For at robotten kan male præcist, er det nødvendigt, at den til enhver tid kender sin præcise position. Robotten opnår dette ved at anvende en række sammenkoblede teknologier inden for geopositionering.
Kort sagt afhænger nøjagtigheden, hvormed GNSS-modtageren kan bestemme sin position, af antallet af satellitter, den kan modtage signaler fra - jo flere, desto bedre. Ved hjælp af signaler fra flere satellitter udfører modtageren en proces kaldet triangulering. Den beregner afstanden til hver satellit baseret på hvor lang tid det tog for signalerne at nå frem, og kombinerer derefter afstandsinformationen fra alle satellitterne for at beregne sin præcise position i et tredimensionelt rum (breddegrad, længdegrad og højde).
Dog gør forstyrrelser i atmosfæren GNSS-signalet mindre præcist. Dette løses ved konstant at sammenligne de modtagne signaler med korrektionsdata, der modtages over internettet fra såkaldte Ntrip-sendere.
For en grundlæggende introduktion til de centrale teknologier, se nedenfor:
Billede: RTK er en specifik form for realtidsdifferentiel GNSS, der giver meget høj nøjagtighed. Ntrip er en protokol, der bruges til at transmittere korrektionsdata, og den kan anvendes i kombination med RTK for at muliggøre dækning af store områder og levering af korrektioner i realtid over internettet.
Hvad er GNSS?
Satellitnavigation, eller Satnav, er et system, der bruger satellitter til at give autonom geopositionering. Et satellitnavigationsystem med global dækning kaldes et Global Navigation Satellite System (GNSS).
GNSS henviser til en konstellation af satellitter, der sender signaler fra rummet, der transmitterer positionerings- og tidsdata til GNSS-modtagere. Modtagerne bruger derefter disse data til at bestemme deres placering.
Pt. er fire globale systemer operationelle:
- Det amerikanske Global Positioning System (GPS)
- Ruslands Global Navigation Satellite System (GLONASS)
- Kinas BeiDou Navigation Satellite System (BeiDou er kinesisk for stjernebilledet Store Bjørn)
- Den Europæiske Unions Galileo (opkaldt efter Galileo Galilei)
I daglig tale bruges forkortelsen GPS ofte, når man taler om satellitnavigation, da GPS er det ældste og mest kendte af de fire GNSS-systemer. Dog bruger næsten alle moderne GNSS-modtagere alle fire GNSS-systemer.
Hvad er DGPS?
Differential Global Positioning System (DGPS) er en teknik, der bruges til at forbedre nøjagtigheden af GNSS (Global Navigation Satellite System) målinger. Det er særligt vigtigt i anvendelser, hvor der kræves meget høj nøjagtighed, såsom at male sportsbaner.
DGPS indebærer oprettelse af en referencestation med en kendt, præcist opmålt placering. Denne station beregner forstyrrelser i GNSS-signalerne og genererer korrektionsdata. Disse data sendes derefter ud til nærliggende mobile GNSS-modtagere, som derefter anvender korrektionerne til deres egne målinger.
Korrektionsdata i DGPS sendes typisk over radiobølger direkte fra referencestationen til de mobile modtagere.
Hvad er RTK (Real-Time Kinematic)?
RTK er en mere avanceret form for DGPS, der giver endnu højere nøjagtighed i realtid. RTK bruger også en referencestation, men den sammenligner konstant sin egen position med den kendte position. Den beregner korrektionsdata i realtid og sender det til den mobile modtager, hvilket muliggør nøjagtighed på centimeterniveau.
RTK-netværk af faste referencestationer udvider anvendelsen af RTK til et større område, der indeholder et netværk af referencestationer. Driftssikkerhed og nøjagtighed afhænger af tætheden og kapaciteten af referencestation-netværket.
RTK kan opnå nøjagtighed på centimeterniveau, hvilket gør det egnet til meget præcise anvendelser som maling af sportsbaner. RTK-korrektionsdata sendes typisk ved hjælp af Ntrip.
Hvad er Ntrip?
Ntrip (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) er en protokol, der bruges til at transmittere korrektionsdata, og den bruges i forbindelse med både DGPS og RTK for at facilitere dækning af store områder og levering af korrektioner i realtid over internettet. Ntrip kan understøtte forskellige niveauer af nøjagtighed, afhængigt af den specifikke implementering, men den er i stand til at levere nøjagtighed på centimeterniveau, når den bruges sammen med RTK.
Ntrip er afhængig af et netværk af referencestationer og en central server (Ntrip Caster). Referencestationerne sender korrektionsdata til casteren, som derefter distribuerer det til mobile GNSS-modtagere via internettet.