GPS után: Pontosabb mérés nyomvonal készítés lakossági RTK-val

kami911 képe

GPS, ahogyan mindenki ismeri

GPS. Manapság ez a technológia, amit mindenki használ ahhoz, hogy odataláljon, ahova elindult. Mára már több rendszer is működik, hasonló megoldással: GPS, GLONASS, BeiDou, Galilelo, stb.. Ezeket a rendszereket a napjainkban megjelenő eszközök általában mind támogatják és jó esetben 5 méteres pontosságra is számíthatunk. Ez nem minden feladathoz jó, de navigációhoz megfelelő. Ha éppen minden jól megy, megfelelő számú műholdat lát a készülékünk. Ha nem, akkor bizonyos esetekben a pontosság nagy mértékben csökken, akár több tízméteres bizonytalansággal, aminek eredménye, hogy az aktuális vélt elhelyezkedésünk ide-oda ugrál, a készített nyomvonal csúnya lett. Régebben ennél pontosabbat csak statikus mérésekkel lehetett elérni, amelyhez két – geodéziai pontosságú – eszköz kellett és legalább 20 perc egy-egy hely megfelelően pontos méréséhez.

A megoldás: RTK!

Amióta egy régebbi munkahelyemen megtapasztaltam, hogy milyen a valós idejű, vagy utófeldolgozással megtámogatott RTK-val történő pozíció meghatározás, azóta vágyom egy ilyen eszközre. Csakhogy ezek a berendezések professzionális munkára vannak kitalálva, és az áruk is ennek megfelelően egymillió forint felett kezdődik. Szóval talán ez nem az az árkategória, amit egy hobbista megengedhet magának. Az RTK, azaz a Real-Time Kinematic megoldás a GPS és a hozzá hasonló technológiáján alapul, kiegészítve azt egy online vagy rádiójellel történő korrekcióval. Ugyanakkor itt is két eszköz van, egy ismert pozíciójú bázis (vagy azoknak a hálózata) és helyszínen lévő mérőeszköz. Általában a bázist helyettesíteni szokták egy cég által nyújtott szolgáltatással, amely perc alapon, vagy valamilyen előfizetési modellben biztosítja számunkra a korrekciós adatokat. Szóval a nagyobb beruházás mellé egy rendszeres havi költség is társul. Ezzel úgy gondolom keveseknek adatik meg, hogy – csak úgy – legyen otthon egy RTK képes eszköz.

Megoldás a többségnek: Lakossági RTK!

Már egy ideje Kolesár András kísérletezik olyan megoldással, amivel százezer forint környékén az előbbiekben elmondott elvek alapján lehet – ideális esetben – deciméteres pontosságú méréseket végezni, akár autóból, akár gyalogosan haladva. András tapasztalataival kapcsolatos videói itt találhatóak:

András további tapasztai:
https://tube.grin.hu/videos/watch/742868bf-fa67-4e6d-83d0-5a7e196f3847

Ezen videók és Andrással történő beszélgetések alapján választottam a svájci székhelyű Ublox cég ZED-F9P jelű feldolgozóegységét. Bár a cég inkább csak chipeket készít pozicionálási feladatokra, de néhány modelljéből gyárt összerakott, azonnali felhasználásra kész próbaeszközt is. Szerencsére a vadonatúj ZED-F9P-ből is elérhető azonnali felhasználásra kész eszköz, amely itt érhető el C099-F9P néven: https://www.u-blox.com/en/product/c099-f9p-application-board

Az ZED-F9P amellett, hogy RTK is tud, kétfrekvenciás GPS vevő is van benne, így gyorsan megtalálja a pozíciót.

Az európai piacra szánt megoldás itt rendelhető meg: https://www.u-blox.com/en/uos/choose-product-popup/nojs/23974

A berendezés ára 220,10 euró, amelyhez sajnos még további szállítási és ÁFA költség társul. Mivel Európából történik a szállítás, egyéb vámkezelési teendőkre nem kell számítani. A szállítást pár napra ígéri a cég. Sajnos nekem több mint hat hétig jött az áru, de erről a cég korrekten tájékoztatott, majd jelezték mikor futott be a szállítmány – amit aztán 3 nap alatt befutott.

A teljes rendszer kiépítéséhez szükség lesz egy Android rendszerrel futó telefonra, amelyre telepített alkalmazás Bluetooth-on keresztül szolgáltatja majd az adatokat a C099-F9P számára.

Miközben csomagunk úton van, érdemes a többi előkészítő lépést is elvégezni. Mint azt a fentiek alapján sejteni lehet, a fent megvásárolt berendezés is igényli a korrekciós adatok meglétét. Szerencsére ilyen adatokra nem csak fizetős szolgáltatásként , hanem egy független hálózat révén is elérhető, amelyre itt lehet regisztrálni:

https://register.rtcm-ntrip.org/cgi-bin/registration.cgi

Ezek után elérhetővé válnak a következő Ntrip adatszolgáltatók:

Az ingyenes regisztrációt követően pár napon belül jön az aktiválásról szóló üzenet. Én az OpenStreetMap Contribution-t jelöltem meg feladatnak, ami ezek szerint nem volt ellenére a szolgáltatást üzemeltetőnek. Jelenleg összesen két magyarországi bázisállomés adatai érhetőek el:

További állomások megtalálhatóak ezen a listán:

https://igs.bkg.bund.de/dataandproducts/streams

Az Androidra telepíthető alkalmazás innen szerezhető be:

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.lefebure.ntripclient

A C099-F9P bekonfigurálása

Ahhoz hogy egy saját RTK mérőállomásunk legyen szükség lesz külső tápellátásra – autóban egy USB-s töltő, gyalogosan pedig egy PowerBank lehet a megoldás. Ezen felül telefonos alkalmazás internet kapcsolatot igényel az RTK korrekciós adatok beszerzéséhez, majd Bluetooth-on keresztül a C099-F9P eszközre való továbbításához. Minden más, az UBlox csomag része. A C099-F9P csomag tartalma:

  • C099-F9P működéskész alaplapot (rev E)
  • u-blox ANN-MB-00 többsávú GNSS antenna és föld lemez
  • Wi-Fi és Bluetooth antenna
  • Micro USB kábel
  • Felhasználói leírás
  • USB-DC adapter kábel

Alapértelmezésben a a Bluetooth le van tiltva a C099-F9P eszközön, ezt engedélyezni kell. A készüléket csatlakoztatva a micro USB-USB kebellel egy számítógéphez két USB-s soros port jelenik meg a rendszerben. A második soros porton lehet parancsokat küldeni, míg az elsőn csak az adatokat lehet fogadni. Nálam alapból a /dev/ttyUSB0 ls /dev/ttyUSB1 eszközök jöttek létre Linux alatt, és Putty-tyal a /dev/ttyUSB1 -hez kapcsolódva lehet kiadni a parancsokat:

# Bluetooth ideiglenes bekapcsolása:

/bt_visible/run

# Bluetooth bekapcsolásának véglegesítése, újraindítás után is így marad:

/mem_store/run bt 1

 

 

 

Az ZED-F9P amellett, hogy RTK is tud, kétfrekvenciás GPS vevő is van benne, így gyorsan megtalálja a pozíciót. Amikor az eszközt bekapcsoljuk elkezdi a hálózatot keresni és GPS, a FloatRTK üzemmódon át, végül az RTK állapotot elérve deciméter alatti pontosságot is el tudunk vele érni. Innentől arra kell figyelni, hogy ez az állapot így maradjon.

CsatolmányMéret
Kép ikon putty_usb_serial.png54.17 KB