază își calculează propria poziție utilizând semnalele primite de la sateliții GNSS și o compară cu poziția sa fixă cunoscută. Acest lucru permite detectarea erorilor și a abaterilor și generarea unui semnal de corecție, care este transmis în timp real către receptorul mobil.

Roverul este amplasat în locul în care trebuie măsurată poziția, de exemplu, în vehicul. Aceasta înseamnă că, de obicei, are o poziție mobilă mai degrabă decât una fixă. Ambele receptoare comunică între ele prin intermediul unei conexiuni wireless. În acest fel, roverul primește datele de corecție de la receptorul de bază și poate crește precizia calculării poziției.

Cele două receptoare comunică prin intermediul unei rețele de stații de bază, ceea ce înseamnă că au nevoie doar de o conexiune la Internet pentru a accesa datele de corecție. Stația cu cel mai puternic semnal în momentul cererii este întotdeauna selectată – chiar și peste granițele naționale.

Are nevoie fiecare aplicație de propria sa stație de bază?

Lista detaliată a furnizorilor NTRIP

Diversele servicii de poziționare prin satelit își furnizează datele de poziționare în timp real prin intermediul protocolului NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol). NTRIP este o metodă dezvoltată de Agenția Federală Germană pentru Cartografie și Geodezie în vederea furnizării fluxurilor de date de corecție GNSS. Metoda permite accesul la date de la stațiile de recepție existente pentru a se asigura că furnizorii care integrează RTK în aplicațiile lor nu au nevoie de propriile lor receptoare. Aceștia pot accesa datele de corecție utilizând NTRIP prin intermediul rețelelor publice sau private cu plată, în funcție de regiune. O listă detaliată a furnizorilor NTRIP este disponibilă la: https://ntrip-list.com.

Pentru produsele de larg consum, cum ar fi mașinile robotizate de tuns iarba, nu este întotdeauna necesară o conexiune la internet și nici utilizarea datelor NTRIP furnizate de terți. De exemplu, baza de referință poate fi o stație de încărcare, care ar trebui să fie fixată într-un loc stabil, dar a cărei poziție în coordonate absolute nu este relevantă pentru funcționarea robotului de tuns iarba. De multe ori, vehiculul, în acest caz mașina de tuns iarba, comunică direct cu baza (stația de încărcare) printr-o conexiune WiFi fără latență. Prin urmare, vehiculul se deplasează folosind o referință relativă la stația de încărcare, mai degrabă decât bazându-se pe date de poziție absolută.

Ce componente sunt deja disponibile?

Componentele necesare pentru implementarea aplicațiilor RTK sunt disponibile în portofoliul GNSS al Rutronik. Cele mai promițătoare produse vin, în prezent, de la Unicore și Minew. Unicore este una dintre cele mai importante companii din China în domeniul poziționării. Printre clienții companiei se numără unii dintre cei mai cunoscuți producători auto asiatici. Pentru a se impune acum și pe piața europeană, Unicore se bazează pe un parteneriat cu Rutronik.

În domeniul modulelor de poziționare de înaltă precizie, Unicore oferă diverse dispozitive bazate pe cea mai recentă generație a cipului GNSS NebulasIV, compatibile cu diverse benzi – de asemenea, la nivel mondial. Modulele, cum ar fi UM960 extrem de compact (12,2 mm × 16,0 mm × 2,4 mm), acceptă poziționarea RTK pe toate sistemele și pe frecvențe multiple. Un modul puțin mai mare este UM980, care oferă, de asemenea, o rată de date mai mare de 50 Hz (UM960: 20 Hz).

Modulul GNSS de înaltă sensibilitate de la Minew – MS34SN3 – are un motor de poziționare RTK integrat care acceptă poziționare simultană multi-constelație și L1+L5. Cu tehnologie GPS, BeiDou, Glonass, Galileo, QZSS și RTK, MS34SN3 atinge o precizie de poziționare de ordinul centimetrilor. În același timp, modulul este foarte eficient energetic, având un consum de putere de numai 15 mA.

Avantajele RTK

© AdobeStock_378758311

Tehnologia RTK oferă o serie de avantaje față de sistemele GPS convenționale. Cele mai importante sunt:

1. Precizie de zece ori mai mare: Acest lucru face ca RTK să fie soluția ideală pentru aplicațiile care necesită o poziționare foarte precisă, cum ar fi vehiculele autonome.
2. Poziționare în timp real: Fiind o tehnologie de poziționare în timp real, RTK este potrivită pentru aplicații care necesită date de poziție precise și rapide, de exemplu pentru drone.
3. Rezistență la intemperii: Precizia nu este afectată de variațiile condițiilor climatice.
4. Versatilitate: Tehnologia RTK poate fi utilizată în multe industrii, inclusiv în topografie și geologie, minerit și agricultură.

Autor: Filipe dos Reis, Corporate Product Manager Wireless, Rutronik

Rutronik | https://www.rutronik.com