Funktion und Erfahrung mit RTK/GPS

[W1976]

Ich habe hier mal ein extra Thema zu Funktion, Erfahrung mit RTK/GPS aufgemacht. Da kann jeder gerne wo mit RTK/GPS Mährobotern schon was zu tun hat mal etwas dazu erzählen.

 

[Janek.Chef]

Ich habe hier mal ein extra Thema zu Funktion, Erfahrung mit RTK/GPS aufgemacht. Da kann jeder gerne wo mit RTK/GPS Mährobotern schon was zu tun hat mal etwas dazu erzählen.

Ich habe bisher keine Erfahrung, bin aber ganz Ohr .
Fang an

 

[W1976]

Ich verlinke mal das Video hier von Ublox, da wird mal einfach die Funktion erklärt:

 

[EinEinfach]

Ich habe seit der letzten Saison einen RTK Mäher. Ich kehre nie zu einem Schleifen-Mäher zurück, das Komfort ist einfach toll, mal eben eine Fläche ausgrenzen, oder mal die Ecke nachbessern, damit der Mäher besser rumkommt, alles innerhalb von 5 min.

Meine RTK Daten kommen von SAPOS Niedersachsen. Es gab letzten Sommer einen Ausfall des Dienstes über ein ganzes Wochenende, so dass der Mäher nicht raus konnte. Der GPS Empfang macht bei mir keine Probleme unter den großen Bäumen, sowie das Wetter hat meiner Erfahrung keinen Einfluss auf die Qualität des Signals. Probleme gibt es in der Nähe von Hauswänden, diese Bereiche müssen schnell passierbar gestaltet werden (entsprechende Mähwinkel wählen).

 

[W1976]

Ich habe eine eigene RTK/GPS Station im Garten an der Garage fest verbaut, die besteht aus einer GPS Empfangsantenne und einer RTK Funkantenne. Die GPS Antenne ist an einer Ardusimple LR Karte mit Ublox ZED-F9P-Modul ausgestattet. Auf der Ardusimple LR Karte ist noch eine Xbee Karte eingesteckt an der die RTK Antenne angeschlossen ist.

Im Mäher ist nochmal das selbe wie in der RTK/GPS Station verbaut. Nur das der Mäher keine RTK Daten sendet, sondern nur empfängt.

Von der Funktion her kenne ich es so, das der Mäher und auch die RTK/GPS Station 3 - 4 Satteliten empfangen müssen. Und das die RTK/GPS Signal das Korrektursignal an den Mäher sendet. Dadurch ist es erst möglich das der Mäher auf +-2cm genau navigieren kann.

Aus eigener 2 jährigen Erfahrung mit aktuell 2 RTK/GPS Mähern blieb der Mäher stehen, wenn der GPS Empfang unter meiner hohen Weide oder an der Garagen/Hauswand nicht so gut war. Z.B. durch Reflektionen der Hauswand. Meistens fährt er aber nach ein paar Minuten wieder weiter. Kann aber auch vom Wetter abhängen.

Wo man aufpassen muss ist wenn man den virtuellen Begrenzungsdraht erstellt, bei meinem Mäher geht das durch setzen von Punkten und da muss das GPS Signal am Mäher top sein, sonst stimmen die Koordinaten des gesetzten Punktes nicht.

Gegenüber einem Schleifenmäher ist einfach das einfache erstellen der Mähfläche mit dem virtuellem Begrenzungsdraht der größte Vorteil. Bei 1000m² und 35 Ausgrenzungen ist man in 1 Stunde fertig. Mit dem Begrenzungsdraht verlegen hatte ich vor ein paar Jahren sicher 4 - 6 Stunden gebraucht und musste jedes Jahr die Büsche oder das Kabel anpassen.
Heute wenn der Busch sich nach unten neigt oder breiter wird, fahre ich einfach mit dem Mäher hin per APP und erweitere die Ausgrenzung. Kalkuliere die Fahrwege neu und lade die Karte hoch und schon kann es losgehen.

Meine Infos stammen Hauptsächlich von Alexander Grau, der Programmiere vom Ardumower. Er war hier vor ein paar Jahren im Bosch Indego Thread aktiv. Andere Quellen war noch Youtube, Wikipedia, Ardumower Forum, Ardumower Wiki die Homepage von Ardusimple und Ublox.

Falls jemand andere Erfahrungen oder Wissen hat, dann her damit. Am besten mit Quelle.

 

[Gast72579]

Im Mäher ist nochmal das selbe wie in der RTK/GPS Station verbaut. Nur das der Mäher keine RTK Daten sendet, sondern nur empfängt.

Ist meines Wissens nicht ganz richtig.

Die RTK-Station und der Mäher müssen "ihre" Satellitendaten miteinander austauschen.
Ansonsten kann das RTK-Korrektursignal nicht erzeugt werden.

Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten, RTK umzusetzen:
1) Über Funk
2) Über Mobilfunk

Bei der Mobilfunk-Variante wird das Korrektursignal von einem Server errechnet. Sowohl die RTK-Station als auch der Mäher senden dafür ihre Daten (GPS-Koordinaten und die jeweils empfangenen Satelliten) an den Server.

Die Mobilfunk-Variante hat gegenüber der Funk-Variante mehrere Vorteile:
1. Man braucht nicht zwingend eine eigene RTK-Station im Garten.
2. Die Störanfälligkeit des Funksignals (das ja ebenfalls durch z.B. Hindernisse oder schlechtes Wetter beeinflusst werden kann) fällt weg.

Der Nachteil der Mobilfunk-Variante ist offentlichtlich. Es muss eine dauerhafte Mobilfunkverbindung vorhanden sein.
Eine 2G-Verbindung ist hier ausreichend - aber in Funklöchern funktioniert es halt eher nicht so gut.

Von der Funktion her kenne ich es so, das der Mäher und auch die RTK/GPS Station 3 - 4 Satteliten empfangen müssen.

Die Anzahl schwankt normal zwischen 4 und 8.
Entscheidend bei der ganzen Sache ist aber, dass beide Systeme (RTK-Station und Mower) eine Mindestanzahl an gleichen Satelliten sehen müssen.
Die Sicht auf diese Satelliten darf dabei (sowohl von Seiten der RTK-Station als auch vom Mower) nicht durch Hindernisse wie z.B. Wände oder Bäume behindert werden.
Ist die Sicht auf einen Satelliten blockiert, kann dieser nicht zur Berechnung des RTK-Korrektursignals herangezogen werden.

Außerdem darf die Entfernung zwischen RTK-Station und Mower nicht zu groß werden.
Grund dafür ist einfach, weil das Korrektursignal ab einer gewissen Entfernung zu ungenau wird.

Und das ist auch der kleine aber feine Unterschied zwischen normalem GPS und RTK/GPS.
Das normale GPS wirst du nahezu immer empfangen können - auch unter dichten Bäumen oder innerhalb von Gebäuden.

Dies lässt sich mit der Smartphone-APP "GPS Test" ganz einfach nachvollziehen.

Das RTK-Korrektursignal ist im Inneren von Gebäuden (oder ganz allgemein wenn die Sicht nach oben durch ein Dach blockiert wird) nicht verwertbar.
Ob das RTK-Korrektursignal unter Bäumen oder an Hauswänden empfangen bzw. verwendet werden kann, hängt maßgeblich von den Satelliten ab, die für dessen Berechnung herangezogen werden.
Wenn die Sicht auf diese Satelliten frei ist, gibt's keine Probleme.

Dabei beachten:
Die Satellitenposition ist nicht statisch, sondern verändert sich ggf. im Laufe eines Tages.

 

[EinEinfach]

Außerdem darf die Entfernung zwischen RTK-Station und Mower nicht zu groß werden.
Grund dafür ist einfach, weil das Korrektursignal ab einer gewissen Entfernung zu ungenau wird

Bei einer „Mobilfunk Variante“ wobei es muss nicht zwingend ein Mobilfunknetz sein, Hauptsache Verbindung zum Server steht (kann auch WiFi sein) ist die Entfernung zur Basistation egal, die ist meistens sowieso zu groß. Es wird für die Dauer der Session eine virtuelle Basisstation in der Nähe des Rovers erzeugt. Diese entsteht durch die Interpolation der Daten zwischen den echten Stationen des Anbieters.

 

[Gast72579]

Es wird für die Dauer der Session eine virtuelle Basisstation in der Nähe des Rovers erzeugt. Diese entsteht durch die Interpolation der Daten zwischen den echten Stationen des Anbieters.

Das ist die Vorgehensweise von SAPOS, die ist aber nicht allgemein gültig.

 

[EinEinfach]

Die RTK-Station und der Mäher müssen "ihre" Satellitendaten miteinander austauschen.
Ansonsten kann das RTK-Korrektursignal nicht erzeugt werden.

Warum die Basisstation die Positionsdaten des Rovers zur Berechnung des Korrektursignals benötigt, verstehe ich nicht.

 

[EinEinfach]

Das ist die Vorgehensweise von SAPOS, die ist aber nicht allgemein gültig.

Welche andere Anbieter gibt es? Und wie machen die das?

 

[Gast72579]

Warum die Basisstation die Positionsdaten des Rovers zur Berechnung des Korrektursignals benötigt, verstehe ich nicht.

Im Fall von SAPOS z.B. um den Standort für die "virtuelle Referenzstation" ermitteln zu können.

Welche andere Anbieter gibt es? Und wie machen die das?

Die machen das eben über ein eigenes Antennennetzwerk und arbeiten dabei nicht mit virtuellen Referenzstationen.
Aber egal ob SAPOS oder ohne virtuelle Referenzstationen. Beide Systeme haben eine max. Reichweite.
Wenn bei SAPOS die virtuelle Ref.Station zu weit vom Rover entfernt ist, ist die Genauigkeit des Korrektursignals auch zu ungenau, um damit arbeiten zu können.

 

[EinEinfach]

Die machen das eben über ein eigenes Antennennetzwerk und arbeiten dabei nicht mit virtuellen Referenzstationen.

Welche andere Anbieter gibt es? Und wie machen die das?

 

[EinEinfach]

Im Fall von SAPOS z.B. um den Standort für die "virtuelle Referenzstation" ermitteln zu können.

Ja, definitiv, aber nicht um einen Korrektursignal zu bestimmen

 

[Gast72579]

Ja, definitiv, aber nicht um einen Korrektursignal zu bestimmen

Natürlich, denn die virtuelle Referenzstation ist bei SAPOS Grundvoraussetzung für das Korrektursignal.

Welche andere Anbieter gibt es? Und wie machen die das?

Kress z.B. werden bei ihren RTK-Mähern nicht auf SAPOS setzen.

 

[EinEinfach]

Kress z.B. werden bei ihren RTK-Mähern nicht auf SAPOS setzen.

Gibt es die schon zu kaufen? Ich meine reale Anbieter, nicht was vllt irgendwann mal kommt.

Aber die müssen auch interpolieren, alles andere ist unwirtschaftlich

 

[Gast72579]

Gibt es die schon zu kaufen? Ich meine reale Anbieter, nicht was vllt irgendwann mal kommt.

Kress sollte hier nur als Beispiel dienen.
Es gibt neben SAPOS definitiv noch ein paar andere Anbieter von RTK-Referenzstationen, die halt auch ohne virtuelle Referenzstationen arbeiten. Wobei SAPOS vorallem wegen der Kosten wohl der bekannteste Anbieter ist.

 

[EinEinfach]

Natürlich, denn die virtuelle Referenzstation ist bei SAPOS Grundvoraussetzung für das Korrektursignal.

Prinzipbedingt braucht die virtuelle Station die Position des Rovers einmalig, aber

Es gibt neben SAPOS definitiv noch ein paar andere Anbieter von RTK-Referenzstationen, die halt auch ohne virtuelle Referenzstationen arbeiten.

nenn mir einen, nicht weil ich dich ärgern will, ich interessiere mich für die Technik und ich möchte wissen wie die das gelöst haben ohne alle 10km eine Referenzstation zu installieren

 

[Gast72579]

nenn mir einen, nicht weil ich dich ärgern will, ich interessiere mich für die Technik und ich möchte wissen wie die das gelöst haben ohne alle 10km eine Referenzstation zu installieren

Ich hab doch schon geschrieben dass die Reichweite durchaus auch 20km oder mehr betragen kann.
Etwa alle xx km wird dann eine Referenzstation stehen.
Kommt halt drauf an, welche Antennen genutzt werden.
Auf dem Markt gibt es mehrere Anbieter solcher Antennen mit unterschiedlichen Spezifikationen und Preisen.
Je höher die Reichweite umso teurer wird es - dürfte klar sein.

 

[W1976]

Ist meines Wissens nicht ganz richtig.

Die RTK-Station und der Mäher müssen "ihre" Satellitendaten miteinander austauschen.
Ansonsten kann das RTK-Korrektursignal nicht erzeugt werden.

Hallo Catraxx, ein paar Quellen wären schön. In den meisten Beiträgen wo man im Internet findet, sendet die Basistation nur das RTK Signal. Habe aktuell nur bei Echo Robotics auch einen Pfeil in die andere Richtung gesehen.

Scheint wenn man den Ublox Chip verwendet, beim Ardumower nicht der Fall zu sein. Da sendet der Mäher kein RTK Signal an die Station zurück. Vermutlich sendet beim Ardumower/Alfred die Basistation ihren Standpunkt und der Mäher errechnet dann aus dem Zeitsignal seinen Standpunkt. Quelle Ardumower Wiki.


Vielleicht ist es in anderen Systemen so.



Selbst der Traktor bekommt empfängt nur das RTK Signal.

 

[EinEinfach]

Hallo Catraxx, ein paar Quellen wären schön. In den meisten Beiträgen wo man im Internet findet, sendet die Basistation nur das RTK Signal.

Es ist auch so, für die Berechnung des Korrektursignals braucht die Basis keine GPS Signale des Rovers, dass es doch auch in die andere Richtung gesendet wird, hat andere Gründe. Im Fall von SAPOS gibt es auch eine Vernünftige Erklärung hier. Warum die anderen auch in die andere Richtung senden… wer weiß das schon. Jedenfalls nicht zur Bildung des RTK Signals