Om ervoor te zorgen dat de robot nauwkeurig kan verven, is het noodzakelijk dat hij te allen tijde zijn exacte positie kent. De robot doet dit door gebruik te maken van een aantal onderling verbonden technologieën op het gebied van geopositionering.
Kort gezegd, de nauwkeurigheid waarmee de GNSS-ontvanger zijn positie kan bepalen, hangt af van het aantal satellieten waarvan hij signalen kan ontvangen - hoe meer hoe beter. Met behulp van de signalen van meerdere satellieten voert de ontvanger een proces uit dat triangulatie wordt genoemd. Hij berekent de afstand tot elke satelliet op basis van hoe lang het duurde voordat de signalen aankwamen, en combineert vervolgens de afstandsinformatie van alle satellieten om zijn exacte positie in de driedimensionale ruimte (breedtegraad, lengtegraad en hoogte) te berekenen.
Storingen in de atmosfeer maken het GNSS-signaal echter minder nauwkeurig. Dit wordt gecompenseerd door de ontvangen signalen continu te vergelijken met correctiegegevens die via het internet worden ontvangen van zogenaamde NTRIP-casters.
Voor een basisintroductie van de centrale technologieën, zie hieronder.
Afbeelding: RTK is een specifieke vorm van real-time differentiële GNSS die zeer hoge nauwkeurigheidsniveaus biedt. NTRIP is een protocol dat wordt gebruikt om correctiegegevens te verzenden, en het kan in combinatie met RTK worden gebruikt om dekking over een groot gebied en real-time correctielevering via het internet te vergemakkelijken.
Wat is GNSS?
Satellietnavigatie, of Satnav, is een systeem dat satellieten gebruikt om autonome geopositionering te bieden. Een satellietnavigatiesysteem met wereldwijde dekking wordt een Global Navigation Satellite System (GNSS) genoemd.
GNSS verwijst naar een constellatie van satellieten die signalen vanuit de ruimte uitzenden die positionerings- en timinggegevens naar GNSS-ontvangers verzenden. De ontvangers gebruiken deze gegevens vervolgens om hun locatie te bepalen.
Vanaf 2023 zijn vier wereldwijde systemen operationeel:
- Het Amerikaanse Global Positioning System (GPS)
- Het Russische Global Navigation Satellite System (GLONASS)
- Het Chinese BeiDou Navigation Satellite System (BeiDou is Chinees voor het sterrenbeeld Grote Beer)
- Het Galileo van de Europese Unie (vernoemd naar Galileo Galilei)
In de dagelijkse taal wordt het acroniem GPS vaak gebruikt wanneer men het over satellietnavigatie heeft, aangezien GPS het oudste en meest bekende van de vier GNSS-systemen is. Echter, bijna alle moderne GNSS-ontvangers gebruiken alle vier de GNSS-systemen.
Wat is DGPS?
Differentiële Global Positioning System (DGPS) is een techniek die wordt gebruikt om de nauwkeurigheid van GNSS (Global Navigation Satellite System) metingen te verbeteren. Het is vooral belangrijk in toepassingen waar zeer hoge nauwkeurigheidsniveaus vereist zijn, zoals het verven van uw sportvelden.
DGPS omvat het opzetten van een referentiestation met een bekende, nauwkeurig gemeten locatie. Dit station berekent de fouten in GNSS-signalen en genereert correctiegegevens. Deze gegevens worden vervolgens uitgezonden naar nabijgelegen mobiele GNSS-ontvangers, die de correcties vervolgens toepassen op hun eigen metingen.
Correctiegegevens in DGPS worden meestal via radiosignalen rechtstreeks van het referentiestation naar de mobiele ontvangers uitgezonden.
Wat is RTK (Real-Time Kinematic)?
RTK is een geavanceerdere vorm van DGPS die nog hogere nauwkeurigheidsniveaus in real-time biedt. RTK maakt ook gebruik van een referentiestation, maar vergelijkt continu zijn eigen positie met de bekende positie. Het berekent correctiegegevens in real-time en stuurt deze naar de mobiele ontvanger, waardoor nauwkeurigheid op centimeterniveau mogelijk is.
RTK-netwerken van vaste referentiestations breiden het gebruik van RTK uit naar een groter gebied met een netwerk van referentiestations. De operationele betrouwbaarheid en nauwkeurigheid zijn afhankelijk van de dichtheid en mogelijkheden van het referentiestationnetwerk.
RTK kan een nauwkeurigheid op centimeterniveau bereiken, waardoor het geschikt is voor zeer precieze toepassingen zoals het schilderen van sportvelden. RTK-correctiegegevens worden meestal verzonden met behulp van Ntrip.
Wat is NTRIP?
Ntrip (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) is een protocol dat wordt gebruikt om correctiegegevens te verzenden, in combinatie met zowel DGPS als RTK om dekking over een groot gebied en realtime correctielevering via het internet te vergemakkelijken. NTRIP kan verschillende nauwkeurigheidsniveaus ondersteunen, afhankelijk van de specifieke implementatie, maar het is in staat om nauwkeurigheid op centimeterniveau te bieden wanneer het in combinatie met RTK wordt gebruikt.
NTRIP is afhankelijk van een netwerk van referentiestations en een gecentraliseerde server (NTRIP Caster). De referentiestations sturen correctiegegevens naar de caster, die deze vervolgens via het internet distribueert naar mobiele GNSS-ontvangers.