Šta je zapravo i kako radi mobilni RTK signal?

RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services) je organizacija koja je osnovana 1947 godine sa ciljem da razvije standarde za komunikaciju i navigaciju u pomorskom saobraćaju. RTCM standardi se koriste za specifikaciju radarskih sistema, radio stanica za pozicioniranje u slučaju nužde, kao i za osnovnu verziju radio stanica sa digitalnim selektivnim pozivanjem. RTCM standardi se koriste i za diferencijalne globalne navigacione satelitske sisteme i elektronske karte.

RTCM standardi su skup pravila i specifikacija koje se koriste za prenos diferencijalnih GNSS podataka u realnom vremenu. RTCM standardi se koriste za specifikaciju diferencijalnih GNSS sistema, uključujući GPS, GLONASS, Galileo i BeiDou.

RTCM ima mnogo objavljenih standarda, a neki od njih su:

• RTCM 10410.1: Standard za Networked Transport of RTCM via Internet Protocol (Ntrip) - Protokol na aplikativnom nivou koji podržava prenos GNSS podataka preko interneta.
• RTCM 10402.3: RTCM 2.3 - Standard koji se koristi širom sveta za diferencijalne satelitske navigacione sisteme, kako pomorske, tako i kopnene.
• RTCM 10403.3:  Efikasnija alternativa RTCM 10402.3.
• RTCM 10401.2: Zahtevi za opremu koja emituje DGNSS korekcije.

NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) je protokol za prenos diferencijalnih GPS (DGPS) korekcija preko interneta za RTK pozicioniranje. Ovaj protokol je razvijen od strane Nemačke federalne agencije za kartografiju i geodeziju (BKG) i Odeljenja za računarstvo na Univerzitetu u Dortmundu. NTRIP je baziran na HTTP/1.1 protokolu za prenos hiperteksta, a poboljšan je za GNSS tokove podataka.

NTRIP terminologija:

• NTRIP caster. To je server koji prikuplja RTK korekcije sa jedne ili više baznih stanica i distribuira ih među Roverima.
• NTRIP server. To je jedna fizička RTK bazna stanica. Njegova uloga je da pošalje RTK ispravke NTRIP Casteru, tako da ih Caster može distribuirati drugim klijentima. U mrežama sa samo jednom baznom stanicom, prilično je uobičajeno imati zajedno NTRIP server + kaster. U ovom slučaju je konfigurisana samo funkcija kotača.

• NTRIP klijent. RTK prijemnik koji želi da primi RTK korekcije. RTK Rovers su NTRIP klijenti.

U nekim zemljama, lokalne vlasti su već instalirale mrežu baznih stanica sa odgovarajućim NTRIP serverima i nude besplatan pristup NTRIP casteru sa skoro nacionalnom pokrivenošću. U ovim slučajevima obično je potreban samo osnovni proces registracije.

Postoji i www.rtk2go.com zajednica korisnika koji besplatno dele svoje bazne stanice na mreži, bez kvaliteta usluge.

Što se tiče softvera koji podržavaju NTRIP, postoje mnogi dostupni besplanti klijenti, poput BKG Ntrip Client (BNC), Simple NTRIP Caster (SNIP) i NTRIPClient (Lefebure).

Alberding Ntrip Caster je profesionalni softver za prenos GNSS podataka u realnom vremenu sa GNSS referentnih stanica i prenosi RTK korekcije ili druge potrebne podatke na veliki broj korisnika koji su istovremeno prijavljeni putem interneta. Ovaj softver je dizajniran za masovnu upotrebu i može da se nosi sa stotinama referentnih stanica i hiljadama korisničkih konekcija. Alberding Ntrip Caster je pogodan za lokalne, regionalne i globalne GNSS mrežne provaj–dere i nudi niz naprednih funkcija za optimalne rezultate iz GNSS infrastrukture, uključujući mrežno povezivanje i mogućnosti najbliže baze.

Korisnici mogu ručno da izaberu pojedinačne GNSS referentne stanice na osnovu njihovog naziva. Ako je Ntrip klijent povezan na takvu tačku montiranja sa jednom baznom stanicom, korisnički prijemnik će uvek dobiti korekcije stanice, ​​nezavisno od udaljenosti do ove ili drugih baznih stanica.

Ova vrsta operacije ima nekoliko nedostataka:

• Rastuća razdaljina između referentne stanice i korisnika dovodi do prekomernih preostalih grešaka (npr. atmosferske greške) i RTK fiksni status će na kraju biti izgubljen.
• Ovo rešenje nije dovoljno pouzdano - ispad izabrane referentne stanice će ostaviti korisnika bez korekcija. Dok se ručno ne izabere druga tačka montiranja Ntrip, rover neće moći da radi.

Druga opciona komponenta Alberding Ntrip Caster-a je procedura najbliže baze. Ovo automatski povezuje prijemnik sa najbližom operativnom referentnom stanicom, pružajući korisniku najkorisnije podatke o korekciji u svakom trenutku. Atmosferske preostale greške se mogu značajno smanjiti, a automatsko prebacivanje takođe poboljšava pouzdanost sistema.

Ako se korisnik kreće od stanice A ka stanici B, tačka montiranja "auto-switch" povezuje korisnika prvo sa stanicom A, a zatim prelazi na stanicu B. Ovo automatsko prebacivanje je posebno pogodno za kinematičke aplikacije, kao što je "precizna poljoprivreda".

Alberding Ntrip Caster takođe omogućava operaterima da postave takozvane "zone preklapanja" između stanica. Ovo izbegava česte i nepotrebne promene stanica kada se radi između dve stanice. Ako je definisana zona preklapanja, korisnički prijemnik će ostati povezan sa stanicom A čak i ako je središnja linija između stanica A i B pređena. Kada se dostigne međusobna ivica zone preklapanja, korisnik prima podatke od stanice B. Slično, na povratku, korisnik ostaje povezan sa stanicom B sve dok ne prođe zonu preklapanja i može ponovo da se prebaci na stanicu A.

Alberding Ntrip Caster ima softversku funkciju koja može automatski izabrati sledeću najbližu ispravnu referentnu stanicu korisniku u slučaju ispada bliže bazne stanice. Ovo omogućava korisniku prijemnika da se uvek poveže sa referentnom stanicom sa najvrednijim podacima o korekciji. Preostale atmosferske greške se mogu značajno smanjiti na ovaj način. Pored toga, poboljšaće se i pouzdanost sistema: ako stanica u upotrebi postane nedostupna, Alberding Ntrip Caster će to detektovati i prebaciti korisnika na sledeću „zdravu“ stanicu.

Radi lakšeg korišćenja Alberding Ntrip Caster, postoji opcioni veb interfejs. Ovo pruža različite funkcije za lakše administrirsnje i praćenje tokova podataka i korisnika.

Monitoring je modul gde su sve tačke montaže jasno prikazane sa njihovim trenutnim statusom dostupnosti. Ova stranica se automatski osvežava kako bi se osiguralo da su date informacije uvek ažurne. U tabeli, status dostupnosti svih tokova je sumiran korišćenjem kodova boja semafora da bi se razlikovale tačke montiranja sa statusom Offline, Online i Warning. Tokovi podataka sa žutim statusom Upozorenje ponovo su na mreži nakon prekida rada u poslednjih pet minuta.

Dodavanje novih Ntrip korisnika ili pregled/upravljanje postojećim Ntrip korisničkim nalozima, se radi u meniju Ntrip Korisnici. Za kreiranje novog Ntrip korisnika, minimalna potrebna informacija je Ntrip korisničko ime sa lozinkom i odgovarajući maksimalni broj istovremenih veza dozvoljenih u koloni Makstreams, što je obično 1, odnosno jedna veza po korisniku. Korisnik može koristiti iste parametre na više traktora ali samo jedan može dobijati RTK korekciju ako je više njih aktivno.

Dodatne informacije o Ntrip korisniku (npr. kontakt detalji ili tip korisnika,  mogu se obezbediti klikom na simbol odgovarajućeg Ntrip korisnika. U polju Tip korisnika, simbol se može izabrati u padajućoj listi: avion, čamac, automobil, kombajn, ručni uređaj, osoba, server, prskalica, traktor guseničar, traktor, voz ili kamion. Ovaj simbol se koristi za prikaz položaja na mapi. Ntrip korisnički nalozi se mogu izbrisati ili privremeno deaktivirati.

Ntrip korisnička imena i njihove odgovarajuće lozinke, maks. tokovi, datum početka pristupa [UTC], datum isteka pristupa [UTC] i prosleđivanje NMEA mogu se menjati. Mogućnost pretraživanja imena ili dela imena Ntrip korisnika olakšava upravljanje više Ntrip korisnika. Sadržaj tabele Ntrip Users može se izvesti kao CSV datoteka pritiskom na CSV dugme u donjem desnom uglu prozora. Dugme CSV+ će dodatno uključite informacije o Ntrip korisnicima.

Korisna je opcija za prikaz  tabele sa listom Ntrip korisničkih veza sa detaljima veze odgovarajućih Ntrip korisnika. Detalji o Ntrip korisničkoj vezi mogu se izvesti kao PDF izveštaj. Zapisi pojedinačnih Ntrip korisnika su kodirani bojama na osnovu njihovog kvaliteta GNSS položaja (status RTK fiksiranja). Ntrip korisnici sa samostalnom GNSS pozicijom (bez podataka o korekciji) prikazani su crvenom bojom, Ntrip korisnici sa DGNSS statusom su žuti, roveri sa RTK float rešenjem su označeni žutom bojom, a Ntrip korisnici sa RTK fiksnim statusom su zelenom. Takav kvalitet informacije su zasnovane na Ntrip korisničkim NMEA ulaznim podacima. Ako korisnik Ntrip-a ne pošalje NMEA GGA nizove kasteru, boja pozadine odgovarajućeg Ntrip zapisa korisnika - nadzora biće bela.

Za svakog povezanog Ntrip korisnika sledeće informacije su date u tabeli: povezana tačka montiranja (u slučaju auto-svitch strimova izabrana najbliža stanica u zagradama), udaljenost do referentne sta–nice, početak veze, trajanje vezu, ID veze, IP adresu Ntrip korisnika, ime Internet provajdera ili ime domena Ntrip korisnika, Ntrip korisnički agent, RTK status fiksiranja, broj satelita, starost podataka i HDOP. Zapisi tabele se mogu sortirati uz pomoć funkcije sortiranja zaglavlja kolona. Ova stranica se automatski osvežava kako bi se osiguralo da su date informacije uvek ažurne.

Rezime veze se takođe može izvesti kao CSV datoteka, koja se može koristiti na primer za potrebe naplate. Polje Datum registracije se automatski popunjava prilikom dodavanja novog Ntrip korisnika. Da biste dali vremenski ograničen pristup korisniku Ntrip-a, unesite datum početka i završetka u kolone. Sat sa odbrojavanjem na vrhu prozora pokazuje vreme do sledećeg osvežavanja stranice. Glavni meni Mape je dodatno podeljen na četiri podmenija (Kombinovani, Streams, Ntrip korisnici i KML).

Meni Mapa se koristi za prikaz lokacije i statusa GNSS referentnih stanica (Ntrip mountpoints) i povezanih Ntrip korisnika. Korišćenjem podmenija Mapa > KML Ntrip korisničke staze se mogu prikazati i preuzeti (Slika 85). U panelu za podešavanja na vrhu mape, sve Ntrip korisničke staze mogu biti navedene za određeni vremenski period. Korisničke staze se mogu odmah prikazati ili preuzeti  u KML formatu. Ntrip korisničke staze su označene bojama koje pokazuju ponašanje različitih parametara (starost podataka, HDOP, nadmorska visina, broj satelita, kvalitet pozicije ili brzina). Promene statusa kvaliteta su označene simbolima. Klikom na bilo koji od ovih otvora se prozor sa više informacija o odgovarajućoj promeni statusa Proveravanjem u polju Track direction, prikazuje se strelica koja pokazuje pravac korisnika Ntrip.

U meniju Datoteke evidencije moguće je preuzeti datoteke evidencije. Moguće je istovremeno preuzeti više od jedne datoteke evidencije. Ako se preuzme nekoliko datoteka evidencije istovremeno, one će biti komprimovane kao jedna zip datoteka.  U datoteci evidencije su prikazani sve poslate korekcione sekvence. Takođe se beleže i greške prilikom prenosa podataka. Greška „data gap“ znači da podaci nisu mogli biti poslati dovoljno brzo i da su se interni baferi prepunili. Obično je razlog taj što je veza na strani klijenta prekinuta bez davanja povratnih informacija ili je izuzetno spora. Verovatan razlog je izuzetno loš prijem mobilne mreže. Većina poruka je samoobjašnjavajuća kao što su nema dostupan izvor, izvor nije aktivan, nedostaju prava pristupa, korisnik je istekao, izvor zatvoren, ograničenje je dostignuto, „nmea izgubljen, dostignuta je udaljenost od stanice".

Najčešće greške su  "recv problem" ili "send problem". One obično ukazuju na to da je klijentska veza prekinuta bez povratnih informacija, što je podrazumevano kada se veza prekine umesto da bude pravilno zatvorena. Poruka "kick limit" označava da je veza zatvorena zbog dostignutog ograničenja i da dolazi nova veza, kada je odgovarajuća opcija podešena u konfiguraciji. Podrazumevano podešavanje je zatvaranje dolazne nove veze i to rezultira „ograničenjem dostignutog“.

 NMEA znakovni nizovi

Nacionalno udruženje pomorskih elektroničara (NMEA) razvilo je specifikaciju koja definiše interfejs između raznih elemenata elektronske opreme.

NMEA nizovi koje upravljačka jedinica prima, moraju biti određeni od strane proizvođača monitora zajedno sa Baud Rate-om. Ako, na primer, kontrolna jedinica zahteva samo 2 NMEA niza, ostale stringove treba isključiti. Ponekad, ako se previše informacija pošalje kontrolnoj jedinici, može se preopteretiti i izazvati probleme sa performansama. Da biste odredili potrebne nizove i brzinu prenosa, treba pogledati u uputstvo za upotrebu kontrolne jedinice. Isto tako je važno podesiti i frekvenciju slanja nizova. Frekvencija može biti 1,5 ili 10 Hz.

GGA daje vrlo bitne podatke za korekciju koji obezbeđuju podatke o 3D položaju i tačnosti. Primer GGA znakovnog niza:

$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000, E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47

Gde je: