Positionsbestimmung mit RTKLIB

[tpo]

Hallo!

Habe gerade die Messung gemacht. Folgende Änderungen zur letzten Messung:
-> 20Hz-Firmware eingespielt in die Skytraqs
-> ca. 50m vom Haus weggegangen
-> 70x70mm² Groundplanes
-> ca. 1m Baseline

Also so grob betrachtet sieht das Ganze besser aus als beim letzten Mal.

Dummerweise fallen mit der 20Hz Ausgabe viel größere Datenmengen an, und nachdem ich die Messung auch länger hab laufen lassen, sind die Files jetzt ein bissal unhandlich...

Sie werden grad auf den Web-Server geladen. Interessierten schicke ich gerne einen Link.

Anbei noch zwei Fotos vom Testaufbau.

lg,
Thomas

[ssquare_de]

Hallo Thomas,



super hilfreich, das mit deinen letzten Fotos!
Darauf kann man erkennen, dass die Antenne(n) in einer Geländemulde aufgestellt sind.

Ich würde zumindest die Basisstationsantenne immer auf mindestens 2m über dem Boden aufstellen, Hausdach oder Mast ist natürlich noch besser!
Ja, das mit den Antennen ist immer einwenig spannend.

Da kommt man anscheinend leider nicht drumrum, selbst einige Versuche zur Kenntnismehrung anzustellen.


Stefan

[tpo]

Hallo Stefan!

Das mit der Mulde täuscht am Foto etwas. Kann leider heute kein Foto mehr machen, aber das Gelände ist dort nach einer Seite abfallend bis zu einem einige Hundert Meter entfernten Bach.

Werd für die nächsten Messungen wieder auf 1Hz welchseln, und vielleicht schaff ich es auch noch eine Stativverlängerung zu basteln, so dass ich auf etwa zwei Meter Höhe komme.

Muss noch eine geeignete Stelle suchen für weitere Tests.

lg,
Thomas

[tpo]

Hallo!

Heute gibts wieder neue Messergebnisse. Diesmal an einer exponierten Stelle irgendwo im Gemüse.

Firmware wieder auf 1Hz geflasht. Stativ max. hoch ausgefahren.

Werde Fotos und die Logs hier im Forum anhängen falls das geht.

Gleich vorweg: Ich bin von der Qualität nicht begeistert. Aber seht selbst.

lg,
Thomas

[tpo]

Nachdem nur drei Files angehängt werden können mit max. 512kB - hier der Rest...

[tpo]

So, nachdem die Rinex-Files der professionellen Basisstation LINZ mittlerweile online sind für die gestrige Messung, hab ich mal versucht eine Solution rechen zu lassen.

Und siehe da, das schaut ja gar nicht so schlecht aus.

Interessant ist allerdings, dass meine beiden Skytraqs offenbar wesentliche Unterschiede in der Qualität der Daten aufweisen. Mit dem Skytraq den ich als "Rover" benannt habe funktionierts viel besser als mit dem Skytraq den ich als "Base" benannt habe.

Werde noch Versuche anstellen obs an Antenne oder dem Board liegt.

Hier ein paar Screenshots der Ergebnisse:

lg,
Thomas

[tpo]

...und noch etwas hineingezoom in die Fixed-Bereiche:

[Jörn Weber]

Hallo THomas,

...und noch etwas hineingezoom in die Fixed-Bereiche:

Eine Standardabweichung unter 10 cm ist doch schon ein toller Erfolg beim Rover. Du bist damit soweit gekommen wie kein Anderer in Deutschland in diesem Umfeld. MIt einem Empfänger zu 50000 kann das ja jeder, aber mit einem 99$-Gerät Glückwunsch.

Den Bug in der Base kann man ja jetzt durch Komponenten-Austausch eingrenzen.

Bei der Antennenshow bin ich noch nicht weiter, auch in Asien ist jetzt Wochenende.

Gruss Joern Weber

[ssquare_de]

Hallo,


ich habe gestern in der Nähe meiner Referenzstation Wettzell 2 statische Positionsberechnungen durchgeführt.

Ausrüstung:
Die ublox-Patchantenne befand sich auf einer Aluminium-Groundplane-Scheibe mit ca.21cm Durchmesser, die an einem Alurohr befestigt, 2m über dem Boden aufgestellt wurde.
Als Empfänger wurde ein Antaris der Firma ublox eingesetzt.
Die Auswertungen per Postprozessing erfolgten mit RTKLIB.

Einer, mit einer Basislänge ~ 0,5km, fand an einer empfangsttechnisch ganz üblen Stelle (bewusst gewählt!) im dichten Wald statt.
Um den Antennenstandort ringsherum standen im Abstand von 2,65-4,03m 9 Stück ca.23-35m hohe Nadelbäume, die allesamt intakte dichte Kronen besassen.
Die Messwerte wurden für ca. 41 min. aufgezeichnet.

Negativ:
Ausgerechnet gerade während meiner Messung wurde der GPS-SAT 21 von der Referenzstation Wettzell nur gestört aufgezeichnet und ausgerechnet dieser SAT stand in besonders wertvoller Position hoch am Himmel.
Mein Empfänger hat ihn mit am besten von allen sichtbaren Sats aufgezeichnet.
Ist aber belanglos, da ich den Sat 21 wegen der Probleme, die der Referenzstationsempfänger mit ihm hatte, von der Auswertung in RTKLIB ausschliessen musste!

Positiv:
Die Position wurde unter wirklich schlechten Empfangsbedingungen und mit dem Pech des gestörten Referenzsat 21 mit einem 2D-RMS von 1,52m berechnet!
Die Höhenkomponente besitzt einen RMS von 1,98m.



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Der zweite Versuch fand in offenem, abschattungsfreiem Gelände statt, mit der selben Anordnung u. Ausrüstung wie oben beschrieben, nun mit einer Basislinie von ca.12,2km.
Messdauer hier ca. 30 min..

Negativ:
ich habe offensichtlich für die 12km lange Basislinie den Log nur um wenige Minuten zu kurz aufgezeichnet. So konnte keine "fixed Solution" erstellt werden.
Positiv:
Die "Float"-Lösung macht mit einem 2D-RMS von 2,52cm und einem Höhen-RMS von 1,9cm auch so sehr viel Spass!

Da werden weitere Versuche folgen!
Insgesamt bin ich aber schon sehr zufrieden.
Von der Verwendung einer besseren Antenne verspreche ich mir noch viel, ebenso hoffe ich auf den kommenden LEA-6T und Tomoji wird sicher noch laufend Verbesserungen an RTKLIB anbringen!

Das erste Bild zeigt die vom Empfänger aufgezeichneten Satelliten. Hier sind die Trägerphasen ausgewählt. (L1)
Die unterschiedlichen Farben geben Aufschluss über die Signalstärke, siehe Bildlegende.
Die kleinen, feinen roten Querstichlein auf jedem "SatBalken" sind unsere ärgsten Feinde, sogenannte Cycle Slips.
Damit markiert der Empfänger jede Unterbrechung, die es bei der Auswertung der Trägerphase kam.
Im unteren Bereich kann man erkennen, dass zumindest immer wenigstens einer der EGNOS-Sats 120 und 124 zu empfangen waren.

Das zweite Bild zeigt den sogenannten SolutionPlot.
Gelb bedeutet "Float-Solution. Im oberen rechten Bildeck die statistischen Daten des Plots.
Die letzte Angabe "2D: 3,042m" gibt den Radius des Kreises an, in dem 95% aller berechneten Positionen liegen!
Der (üblicherweise genannte) horizontale RMS-Faktor ( beinhaltet 50% aller berechneten Positionen) liegt bei der Hälfte, also 1,52m.

Das letzte Bild habe ich aus der TOP10 des bayerischen Vermessungsamtes entnommen, die mit den TopMaps Luftbildaufnahmen des Regierungsbezikes Oberpfalz erweitert wurde.
Damit man ahnen kann, wie es rundherum um die Antenne aussah.
Die Entfernung vom Antennenmesspunkt zum nächsten Gebäudeeck im südwestlichem Bereich des Bildes, zum Strassenrand im Osten und zur Feldzufahrt im Süden wurde per Laserentfernungsmesser im Gelände überprüft und passt soweit, soweit man es einigermassen sinnvoll nachprüfen kann.




Stefan


P.S. Ein schöner Link, in dem auf verständliche Art u.Weise ( auch weil ausnahmsweise mal in Deutsch verfasst ) die Theorie der differenziellen GNSS-Methoden und speziell auch die derTrägerphasenauswertung beleuchtet wird.
http://www1.tfh-berlin.de/labore/geodae ... Deform.pdf

[Jörn Weber]

Hallo STefan,

ich habe gestern in der Nähe meiner Referenzstation Wettzell 2 statische Positionsberechnungen durchgeführt.

Danke für das Feedback zu deinen Versuchen. Ich denke mal nach diesen ersten Versuchen von dir und Thomas kristalieren sich folgende wesentliche Dinge heraus:

1.
Eine Genauigkeit im SubDezimeterbereich ist technisch mit preiswerte Amateurtechnik machbar. Eventuell ist selbst der Subbzentimeterbereich erreichbar.

2.
Als geeignete Hardware kommen die Module S1315F von Skytraq, die Module u-blox LEA 4T und die zukünftigen u-blox LEA 6T Module in Betracht. Wobei die Skytraq S1315F mit 25$ Dollar preislich klar günstiger sind. als die 75 Euro teuren Module von u-blox. Auch im konfektionierten Zustand als Evallboard liegt Skytraq mit 99 $ besser im Rennen als u-blox mit 299 EUro. Da kann man selbst die 25 US$ Spesen für den TRansport mit FeedEX nach EUro verschmerzen.

3.
Als Hauptwiderstand erweist sich noch die Systemzuverlässigkeit. Diese kann sowohl noch durch eine da durch verbessert werden, das wir bessere Antennenlösungen finden. Aber auch die RTKLib könnte mit einem Filter versehen werden, der maschinell die Unzuverlässigkeiten erkennt und Filtert. Dieses Feedback solltest Du vielleicht zusammen mit Deinen Messdaten an Takasu weitergeben.

btw.Es macht IMHO Sinn die Healty-Informationen aus den SBAS-Systemen mit in RTK_LIb Einzubeziehen. Die SBAS wissen wann welcher Satellit in welcher Region gestört war. Vielleicht kann das direkt mit in die RTKLIb hinein.

GRuss Joern Weber

[tpo]

Hallo Stefan!

Da hat wohl jemand einen "schönen" Wochenendausflug gemacht *g*. Freut mich, dass du deine Ergebnisse zu Verfügung stellst!

Ich hätte am We versucht die Unterschiede zwischen meinen Empfängern/Antennen auszuloten, bin aber zu keinem sicheren Ergebnis gekommen. Nachdem ich beide Antennen gleich ausgerichtet hatte waren die Unterschiede zwar noch merkbar aber geringer. Hab dann die Antennen getauscht, USB-Ports getauscht usw. Wirklich schlüssig wars leider nicht. Mal war die eine Kombination besser mal die andere. In Summe würde ich sagen, dass eine Antenne etwas besser ist, und einer der Empfänger eine Spur besser ist. Ist aber nur Daumen mal Pi.

Denke der nächste Schritt wird das Auswählen einer besser geeigneten Antenne sein.

lg,
Thomas

P.S.: Stefan, stellst du die Ergebnisse deiner zweiten Messung auch noch ein? Speziell der Position-Plot über die Zeit würde mich interessieren.

[ssquare_de]

Servus Thomas,


ich mach ja schon...

Möchte hier gerne noch 3 Bilder zu meinem letzten Beitrag (der direkt 2Beiträge drüber, vor Joerns...) nachreichen:

Im SolutionPlot die berechnete Position, samt einschlägigen statistischen Bewertungszahlen.

Im SkyPlot die Satverteilung zum Messzeitpunkt über der Antenne.

Im RawObsPlot die Satelliteninfos über die Messzeitspanne.
Thomas und Joern, wie ihr seht, seht ihr nix!
Ich meine damit die fast völlige Abwesenheit der Cycle Slips. ( Eben (fast) keine kleinen roten Querstrichchen in den gelben Balken! )

Wenn man da zum Vergleich Thomas RawObsPlots der letzten Tage zum Vergleich ranzieht, sieht man ganz eindeutig, dass seine SkyTraq-Empfänger bessere Antennen verdient haben!
Ich würde mich wirklich ganz stark wundern, Thomas, wenn dir mit dem Austausch gegen bessere Antennen kein Riesensprung nach vorne glücken würde!!!

Joern und Thomas, die Trimble Bullet III und eine der ernähnten WiSys sind bei mir derzeit ganz weit vorne im Rennen.
Da haben wir aber noch ein paar Tage zur Entscheidungsfindung Zeit, oder?
Mir fehlen da leider immer noch ein paar ergänzende Infos, die ich gerne noch abgewartet hätte.



Stefan


P.S. Thomas, das mit den Unterschieden deiner beiden Antennen seh ich im Rückblick auf deine Versuche ganz genauso wie du.
Eine ist noch ein bischen schlechter als die andere für unsere Zwecke geeignet.
Zu Unterschieden zwischen deinen Empfängern trau ich mich nichts sagen, ganz einfach, weil man die im grossen Schatten der derzeitigen Antennen im Moment garnicht beurteilen kann.
Wie Tomoji schon erwähnte: Erst müssen die Antennen wenigstens einigermassen passen!

[Jörn Weber]

Da haben wir aber noch ein paar Tage zur Entscheidungsfindung Zeit, oder?

Klar wir haben alle Zeit der Welt. Schnelle Entscheidungen kosten meist unnötig Geld.

Gruss Joern Weber

[tpo]

Wow, Stefan - das sieht ja super aus!

Was passiert denn wenn du in den Kinematic-Mode und auf Solution-Type Forward schaltest? Siehts dann auch noch einigermaßen brauchbar aus?

Ja, sicher - nur nix überhudeln wegen den Antennen...

lg,
Thomas

[ssquare_de]

Hallo Thomas,



da wirds dann natürlich um einiges schlechter, wie du im SolutionPlot siehst, der nach deinen Vorgaben entstanden ist.
Aber davor muss uns überhaupt nicht bange sein!

Prinzipiell läuft die Positionsermittlung in RTKLIB (ganz allgemein, ob nun beim Postprozessing oder bei RTK ) so ab, dass sich innerhalb der Initialisierungszeit, die bei unseren L1-Empfängern, guten Antennen, guten Empfangslagen, kurzen Basislinien(<10km) im Schnitt gut 10-12 min. dauern kann, die berechnete Position immer besser der wahren Position annähert.
Dies geschieht zu Beginn von einer Epochenberechnung zur anderen mit grossen Schritten, die immer kleiner werden, je weiter die Berechnungen fortschreiten.
Dieser "Vorlauf" sorgt für vergleichsweise böse Ausreisser, die ganz hauptsächlich die schlechten statistischen Zahlen im SolutionPlot verursachen.

Das vermeidest du mit der Einstellung "Combined", da hier der gesamte Log in beiden Richtungen, nach vorne, wie nach hinten durchgerechnet wird.
Somit werden auch die ersten Epochen mit den zuvor festgelegten Unbekannten verrechnet und eben nicht mit "Vorwissen Null".
Man sieht das in dem SolutionPlot, wie sich die berechneten Lösungen der einzelnen Epochen schnell von weit unten kommend, immer weiter verbessern ( Deviationen der 3 einzelnen Koordinatenkomponenten ( Button "VIEW" )nehmen Anfangs sehr schnell ab, später immer langsamer...)

Bei einer Basislinie von z.B. 5 km könnte nach z.B. 7min Initialisierungszeit (auch von der aktuellen Satkonstellation abhängig) das "Einrasten" durch Festsetzen der Ambiguities erfolgen (Fixed Solution). Wenn danach immer mehr als 5-6 Sats kontinuierlich empfangen werden, passt jede Position im niedrigem Zentimeterbereich.

In der Praxis schaltest du später deinen Empfänger ein, startest RKLIB, wartest ein paar Minuten, bis "Ambiguity Fixed" vermeldet wird ( die "Ratio"-Anzeige sagt dir, wie "stabil" gefixed ist) und hast fortlaufend und zuverlässig ( wenn gröbere Empfangsstörungen ausgeschlossen werden können! ) Zentimetergenauigkeit in Echtzeit.



Das werden wir hier auch noch bald erleben.
Hoffe ich wenigstens ganz stark!




Stefan