Affinché il robot possa verniciare con precisione, è necessario che conosca la sua posizione esatta in ogni momento. Il robot lo fa utilizzando una serie di tecnologie interconnesse nel campo del geoposizionamento.
In breve, la precisione con cui il ricevitore GNSS può determinare la sua posizione dipende dal numero di satelliti da cui può ricevere segnali - più sono, meglio è. Utilizzando i segnali di più satelliti, il ricevitore esegue un processo chiamato triangolazione. Calcola la distanza da ciascun satellite in base al tempo impiegato dai segnali per arrivare, e poi combina le informazioni sulla distanza da tutti i satelliti per calcolare la sua posizione esatta nello spazio tridimensionale (latitudine, longitudine e altitudine).
Tuttavia, le perturbazioni nell'atmosfera rendono il segnale GNSS meno preciso. Questo viene mitigato confrontando continuamente i segnali ricevuti con i dati di correzione ricevuti tramite internet da cosiddetti caster NTRIP.
Per una introduzione di base alle tecnologie centrali, vedere sotto.
Immagine: RTK è una forma specifica di GNSS differenziale in tempo reale che fornisce livelli di precisione molto elevati. NTRIP è un protocollo utilizzato per trasmettere dati di correzione e può essere utilizzato in combinazione con RTK per facilitare la copertura su vasta area e la consegna delle correzioni in tempo reale tramite internet.
Cos'è il GNSS?
La navigazione satellitare, o Satnav, è un sistema che utilizza satelliti per fornire geoposizionamento autonomo. Un sistema di navigazione satellitare con copertura globale è chiamato Sistema di Navigazione Satellitare Globale (GNSS).
GNSS si riferisce a una costellazione di satelliti che forniscono segnali dallo spazio che trasmettono dati di posizionamento e temporizzazione ai ricevitori GNSS. I ricevitori utilizzano poi questi dati per determinare la loro posizione.
Dal 2023, quattro sistemi globali sono operativi:
- Il Sistema di Posizionamento Globale degli Stati Uniti (GPS)
- Il Sistema di Navigazione Satellitare Globale della Russia (GLONASS)
- Il Sistema di Navigazione Satellitare BeiDou della Cina (BeiDou è cinese per la costellazione dell'Orsa Maggiore)
- Il Galileo dell'Unione Europea (chiamato così in onore di Galileo Galilei)
Nel linguaggio quotidiano, l'acronimo GPS è spesso utilizzato quando si parla di navigazione satellitare, poiché il GPS è il più antico e conosciuto dei quattro sistemi GNSS. Tuttavia, quasi tutti i moderni ricevitori GNSS utilizzano tutti e quattro i sistemi GNSS.
Cos'è il DGPS?
Il Sistema di Posizionamento Globale Differenziale (DGPS) è una tecnica utilizzata per migliorare la precisione delle misurazioni GNSS (Sistema di Navigazione Satellitare Globale). È particolarmente importante in applicazioni dove sono richiesti livelli di precisione molto elevati, come la verniciatura dei campi sportivi.
Il DGPS prevede l'installazione di una stazione di riferimento con una posizione nota e precisamente rilevata. Questa stazione calcola gli errori nei segnali GNSS e genera dati di correzione. Questi dati vengono poi trasmessi ai ricevitori GNSS mobili vicini, che applicano le correzioni alle proprie misurazioni.
I dati di correzione nel DGPS sono tipicamente trasmessi tramite segnali radio direttamente dalla stazione di riferimento ai ricevitori mobili.
Cos'è l'RTK (Cinematica in Tempo Reale)?
L'RTK è una forma più avanzata di DGPS che fornisce livelli di precisione ancora più elevati in tempo reale. L'RTK utilizza anche una stazione di riferimento, ma confronta continuamente la propria posizione con la posizione nota. Calcola i dati di correzione in tempo reale e li invia al ricevitore mobile, consentendo una precisione a livello centimetrico.
Le reti RTK di stazioni di riferimento fisse estendono l'uso di RTK a un'area più ampia contenente una rete di stazioni di riferimento. L'affidabilità operativa e la precisione dipendono dalla densità e dalle capacità della rete di stazioni di riferimento.
RTK può raggiungere una precisione a livello di centimetro, rendendolo adatto per applicazioni molto precise come verniciare campi sportivi. I dati di correzione RTK vengono tipicamente trasmessi utilizzando Ntrip.
Cos'è NTRIP?
Ntrip (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) è un protocollo utilizzato per trasmettere dati di correzione, utilizzato in combinazione con DGPS e RTK per facilitare la copertura su vasta area e la consegna delle correzioni in tempo reale tramite internet. NTRIP può supportare vari livelli di precisione, a seconda della specifica implementazione, ma è in grado di fornire una precisione a livello di centimetro quando utilizzato in combinazione con RTK.
NTRIP si basa su una rete di stazioni di riferimento e un server centralizzato (NTRIP Caster). Le stazioni di riferimento inviano i dati di correzione al caster, che poi li distribuisce ai ricevitori GNSS mobili tramite internet.