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 és állandó inrenet-kapcsolattal rendelkezik.

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

Az USB-DC adapter kábelt csatlakoztassuk egy USB-s töltőre és a másik végét a C099-F9P eszközre. A Micro USB kábellel pedig egy laptopot/PC-t és a C099-F9P kössük össze. 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 és /dev/ttyUSB1 eszközök jöttek létre Linux alatt. A /dev/ttyUSB0 csak olvasható és a mérési eredmények jelentek meg rajta. 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

Ha ezzel megvagyunk az RTK kész az adatok gyűjtésére. Nincs más dolgunk, csak annyi, hogy az RTK adatstolgáltató és egy adatgyűjtő alkalmazást is telepítünk Bluetooth képes, állandó internetkapcsolattal rendelkező telefonunkra.

Teendők az Android rendszerű eszközön

Elsőként párosítsuk a C099 eszközt, amelynek neve „BT_C099_” kezdetű, a telefonnal. Második lépésként telepíteni kell az adatgyűjtő alakalmazást:

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

Ha ezzel megvagyunk, elindítva az alkalmazást, be kell konfigurálni. Ehhez a jobb felső sarokban lévő fogaskerékre kell kattintani és kiválasztani az NTRIP Settings menüpontot.

Kezdésként használható a fenti konfiguráció kiegészítve a saját „felhasználónév” (Username) és „jelszó” (Password) megadásával. Majd a Receiver settingsnél állítsuk be a párosított Bluetooth eszközt. Állítsuk be a beállított antenna magasságot (Antenna Height), azaz a földtől mért távolságot. Illetve engedélyezzük a GPS Mock Locations lehetőséget, amivel az andoidos eszköz GPS-e pozícióját az RTK GPS eszköz adja majd. Így ezeket az pontos méréseket, egy androidos GPS loggerrel rögzíteni tudjuk.

Ezek után tetszőlegesen testreszabhatjuk az adatok megejelenítését is a Display Settings menüben, én jelenleg így használom:

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
Kép ikon ntrip_client_1.jpg178.41 KB
Kép ikon ntrip_client_2.jpg295.73 KB
Kép ikon ntrip_client_3.jpg271 KB