Mașinile de tuns iarba, mașinile de măturat, taxiurile pentru pizza și mașinile de gunoi își vor efectua serviciile fără asistență umană directă în viitorul apropiat. Dronele zburătoare ar putea prelua sarcini care pun viața în pericol, cum ar fi curățarea geamurilor de pe zgârie-nori sau curățarea pilonilor de electricitate fără control de la distanță – doar cu ajutorul inteligenței artificiale în combinație cu o tehnologie de senzori de determinare a poziției din ce în ce mai bună. Receptoarele GNSS convenționale nu ar putea face acest lucru, în ciuda dezvoltării și îmbunătățirii constante a sistemelor GPS, Beidou, Galileo sau Glonass. În funcție de constelația actuală de sateliți, poziția determinată poate fi greșită cu câțiva metri chiar și în condiții favorabile. Acest lucru este fatal pentru situațiile în care este nevoie de o precizie mai mare. În agricultură, de exemplu, dacă mașinile cu conducere autonomă ar trebui să fertilizeze la trei metri distanță de rândul actual de plante sau să îndepărteze complet crengile și nu la câțiva centimetri; acest lucru ar duce la pierderi considerabile de recoltă și, prin urmare, la pierderi financiare.
Când vine vorba de senzori pentru determinarea poziției, metodele optice și acustice pierd de obicei în fața undelor electromagnetice. Tehnologia are nenumărate avantaje și a devenit acum accesibilă pentru majoritatea aplicațiilor. Începând cu Bluetooth 5.1, sunt disponibile noi funcții de poziționare cu AoA (Angle of Arrival) și AoD (Angle of Departure). Cu UWB sau Wi-Fi, acest lucru este cunoscut de ceva timp sub denumirea de sistem de localizare în timp real (RTLS). Principalul dezavantaj de până acum a fost rentabilitatea configurației hardware necesare pentru aceasta. Protocoalele radio, cum ar fi ANT sau atașarea de transpondere RFID, pot fi, de asemenea, soluții interesante. Cu toate acestea, în special pentru aplicațiile în aer liber, sistemele bazate pe sateliți s-au dovedit a fi cele mai bune, deoarece majoritatea tehnologiilor alternative nu sunt adecvate sau nu sunt atractive din punct de vedere financiar pentru multe aplicații din cauza schimbării locației și a preciziei insuficiente. Odată cu creșterea domeniilor de aplicare pe noi piețe, cum ar fi agricultura inteligentă sau robotica, prețurile soluțiilor de înaltă tehnologie pentru poziționarea cu precizie la nivel de centimetru scad, de asemenea, treptat
Corecția erorilor RTK aduce totul exact în poziție
Măsurătorile terestre nu ar mai fi de conceput fără sistemele de navigație prin satelit. Dacă o locație determinată cu precizie prin topografie este definită ca stație de referință, iar poziția este apoi determinată cu un receptor GNSS, este posibil să se determine cu precizie eroarea GNSS din abatere. Dacă se analizează cerul din această locație, se obțin numeroase date privind constelația actuală de sateliți și unghiul de refracție față de emisferă. Aceste date determinate pot fi considerate valabile fără abateri semnificative pe o rază de aproximativ 50 de kilometri. Doar la distanțe mai mari unghiurile de vizibilitate față de sateliți și, prin urmare, unghiurile de refracție ale straturilor atmosferice s-ar modifica în mod vizibil.
Dacă un obiect mobil aflat pe o rază de 50 de kilometri primește acum această eroare de poziție determinată cu precizie de la stația de referință, acesta poate aplica eroarea cunoscută pentru a corecta poziția GNSS măsurată. Rezultatul ar fi o fixare a poziției care ar avea o incertitudine de numai unul sau doi centimetri, în loc de trei până la cinci metri, cum se întâmplă de obicei. Acest lucru duce la domenii de aplicare complet noi pentru AGV-uri în agricultură și logistică sau drone aeriene, de exemplu.
Corecția erorilor prin transmiterea sincronizată în timp a unei erori de referință cunoscute se numește Real Time Kinematic (RTK). În funcție de aplicație, clienții pot obține acces la cea mai apropiată stație de referință de la furnizorii comerciali de rețele RTK/CORS, cum ar fi SAPOS, APOS, AGNES sau RTK Clue (alte exemple pot fi găsite la https://rutronik-tec.com/available-cors-networks-in-europe-to-cooperate-with-unicore-gnss-modules/) – o soluție avantajoasă pentru locații flexibile. Alternativ, pot fi stabilite baze proprii, mai orientate spre obiective pe termen lung pentru zone de utilizare constantă, cum ar fi în agricultură: majoritatea fermierilor dețin terenuri pe o rază de 50 km, motiv pentru care echiparea fermei cu un receptor GNSS și transmiterea online a erorii de poziție are sens. Pe câmp, tractorul poate determina, de asemenea, poziția prin GNSS și poate compensa eroarea determinată la nivel local, la fermă, prin telefonie mobilă.
Nebulas-II-UC4C0
În cazul închirierii în afara granițelor țării a unor utilaje speciale din sectorul agricol (utilizate, de exemplu, ieri în Bavaria, astăzi în Frisia de Est și mâine în Polonia), trebuie să se apeleze la serviciile operatorilor externi ai rețelei CORS (Continuously Operating Reference Stations). Aceștia, asemănător furnizorilor de telefonie mobilă, și-au instalat stațiile de bază suficient de aproape și monetizează accesul la acestea.
SoC sau modul? Nu orice soluție se potrivește tuturor
Cu Unicore Communications, Rutronik are pe linia sa un furnizor de frunte de astfel de soluții GNSS compatibile cu RTK. La baza portofoliului de module, plăci, dispozitive și kituri de navigație se află cipurile semiconductoare produse chiar de Unicore: UFirebird UC6226, de exemplu, este un sistem pe cip (SoC) GNSS standard cu un consum de putere deosebit de redus. Soluțiile RTK, pe de altă parte, se bazează pe Nebulas-II UC4C0, un SoC cu o unitate de calcul multi-core mai puternică și suport pentru Galileo, QZSS, Glonass, Beidou și Navstar GPS. O proiectare bazată pe un astfel de SoC GNSS este foarte solicitantă și este recomandată doar pentru firmele de proiectare cu experiență în domeniul frecvențelor înalte.
UB4B0
Într-un modul sau într-o placă, procesarea la înaltă frecvență, filtrarea și amplificarea semnalului sunt deja implementate și ecranate cât mai bine posibil împotriva influențelor externe asupra părților de circuit învecinate. Precertificările corespunzătoare scurtează timpul de dezvoltare, minimizează riscurile și economisesc costurile de investiție. În consecință, acestea reprezintă cea mai bună opțiune pentru majoritatea aplicațiilor planificate. UB4B0 este o astfel de placă GNSS multisistem de înaltă precizie bazată pe SoC Nebulas-II. Cele 432 de canale oferă suficient spațiu pentru a evalua semnalele recepționate și a le utiliza pe cele mai bune pentru calcularea poziției. Precizia RTK este specificată ca fiind de 1 cm +1ppm pe orizontală și 1,5 cm +1ppm pe verticală. În plus față de interfața serială pentru comunicația NMEA-0183, sunt disponibile, de asemenea, o interfață Ethernet, USB (Host & Device), o ieșire de semnal 1PPS și o conexiune pentru utilizarea opțională a unui semnal de ceas extern. Placa dispune, de asemenea, de detectarea rapidă a polarității fazei purtătoare și de detectarea interferențelor multipath. UB4B0 este potrivită pentru utilizarea în cadrul sistemului de augmentare la sol, precum și pentru integrarea în rețelele CORS. Modulul este deja utilizat în multe dispozitive de topografie și cartografiere cu cele mai înalte cerințe tehnice, care necesită o precizie deosebit de ridicată.
UB4B0M
Pe lângă modulul de 100 × 60 × 11,4 mm, Unicore Communications oferă UB4B0M, o versiune miniaturizată mai elaborată, cu dimensiuni de doar 46 × 71 × 9 mm – fără a face compromisuri în ceea ce privește funcționalitatea sau performanța. Cu dimensiunile de 46 × 71 mm, UB482 este, de asemenea, potrivit pentru utilizarea în spații de instalare mici. Atât datele privind direcția, cât și cele de poziționare pot fi emise simultan la o frecvență de până la 20Hz. UB482 funcționează deja în aplicații profesionale mobile, cum ar fi mașinile agricole și UAV-urile.
În cazul variantelor de module ale plăcilor GNSS, părțile de circuit deosebit de critice din punct de vedere al frecvențelor înalte sunt deja construite și precertificate. Clientul trebuie doar să adauge periferia adiacentă. Modulul UM220-IV NV, care este certificat AEC-Q104 și IATF16949, se bazează pe SoC UC6226 și, datorită suportului MEMS integrat și al odometrului, este potrivit și pentru navigația prin estimare, de exemplu, atunci când se navighează prin sisteme de tuneluri. De asemenea, este disponibilă o selecție de module GNSS standard cu consum redus de putere, precum și kituri de dezvoltare pentru toate variantele. De asemenea, sunt disponibile cutii de receptor gata construite în carcase metalice, care pot fi conectate direct la un laptop și care servesc nu numai la configurarea rapidă a propriei stații de bază CORS, ci pot fi utilizate și pentru teste pe teren sau în scopul evaluării produselor.
UB482
Atunci când este vorba despre ± cm: Tehnologia de ultimă generație se intersectează cu competența în domeniul wireless
Rutronik s-a convins de importanța tehnologiei Real Time Kinematic (RTK) și de impactul pozitiv pe care aceasta îl are asupra piețelor țintă în curs de dezvoltare rapidă, cum ar fi AGV-urile, dronele, roboții și agricultura inteligentă. RTK este din ce în ce mai mult predestinată să înlocuiască receptoarele standard de satelit, deoarece rezultatele cu o precizie mai mare oferă un avantaj competitiv decisiv – chiar dacă tehnologia necesită o investiție ușor mai mare, în ciuda scăderii prețurilor.
Împreună cu Unicore, Centrul de competență wireless Rutronik oferă atât cele mai recente soluții de ultimă generație, cât și consultanță individuală pentru produse și sisteme, care, în plus, scoate în evidență conceptele de antene, sursele de alimentare și transmisia radio a datelor privind valorile de corecție. Rutronik se poate baza pe portofoliul a aproximativ 250 de alți furnizori de electronice, ceea ce îi permite să alcătuiască un sistem GNSS complet dintr-o singură sursă pentru fiecare aplicație specifică – de la servere Xeon de înaltă performanță la managementul dispozitivelor bazat pe cloud, cu reguli opționale de geofencing și LED-uri de stare.
UM4B0
Încă din 2005, Rutronik a înființat Centrul de competență wireless pentru a putea oferi clienților care dezvoltă aplicații de radiocomunicații mobile și GPS un sprijin tehnic competent. În ultimii șaptesprezece ani, pe linia de produse au existat întotdeauna între doi și patru furnizori de receptoare GNSS, toți aceștia străduindu-se să ofere cea mai bună pregătire posibilă pentru echipele de marketing al produselor și echipele FAE. În 2019, distribuitorul și-a invitat clienții la Centrul European de Operațiuni Spațiale (ESOC – European Space Operation Centre) din Darmstadt, unul dintre centrele de operațiuni ale Agenției Spațiale Europene (ESA), unde au primit informații de la inginerii Galileo despre tehnologia, întreținerea și extinderea sistemului european, precum și informații de bază interesante despre cum să lucreze cu echipele GPS, Glonass și Beidou.
UM482
Motivul pentru care receptoarele multi-GNSS își pot determina poziția mai repede decât receptoarele GPS în zonele urbane este acum la fel de clar ca și consumul mai mic de putere TTFF după o pauză mai lungă.
Atât timpul de pornire, cât și consumul de putere pot fi optimizate și mai mult cu ajutorul unei conexiuni la internet, de exemplu prin descărcarea pachetelor de date despre efemeride și almanah de pe un server în loc să fie descărcate de la sateliți prin intermediul comunicației mobile. Oricum, aceste măsuri de calibrare nu au nicio influență asupra valorii de eroare a poziției determinate.
