Präzises Low Cost GPS Projekt

Allgemeine Fragen zu GPS und verwandten Themen

Moderator: Roland

Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon ssquare_de » 08.02.2011 - 10:52

Hallo Hannes,


hab die ganze Sache nochmals durchgedacht:

du brauchst ja eine zuverlässige GNSS-Anlage, die mit hohen Verfügbarkeit Zentimetergenauigkeiten liefert.
Bei den L1-Empfängern ist es halt so, dass wenn die Fix-Lösung durch Empfangsschwierigkeiten abreisst, es schon mal einige Minuten dauern kann, bis wieder Zentimetergenauigkeit erreicht wird.
Ob dieses Verhalten für deine Anwendung toleriert werden kann, kannst nur du entscheiden.
Bei einem L1/L2-Empfänger hast du in Sekundenschnelle die Zentimetergenauigkeit zurück.
Zudem könnte es sein, dass du mit einem L1/L2-Empfänger auf die Daten der 70 km enfernten Referenzstation zurückgreifen kannst, - und dennoch die Zentimetergenauigkeit erreichst.
Die Anschaffung, der Betrieb einer eigenen Referenzstation für einen L1-Empfänger könnte somit entfallen!
Allerdings müsstest du in dem Fall die Daten der Referenzstation zweckmässiger Weise per mobilem Internet ( GSM/UMTS-Modem) im Rover empfangen können.

Betreibst du ein L1/L2 (Zweifrequenz) "Profi-Board" auf deinem Traktor, wäre zudem zu prüfen, ob du die RTK-Berechnungen nicht gleich von der Firmware auf dem Empfänger-Board erledigen lässt?
Für dich wäre das der geringste Aufwand, da so auch der "bordrechner" wegfällt, auf dem RTKLIB oder eine andere RTK-Software laufen müsste.
Du hättest dann auf dem Traktor nur einen GNSS-Empfänger, an dem eine Antenne ( L1/L2, leider um einiges teuerer als eine L1-Antenne) angesteckt wird.
Dieser Empfänger liefert dir dann ohne Mehraufwand an seinem Ausgang die Zentimetergenauigkeit zur Weiterverarbeitung in deinem Bordcomputer.

Warum nun plötzlich meine Bedenken ?
Bei deinem Aufwand (zeitlicher und finanzieller Art) wird man am Ende des Tages zu Recht entsprechende Ergebnisse sehen wollen!

Vielleicht ist eine aufrüstbare Lösung das Beste für dich: du fängst mit einem preiswertem L1/L2-Empfänger an, der, wenn er dann die Erwartungen nicht erfüllt, einfach per Firmware-Update hochgerüstet werden kann.
Du kannst da mit einem vergleichsweise preiswertem Empfänger beginnen, der per Firmwareupdate, dieses kostet natürlch, nach oben hin noch Luft hat.
Disbezüglich fallen mir gleich die neuen Empfänger von Hemisphere ein, das Eclipse II oder auch das miniEclipse.

http://www.hemispheregps.com/Portals/2/literature/EclipseII_Data_Sheet_WEB_11.2010.pdf
http://www.hemispheregps.com/Portals/2/literature/miniEclipse_Data_Sheet_WEB.pdf
http://www.hemispheregps.com/Products/PrecisionProducts/Main/tabid/543/LiveAccId/21970/Default.aspx

Hemisphere garantiert zwar die 2cm-Genauigkeit bei nur bis zu 50km-Basislinien, aber vielleicht geht sich das bei deinen ansonsten scheinbar idealen Empfangsbedingungen und der sehr hochwertigen Referenzstation in 70km auch mit deinen Ansprüchen aus.

Bei beiden kann die 2te Frequenz per Freischaltcode genutzt werden, beide bieten als Firmwareoption die Onboard-RTK-Funktion.
Du müsstest mal bei deinem nächsten Distributor nach den genauen Formalitäten und natürlich auch nach Preisen fragen.
Allgemein sagt man ja, dass Hemisphere vergleichsweise günstige Preise hat. :wink:

Der preiswerteste Novatel mit Zentimetergenauigkeit bei den L1/L2-Empfängern ist wohl der OEMV-1DF, der OEMV-1G als L1-GPS/GLONASS-Empfänger bietet auch Zentimetergenauigkeit, allerdings einschränkend nur auf bis zu 3 km langen Basislinien.
http://www.novatel.com/assets/Documents/Papers/ReceiversBrochure.pdf
http://www.novatel.com/assets/Documents/Papers/OEMV-1DF_White_Paper.pdf
http://www.novatel.com/assets/Documents/Papers/D12699.pdf
Die Novatel-Leute sind für guten Sevice bekannt, vermutlich überlassen sie dir sogar für erste Versuche leihweise Testequipement, mit dem dann dein Bedarf optimal festgelegt werden kann.

Da gibts (leider :wink: ) Platz für jede Menge Er/Abwägungen...


Sorry, Hannes, dass ich dir keine einfache Lösung präsentieren kann.... :roll:



Stefan
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon Roland » 09.02.2011 - 21:31

Hallo,

was die Sensortechnik angeht, scheint Hannes topfit zu sein.
Und als der Kalman-Filter durchgenommen wurde, war ich leider gerade kreideholen ...

Aber zum 'Precise Farming' kann ich nochwas liefern, vom ... Bundestag. Wer hätte das gedacht ?

BT-Drucksache
TAB Drucksache, 208 Seiten !

Ich stell' diese hier rein, falls es den einen oder anderen interessiert.
Was, ob ich schon beides gelesen habe ? Äh, hm, ich wollte gerade, aber da kam Schnurri auf meinen Schoß ...
Hintergrund: ich wurde angeregt durch einen Beitrag von Bundestagspräsident Norbert Lammert in der Zeitung (und habe den gelesen!), der die Arbeit des Bundestages kurzgefasst beschreibt.
http://www.sueddeutsche.de/wissen/politik-und-wissenschaft-wahrheiten-und-mehrheiten-1.1057542
Sinngemäßer Kernsatz
"Wissenschaftler suchen Wahrheiten, Politiker suchen Mehrheiten".

Grüße Roland
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon hannes » 11.02.2011 - 14:00

zuerst einmal ein großes Danke an Roland und Stefan, dass ihr mir hier so tatkräftig zur Seite steht :-)

@Stefan:

Ja es könnte wirklich ein Problem darstellen, wenn nach einem Empfangsabbruch es einige Minuten dauert bis ich wieder einen Fix erhalte. Jedoch konnte ich bis jetzt auch nicht wirklich Tests durchführen die mir zeigen wie gut der Empfang bei mir ist. Ich habe zwar freie Sicht und auch fast keine Störungen durch Bäume und Häuser, jedoch ist das ganze auch auf einem Hang und nicht besonders eben.
Ich werde versuchen mal mit einem kleinen SirfIII Empfänger zu schaun wie viele Sateliten, usw. ich überhaupt empfange über mehrere Tage.

Das mit dem Empfang der Daten der Referenzstation ist auch kein Problem, könnte in meinem Fall sogar über WLAN funktionieren, ansonsten auch wie du schon gesagt hast per UMTS Modem. Wobei ich aber sagen muss dass bei mir nur GPRS funktioniert, da sich der Ausbau von UMTS in meiner Gegend noch in Grenzen hält :-(

Ja und ich halte auch eine aufrüstbare Lösung für eine super Idee, jedoch wollte ich nicht schon am Anfang in teure Empfänger investieren um dann draufzukommen dass es nicht funktioniert.
Deshalb bin ich dir wirklich dankbar für den Tip mit Novatel! Ich werde mich mit denen Mal in Verbindung setzen und vielleicht bekomme ich ja wirklich Equipment zum Ausprobieren.
Ich habe es ja geschafft dieses Projekt als Forschungsprojekt mit einer FH zu deklarieren, und bekomme jetzt auch Fördergelder vom Staate Österreich :-D
Demnach ist jetzt auch ein bisschen Spielraum bei der Finanzierung.

Ich melde mich auf jeden Fall wenn ich Neuigkeiten habe von Hemisphere und Novatel.

@roland

Naja, Topfit würde ich es nicht bezeichnen, jedoch kenne ich da auch Leute die mir weiterhelfen können... Elektrotechnik ist ja nicht gerade mein Spezialgebiet :-D
Danke für die "kurze" Lektüre! werde es mir dann mal gemütlich bei einem Kaffee durchlesen, ist aber aufs erste Durchschaun hin wirklich intressant...

lg
Hannes
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon ssquare_de » 05.03.2011 - 15:38

Hallo Hannes,



gibts schon Neuigkeiten von der Ackerfront ?


Ich hab grad eben folgendes, themenbezogenes PDF beim Plattenputz gefunden:

Lenksysteme in kurzeer Zusammenfassung, Stand Dezember 2009
http://www.farmrtk.de/fileadmin/Artikel/dlz_Pr%C3%A4zision_wird_bezahlbar.pdf

...wobei ich natürlich die Relevanz zur Themenüberschrift nur in Ansätzen herstellen kann...
:)


Stefan
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon hannes » 20.05.2011 - 19:22

Sorry für die späte Antwort, aber anscheinend hat das mit der Email-Benachrichtigung vom Forum nicht funktioniert....jedenfalls habe ich erst jetzt gesehen dass du geschrieben hast...

danke für den intressanten Artikel! Dazu kann ich auch gleich einen kleinen Erfahrungsbericht schildern:

Also ich hatte die Möglichkeit einen halben Tag lang mit dem System von John Deere herumzuspielen. Genauer gesagt einem 300PS Traktor mit Starfire 3000 GPS (Tim Taylor wäre begeistert gewesen, harharhar :-D )
Der Starfire ist ein Mehrfrequenzempfänger, jedoch hatte besagter Traktor nicht die RTK-Option freigeschalten. Ist echt ein seeeeehr tolles Teil das Ganze, weil es auch die Lenkung übernimmt und man wirklich alles supatoll einstellen kann. z.b. man gibt den Reihenabstand ein, fährt 10m in eine Richtung, und automatisch werden dann die Positionen der restlichen Reihen berechnet und der Traktor fährt quasi alleine :-)

Ich wollte mal die Empfangsqualität bei uns ausprobieren, und auch wie es mit Abschattung usw aussieht. Und da schauts recht gut aus, weil wir auf cm-Genauigkeit kamen. Er brauchte zwar am Waldrand fast 10min bis er einen 100%-Fix hatte aber im Großen und Ganzen hat alles wirklich supa funktioniert.

Mit Novatel habe ich derzeit so meine Probleme bezüglich Preisauskünften für die Empfänger. Ich habe nämlich angefragt, wurde dann vom Europa-Sales Office nach Kanada verwiesen, von dort dann wieder zurück und jetzt bin ich bei einem deutschen Händler der anscheinend die Österreich/Schweiz Vertretung über hat, warte aber auch hier noch auf eine Antwort.
Werde wahrscheinlich mal am Montag dort anrufen weil ich auch einige Fragen bezüglich der 6er-Serie von Novatel habe...

Ich war zwar nicht besonders produktiv bezüglich GPS-System, dafür hat mein Eigenbau-Traktor jetzt Reifen, Fahrerhaus und die Lenkung funktioniert auch soweit. Jetzt fehlen nur mehr die Hydraulikschläuche, Steuergeräte und die Verkabelung für die Elektrik... :-D

Ich hoffe dass ich in den nächsten paar Wochen dann endlich zu einem GPS-Empfänger komme und dann mit den Tests und der Programmiererei anfangen kann...

lg
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon hannes » 14.06.2011 - 12:53

tja, ich hab jetzt mal Preise für einen Novatel FlexPak6 L1/L2 Empfänger mit Firmware für Rohdaten und 2cm-Genauigkeit (gibts nur gemeinsam) plus Antenne und da bewegt man sich dann schon knapp im 5-stelligen Bereich :-D

Ich hab mir auch mal in der Zwischenzeit einen Ublox6t-Kit besorgt, damit ich mal was zum rumspielen habe, dazu aber später...

Novatel bietet jetzt eine Firmwareoption für L1-Empfänger an die auch cm-Genauigkeit verspricht, jedoch nur mit einer Baseline bis 3km. Das Ganze nennt sich dann RT-2 L1TE.
Hier mal ein Link: http://www.novatel.com/products/firmwar ... vance-rtk/

Bei der profesionellen Variante schreiben die für eine Baseline von 40+ Kilometer, wobei ich im DIY-Drones Forum gelesen habe dass ein User bei cm-Genauigkeit mit L1/L2-Empfängern keine guten Ergebnisse hatte bei Baselines über 20km.

So jetzt meine Frage:
Wäre es nicht besser wenn ich mir jetzt 2 FlexPak L1 mit RT-2 L1TE Option besorge und einen als Basisstation verwende, da ich auch wenn ich mir einen Mehrfrequenzempfänger kaufe bei einer Baseline von 63,5km sowieso nicht garantieren kann ob ich auf cm-Genauigkeit komme?

Was sagen die Profis? :-)
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon ssquare_de » 14.06.2011 - 14:31

Servus Hannes,



hmmm, da hast du dir grad einen schwierigen Zeitpunkt rausgesucht...aber war ja sicher keine Absicht von dir... :wink:
Warum schwierig?
Gerade jetzt sind die ersten LowCost-GNSS-Chipsätze angekündigt, die sowohl GPS wie auch GLONASS nutzen werden können.
http://www.nvs-gnss.com/products/receivers/item/7-navior-24.html
Muss man halt wieder abwarten, wie die Qualität der Phasenmesswerte ist und wann Tomoji RTKLIB an das propriätäre Format des Empfängers angepasst hat...
(Wenn ansonsten alles gut läuft, hat das Tomoji aber normalerweise recht fix erledigt.)
Die Papierform des Navior jedenfalls scheint zu stimmen.

PRINZIPIELL ist es so wie in deinem Novatel-Link beschrieben, nämlich dass auf kurzen Basislinien und bei vergleichsweise guten Empfangsbedingungen durch die zusätzliche Nutzung der GLONASS-Signale sowohl Zentimetergenauigkeit erzielbar ist, als auch, und das zählt wohl besonders, die FIX-Lösung einigermassen robust und praktikabel sind.


Stefan
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon guido.lenz » 23.02.2012 - 11:41

hannes hat geschrieben:tja, ich hab jetzt mal Preise für einen Novatel FlexPak6 L1/L2 Empfänger mit Firmware für Rohdaten und 2cm-Genauigkeit (gibts nur gemeinsam) plus Antenne und da bewegt man sich dann schon knapp im 5-stelligen Bereich :-D

So jetzt meine Frage:
Wäre es nicht besser wenn ich mir jetzt 2 FlexPak L1 mit RT-2 L1TE Option besorge und einen als Basisstation verwende, da ich auch wenn ich mir einen Mehrfrequenzempfänger kaufe bei einer Baseline von 63,5km sowieso nicht garantieren kann ob ich auf cm-Genauigkeit komme?


RT2 (RTK besser als 2 cm) und Rohdaten gibt es von NovAtel schon separat - die Modelle L1, L1L2 etc. können alle Rohdaten ohne RT2. Umgekehrt gilt aber: RT2 und RT20 haben immer auch Rohdaten.

RT20 ist im mittleren 4-stelligen Bereich (L1-RTK besser 20 cm), RT2 L1TE ebenfalls. Du brauchst übrigens für die Basis nur einen normalen L1 - das spart nochmal 1500 USD.
Noch günstiger wird es ab RT20 für Unis – oder natürlich, wenn wir Demogeräte ausmisten. Das sind dann teilweise Vorgenerationen (aktuell OEM4 oder OEMV) mit verkürzter Garantie.

Ich gehe mal davon aus, dass du auf Echtzeit angewiesen bist? Mit Postprocessing lässt sich da ansonsten natürlich noch etwas an Genauigkeit bei günstigerer Hardware rauskitzeln ...

Bei Bedarf an Testfreischaltung etc. bitte PN an mich.

Guido
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon hannes » 27.02.2012 - 13:38

Hallo!

Also jetzt mal ein Statusupdate zu meinen Projekten:
Der Traktor Marke Eigenbau fährt derzeit noch nicht. Wir konnten dann letztes Jahr aufgrund anderer Arbeit nicht wirklich mehr daran weiterarbeiten, haben aber jetzt im Jänner mit der Fertigstellung angefangen. Derzeit verlegen wir die Hydraulik-Schläuche, ich glaube jetzt schon ca 1km an Schlauchmaterial :-) und ich habe auch schon mit der Elektrik angefangen. Wir haben auch festgestellt dass die Arbeit mit Eisen bei -15 Grad Aussentemperatur nicht gerade lustig ist :-D

Zum GPS-Projekt:
1. Ich habe jetzt mal eine Navigation programmiert, die mir die aktuelle Position auf einer Karte anzeigt, man gefahrene Strecken speichern kann und man auch eine bereits vorhandene Strecke nachfahren kann (in Theorie, da ich die Lenkungssteuerung noch nicht testen kann :-)
Falls es jemanden intressiert, die verwendeten Technologien kurz aufgelistet:
x per rtklib hole ich die Rohdaten eines lea-6t und verarbeite diese
x per node.js (javascript-server) hole ich die Daten von rtklib und stelle sie per html-Websockets zur Verfügung
x ebenfalls mit node.js mache ich einen Webserver der mir eine html-Seite bereitstellt
x in dieser html-Seite binde ich hochauflösendes Ortho-Kartenmaterial eines WMS-Servers des Staates Österreich mit Hilfe von Openlayers (Javascript-Bibliothek für Kartendarstellung auf Webseiten) ein
x der Zugriff auf den öffentlichen WMS-Server wird über einen lokalen WMS-Server (mapproxy) gecached, sprich es werden die Karten lokal zwischengespeichert

Die größten Probleme hatte ich hier bei Openlayers mit den verschiedenen Projections des Kartenmaterials (EPSG:31287) und den GPS-Daten(WGS84). Der Grund war dass ich von der Thematik überhaupt keine Ahnung hatte und mich da erst mal einarbeiten musste.

2. habe ich mir eine Basisstation mit lea-6t und einem Beagleboard-Xm gebaut, die per WLAN am Internet hängt und mir die GPS-Daten überall zur Verfügung stellt (auch mit rtklib).
War auch ein wildes Unterfangen, da rtklib Probleme beim Compilieren für ARM gemacht hat und ich auch mit der Einrichtung des WLAN zu kämpfen hatte :-)

3. und jetzt bin ich gerade dabei meine zwei ublox empfänger zu konfigurieren, da ich alles mal fertig testen möchte, wobei ich mich da noch in einem anderen Thread melden werde :-)

lg
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon hannes » 27.02.2012 - 13:47

@Stefan:
Ich habe mir jetzt mal einen 2. Ublox besorgt um alles einmal testen zu können und um mal zu schaun was möglich ist. Wobei es bei den neuen lea-6t nicht so toll sind wie die Alten. Dazu aber in einem anderen Thread.
Wären hierbei vielleicht wirklich gute Antennen auch eine Lösung für etwaige Empfangsprobleme?


@Guido:
Vielen Dank für die Info. Ich werde jetzt mal ein bisschen mit meinen Billig-Empfängern herumprobieren, damit ich dann im Endeffekt wirklich sagen kann, welche Probleme bei meiner Applikation sind.
Ich wäre dir dann auch wirklich dankbar wenn ich mich bei Bedarf melden dürfte.


lg Hannes
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon ssquare_de » 28.02.2012 - 10:33

Hallo Hannes,


schön, mal wieder was von dir zu lesen. :wink:
Ja, erzähle, was toll ist und was nicht so toll.

Hochwertige Antennen sind natürlich bei genauen Anwendungen ein Muss, den selbst der beste Empfänger kann sich ja Eingangssignale nicht schönrechnen.
Er kann zwar das Beste daraus machen, aber selbst das muss nicht immer gut genug sein.
:-)

Stefan
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon guido.lenz » 28.02.2012 - 11:05

hannes hat geschrieben:Ich wäre dir dann auch wirklich dankbar wenn ich mich bei Bedarf melden dürfte.


Klar, jederzeit.
Stefans Meinung zu Antennen kann ich übrigens nur beipflichten: Wenn du ein tolles Orchester mit einem miesen Mikrofon aufnimmst, bringt Dir auch der beste Verstärker oder Lautsprecher nix bei der Wiedergabe ;-)

Guido
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon hannes » 01.03.2012 - 10:48

Hallo,

gleich mal zum Thema Antennen:
Was haltet ihr von der hier:
http://www.navxperience.com/download/3G_C_german.pdf
Ich habe mal angefragt was die kostet...

lg Hannes
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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon Taurus » 01.03.2012 - 19:14

Hi,

also ein Antennen-Spezialist bin ich jetzt nicht... aber von normalen präzisen GPS-Antennen wird das Phasenzentrum ja auch vermessen und dann mit einer Korrektur-Datei kompensiert. Da ist es egal ob das reale Phasenzentrum nur 1mm oder 26mm abweicht (Zumindest seh ich das so...).
Setzt natürlich vorraus das die Antenne nach Norden ausgerichtet wird... kritisch wird es dann eher bei kinematischen Anwendungen.

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Re: Präzises Low Cost GPS Projekt

Beitragvon hannes » 07.04.2012 - 17:37

@Taurus grundsätzlich geb ich dir recht. Da bei mir die Antenne für eine kinematische Anwendung genutzt wird (Lenkungssteuerung eines selbst gebauten Traktors) glaube ich dass hier das Phasenzentrum auch eine Rolle spielt, obwohl ich zugeben muss, dass ich mir vor deinem Post über das Phasenzentrum einer Antenne überhaupt keine Gedanken gemacht habe :-)
Also danke für den Hinweis!
hannes
 
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