Entwicklung und Erprobung eines multifunktionalen Geo ...

GeoSN UniBwKapitel 5 Realisierung des Systems GeoSN UniBwDie SMART ANTENNA bietet insbesondere folgende Fähigkeiten:a) Kombination aus NovAtel SUPERSTAR II-Board und einer aktiven GPS-L1Patch-Antenne mit hoher Signalempfindlichkeit und geringem Stromverbrauch,b) gekapselte Bauweise nach MIL-STD810E Standard [97] zum Schutz vor äußerenWitterungseinflüssen,c) Trägerphasenmessung (bis 10 Hz) der GPS-L1-Frequenz zur Berechnung vonhoch genauer GPS-Basislinien,d) Kosten von unter 1000 Euro pro Gerät,e) Optional: RTK-Fähigkeit im Bereich 20 cm, GLONASS-Integration in derVersion mit OEMV-Board (SMART V-1 ANTENNA) (beachte Preissteigerungder V-1 ANTENNA zur normalen SMART ANTENNA um mindestensden Faktor 2).Die Kosten dieses Empfängers erlauben die Einordnung in den Bereich der Low-Cost-Geräte. Die RTK- und GLONASS-Optionen des Gerätes wurden im Zuge dieser Arbeitnicht untersucht. Eine Freischaltung der RTK Option erhöht den Preis eines Empfängerswie im Kapitel 3.2.2 angesprochen um das 2 bis 3 fache.Als weitere Low-Cost-Empfänger mit der Fähigkeit zur Trägerphasenmessung wurdenneben der SMART ANTENNA auch einige OEM-Boards betrachtet, die zunächst teilweisedurch eigene elektronische Arbeiten mit standardisierten D-Sub-9-RS232-Steckern undStromanschlüssen verbunden und in entsprechenden Schutzkästen verbaut werden mussten.Zum Einsatz kamen hierbei ein zusätzliches ALLSTAR-Board, Boards der Firma u-blox mit SIRF I und SIRF II Chips [98], [99] sowie 25LP-Boards der Firma Garmin [100].Die Vorbereitung dieser Boards benötigt zusätzliche elektronische Bauteile, insbesondereStromwandler und TTL-RS232-Umsetzer. Sie sind aber trotzdem wesentlich kostengünstigerals die fertig vorbereitete SMART ANTENNA und bieten außerdem die Möglichkeitder externen Antenne. Als externe Antennen werden Patch-Antennen eingesetzt, die ggf.leichter an einem Messobjekt zu adaptieren sind als die gekapselte SMART ANTENNAmit der vorgesehenen 5/8-Zoll Zentrierschraube.Vor den Aspekten, die den laufenden Betrieb der Sensoren betreffen, sind zunächst dieVorabkonfigurationen ihrer Hardware zu behandeln. Wie im WSN gefordert, sollte aufgrundder gegebenenfalls sehr hohen Anzahl genutzter Sensoren ein Großteil ihrer Konfigurationvor dem eigentlichen Betrieb des GeoSN durchgeführt werden, um den Aufwandder Initialisierung des Systems zu begrenzen. Alle Sensoren müssen bereits vor ihrem Einsatzweitestgehend fertig konfiguriert sein, um eine spätere Plug-and-Play-Nutzung zugewährleisten.Standardmäßig sind die meisten Low-Cost-GPS-Empfänger auf eine serielle RS232- (ggf.RS485) Schnittstelle und ASCII-Kommunikation im NMEA-Format ausgelegt.Die notwendigen Einstellungen an der Hardware dieser Sensoren ist somit die Vorgabeder Schnittstellenparameter (siehe Kapitel 4.3.2.1) sowie die Einstellung der Kommunikationssprache.Da eine binäre Datenstruktur der GPS-Messungen aufgrund des im Kapitel3.2 angesprochenen Informationsmangels von NMEA-Nachrichten hierbei zwingend not-- Seite 81 -