Entwicklung und Erprobung eines multifunktionalen Geo ...
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GeoSN UniBwKapitel 7 Praktische Tests mit dem System GeoSN UniBwLabVIEWWLANGEOSN-UNIBW1Repeater-RechnerDrahtgebundeneHochschulnetzwerkverbindungenzum Systemteil 1LabVIEWUSB-DockingstationGPS-Chokering-AntenneWLANGEOSN-UNIBW 2OEM3MiLLeniumWLAN-Omni-AntenneGPS-SplitterRoot-BridgeAbbildung 34: Repeater-Rechner7.2.1.2. Sensoren im GeoSN UniBwIm Testaufbau werden folgende Sensoren eingesetzt:a) 2 seriell an den Zentralstationsrechner angeschlossenen GPS-Empfänger,b) 3 GPS-Empfänger im GEOSN-UNIBW1 als Sensoren des Sensorknoten 1,c) 1 seriell an den Repeater-Rechner (Sensorknoten 2) angeschlossener GPS-Empfänger,d) 4 GPS-Empfänger im GEOSN-UNIBW2 als Sensoren von den drei Sensorknoten3, 4 und 5,e) 2 Solarcontroller mit Mikroprozessor zur Überwachung des Stromverbrauchs sowieder Spannung der Pufferbatterie in den autark über Solar versorgten Sensorknoten3 und 4 (siehe Abbildung 27).Die zwei seriell an die Zentralstation angeschlossenen GPS-Sensoren (Referenz 1000 undRover 2000) stellen sich zum einen als ein OEM3 MiLLenium-Board in einer ProPakVersion und zum anderen als ein ALLSTAR-Board (noch in der Canadian Marconi Version)in einer Development Box dar. Beide Empfänger sind über einen GPS-Antennensplitter mit einer Leica Chokering-Antenne verbunden, die in einem Pfeileraufbauinstalliert ist.Als Sensorknoten 1 im GEOSN-UNIBW1 wird ein Gerät des Typs 2 (siehe Abbildung 28)genutzt, an den 3 SMART ANTENNAS (Rover 3000, 4000 und 5000) angeschlossensind. Die Stromversorgung ist über Feststrom sichergestellt. In diesem Sensorknoten sindCOM-Server der Firma W&T integriert und er ist zum Schutz gegen Witterungseinflüsseneben dem Stahlschrank zusätzlich in einer Zargeskiste verbaut (siehe Anlage 3). Die drei- Seite 116-
GeoSN UniBwKapitel 7 Praktische Tests mit dem System GeoSN UniBwSMART ANTENNAS sind in einer festen Anordnung zueinander auf einem Holzbrettverschraubt (siehe Abbildung 36).Im Zuge der Erweiterung des Abdeckungsbereiches des GeoSN durch das WLANGEOSN-UNIBW2 (siehe Kapitel 7.2.1) wird eine „Repeater-Bridge with Clients“ 43 imSensorknoten 5 eingesetzt, die neben der Funktion als Kommunikationselement des Sensorknotensauch die Weiterleitung der Daten der zwei Sensorknoten 3 und 4 an die Root-Bridge des Knoten 2 übernimmt. Es handelt sich somit um die Sonderform des Knotentyps2. In diesem Knoten wurden außerdem anders als bei dem Knoten 1 für Rover 3000-5000 neben einigen RS232-COM-Servern vom Typ UDS100 auch COM-Server mitRS485-Anschlüssen vom Typ MSS-485 (siehe Tabelle 10) verbaut. An zwei dieser Serverwurden anschließend 2 SMART ANTENNAs (Rover 8000 und 9000), die auf dieses Protokollspezifiziert waren, angeschlossen. Eine Kombination dieser unterschiedlichen Protokolleist somit durch den Einsatz der entsprechenden Hardware möglich.Die Sensorknoten 3 und 4 (mit Rover 6000 und 7000) im GEOSN-UNIBW2 stellen sichals autarke Knoten vom Typ 1 (siehe Abbildung 27) dar, die in Containeraufbauten realisiertwurden.Die Weiterleitung der GPS-Messdaten der Sensorknoten 3, 4 und 5 sowie des unmittelbarangeschlossenen Empfängers vom Typ NovAtel OEM3 MiLLenium ProPak (Referenz1001) geschieht über den Rechner des Sensorknoten 2 (Repeater-Rechner). An diesenRechner ist der OEM3-Empfänger über eine serielle Schnittstelle angeschlossen. Die Verbindungzur Root-Bridge ist mittels einer USB-Dockingstation mit integriertem Netzwerkanschlusshergestellt. Auf diesem Rechner laufen insgesamt 5 LabVIEW-Programmeparallel, die zunächst die Socket-Verbindungen zu den COM-Servern in den Sensorknotenüber das WLAN sowie die serielle Verbindung herstellen und diese Verbindungen anschließendin Ports der eigenen zugewiesenen Hochschul-IP-Adresse des Repeater-Rechners umwandelten. Auf diese neu spezifizierten Sockets greift die Zentralstation zuund der Repeater-Rechner leitet anschließend über die LabVIEW-Programme die Befehleund Daten zwischen Zentralstation und Sensorknoten weiter.Es ergeben sich dabei trotz einer Aufzeichnungsrate von 1Hz pro Empfänger keinerleinegative Effekte bezüglich zu geringer Bandbreite oder Datenkorruption bei parallelemDatenempfang. Hieran zeigen sich deutlich die Vorteile eines WLAN gegenüber der Nutzungvon Datenfunk (siehe Kapitel 4.3.3.2.1) bei der Notwendigkeit von permanenter Datenübertragung.7.2.2. Untersuchungen zur Genauigkeit und ZuverlässigkeitNachdem das System gemäß der Spezifikationen in 7.2.1.1 und 7.2.1.2 hergestellt wordenwar, wurden über den Zeitraum der Woche vom 02.07. 09:15 bis 08.07.2006 23:59 Datenaller 8 Rover erfasst. Alle GPS-Empfänger waren unter weitgehend optimalen Messbedingungenmit minimalen Abschattungen im Messumfeld installiert worden, so dass für alleGeräte eine Standard-Elevationsmaske von 10° in der Konfiguration vorgegeben werdenkonnte. Es wurden die GPS-Rohdaten in den in Anlage 5 angesprochenen 15-Minuten-Dateien aufgezeichnet und diese mit GrafNav ausgewertet, wobei grundsätzlich die Basisliniender Rover zu beiden Referenzempfängern berechnet wurden. Die Ergebnisse wurdenanschließend in entsprechende Tages-GKA-Dateien für eine Auswertung mit GOCA43 Bezeichnung aus der Konfigurationsoberfläche für Bridges der Firma Cisco Systems.- Seite 117-
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