IBERIA Red de Bases de Referencia para Agricultura de Precisión Guía Ag TopNet Live (1 de Noviembre 2012) Page 0 of 8
Introducción GNSS (Sistemas de Navegación Global por Satelites) es la combinación de los siguientes sistemas de satelites: El sistema norteamericano GPS (Global Position System) El sistema ruso GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System) El sistema europeo Galileo, el cual aun esta en fase de prueba y El sistema chino COMPASS, el cual esta tambien en fase de pruebas Ambos sistemas GPS y GLONASS están en pleno funcionamiento con una constelación completa, por lo que esta es la combinación que ofrece actualmente el mayor beneficio para los usuarios de hoy en día. Sin embargo, durante el 2013, es probable que veamos los primeros satélites operativos de Galileo y Compass. Todos los sistemas GNSS anteriores utilizan satélites de órbita que son controlados y monitoreados en conjunción con una red de estaciones terrestres. A continuación mediante Triangulación por satélite, se mide la dirección desde cualquier punto de la Tierra a 4 o más satélites, para determinar las coordenadas. Cada satélite transmite un número de código y precisas señales de fase de portadora, así como las emisiones de navegación diversos mensajes. Para calcular una distancia o seudorango para cada satélite, los receptores GNSS utilizar la siguiente fórmula básica: Velocidad x Tiempo = Distancia En esta fórmula la velocidad es la velocidad de la luz en el vacío, y el tiempo es la diferencia entre el tiempo que la señal dejó el satélite y el tiempo que el usuario ha recibido la señal. Para agricultura de alta precisión el receptor utiliza esta información para ayudar a resolver el numero entero de ambiguedades (la cantidad de ciclos) en las mediciones de fase portadora de las señales enviadas por los satelites. Para calcular posiciones precisas en 3D (latitud, longitud y altura), el receptor debe recibir al menos 4 satélites distintos (es decir, 3 satélites para determinar X, Y, Z más 1 más que ajustar el desfase del reloj). Sin embargo se requiere un mínimo de 5 satélites comunes en tiempo real (RTK) para fijar la posición, aunque son preferible 6 o más para que los tiempos de inicialización sean casi instantaneos. Por suerte, mediante el uso de sistemas GNSS combinados se está aumentando el número total de satélites disponibles, y por lo tanto son Guía Ag TopNet Live (1 de Noviembre 2012) Page 1 of 8
mucho más probable que sea capaz de fijar la posición del receptor, incluso en entornos que pueden enmascarar muchos satélites. Breve reseña historia Base Única RTK (+ / - 2 cm de precisión) Durante la decada de los 90 el levantamiento topografico mediante GPS RTK empezó a convertirse en un beneficio real para los usuarios. El concepto se basaba en dos receptores GPS, conocidos como "base y móvil". El conjunto de receptores miden las distancias a los satélites, utilizando la señal L1 y L2 de fase de la portadora. La estación base que transmite su posición (conocida) y correcciones al móvil a través de un radio UHF que sirve de sistema de comunicación. El móvil utiliza entonces la posición de la estación base, junto con su conjunto común de observaciones por satélite, para resolver ambigüedades y calcular su posición con precisión a nivel centimetrico. Por supuesto, al ser equipos de primera generación, las primeras unidades eran pesadas, voluminosas, con muchos cables, baterias etc..con lo cual eran muy incomodos a la hora de transportar de un sistio a otro y en el trabajo diario de campo. También puede haber limitaciones de distancia en función de la distanaci "base-móvil", en que la precisión se degrada a medida que el vehículo se aleja (varios kilómetros) desde la estación base. Esto se debe principalmente a un aumento en los errores atmosféricos entre la base y el móvil, lo que hace que sea más difícil para el móvil fijar su posición. Otra limitación puede ser también la transmisión por radio UHF de la correcciónes debido a interferencias, obtaculos físicos u orografía montañosa. Base de Referencia GNSS Tractor GNSS Móvil Fig 1.Configuración RTK Convencional Guía Ag TopNet Live (1 de Noviembre 2012) Page 2 of 8
Aunque el método general de configuración y puesta en marcha de un equipo base- móvil es de sobra conocido, hay otras desventajas, tales como: El coste de inversión de la base de referencia GNSS. El tiempo necesario para configurar la estación base, o moverla a una nueva ubicación. El riesgo de robo o sustracción de la base de referencia sino dispone de una instalación fija y los elementos de seguridad necesarios. Las limitaciones de enlace de radio y la distancia errores dependientes, a medida que el vehículo tractor es de la estación base. Red RTK (+ / - 2 cm de precisión) Durante la última década, un nuevo método de redes RTK ha evolucionado, y en los últimos cinco años ha madurado como estándar en la practica para muchas aplicaciones GNSS. Las Redes RTK se basa en un conjunto de estaciones de referencia de funcionamiento continuo (CORS), que pueden llegar a constituir una infraestructura de estaciones de ambito nacional o regional. Las observaciones por satélite GNSS están continuamente observadas por todas las estaciones de referencia, y transmiten a un centro de procesamiento central a través de Internet. Todas las observaciones se utilizan para modelar toda la red, que ahora está libre de las restricciones de distancia cuando dependen de una base tradicional y móvil. En el caso detopcon se utiliza el software de red llamado TopNet+. Fig 2. Diagrama Red/Internet RTK La Red RTK se basa en un conjunto de estaciones de referencia enviando continuamente observaciones de GNSS 24 horas y 365 dias al año a un centro de control (TopNet), a través de internet. Las distancias entre las estaciones de referencia pueden llegar a ser de 70 km y podrían abarcar todo un país. Guía Ag TopNet Live (1 de Noviembre 2012) Page 3 of 8
Red RTK suscripciones Actualmente existen muchos servicios de suscripción de red RTK en toda Europa y el mundo, como el servicio de TopNet Live. Equipos moviles RTK ahora son ampliamente utilizados con suscripciones, como AGI3, GRS-1, GR-3, etc... Los usuarios de equipos moviles pueden trabajar en cualquier lugar dentro de los límites de la red, conectandose con el servicio de TopNet Live (el servidor de TopNet) a través de conexiones de internet móvil (GPRS, 3G etc.) y recibirán correcciones de red RTK calculadas para la posición acvtual del vehiculo. Hay muchas ventajas al utilizar una red RTK, tales como: No hay necesidad de comprar una estación base. Sin necesidad de configuración y mover la estación base. Evita problemas de seguridad para proteger la estación base. Correcciones de red que proporcionan un nivel "constante" de precisión a través del área de cobertura de toda la red. Todos los usuarios están usando un sistema de coordenadas común, normalmente vinculado directamente a la red nacional, lo que garantiza repetitibilidad tanto de pasada a pasada como año tras año. Guía Ag TopNet Live (1 de Noviembre 2012) Page 4 of 8
Configuración de una estación base TopNET Live 1. Qué componentes forman el kit? Topcon ya ofrece un precio muy especial a los distribuidores para adquirir una estación base de TopNET Live. Esta estación base tendrá la capacidad de enviar correcciones RTK como una sola base a través de un radio modem UHF y tambien formar parte de la red TopNET Live a trves de acceso directo a internet. La estación de referencia GNSS se compone de los siguientes elementos: Componentes Receptor NET-G3A GNSS Opciones OAF NET-G3 Standard Tarejeta Compact Flash Antena G3-A1 con plano de tierra Doimo G3-A1 Cable de antena G3-A1 Armario Antenna bracket Installation Opción con Radio Modem UHF: Satel EASy Cable de antena de Radio Mastil para Antena Descripción Recpetor base para Redes mas alto de gama Activa todas las opcion requeridas para el receptor Tarjeta de 2GB de memoria Antena GNSS para recpeción de Satelites Protector de la antena GNSS Cable coaxial de alta calidad Houses NET-G3A, Satel EASy modem, power supplies etc.. Robust antenna bracket for mounting on building Installation of the complete base station kit Radio Modem UHF 430-450 Mhz Cable de reducida perdida Antena de largo alcanze y baja ganacia 2. Imagenes de los componentes: Guía Ag TopNet Live (1 de Noviembre 2012) Page 5 of 8
3. Cuales son las condiciones solicitadas? Para obtener el precio especial, que incluye un armario cerrado y aislado, el soporte de la antena y los costes de instalación, nuestro único requisito es que la estación base está conectada a nuestro centro TopNET de datos en tiempo real a través de Internet y funciona en todo momento, 24 horas al día, 7 dias a la semana. Se le pedirá que firme nuestro contrato de servicio TopNet Live, con las siguientes condiciones: Proporcionar la localización requerida para la instalación de la estacion base y antenas. Proporcionar una lista de comprobación previa a la instalación con fotografías. Proporcionar una adecuada 24/7 acceso a Internet ADSL (línea normal terrestre de banda ancha). Proporcionar una dirección IP estática de su proveedor de internet. Suministro de 24/7 de alimentación al receptor (bajo consumo de energía como receptor es <5w). Suministro de todos los datos de Internet y el acceso a Topcon. Mantenimiento preventivo del receptor y la antena, cables, etc... mediante la supervisión y limpieza adecuada. Permitir a Topcon el uso de los datos de Internet para su propio objetivo comercial. 4. Cuales son los beneficios? Usted es propietario de una Base de Referencia GNSS, incluidos los gastos de instalación y mantenimiento de servicio a un precio muy competitivo. Esto le permitirá competir con cualquier otro fabricante, concesionario o distribuidor ofreciendo un servicio RTK de 2 cm de precisión entre pasadas y con la misma precision año tras año. Esto le permitirá ofrecer atractivos kits individuales RTK (GPRS) para todos sus usuarios finales. Como beneficio adicional, usted será capaz amortizar la inversion inicial mas rápido, cada vez que un usuario final adquiera una suscripcion al servcio TopNet Live, ya que el 20% de cada suscripción se abonara a su cuenta. Como todas las Bases de Referencia GNSS se conecta al servicio TopNet Live, podra monitorizar su estado las 24 horas al dia y 7 dias a la semana en timepo real. Ademas tendrá acceso a nuestro sistema de gestión web para ver el estado de todas sus estaciones base, y todos los abonados al servicio TopNet Live. Fig 3. Red de Bases de TopNet Live Guía Ag TopNet Live (1 de Noviembre 2012) Page 6 of 8
5. Qué tipo de suscripciones TopNET Live RTK y precisiones puedes ofrecer? Las suscripciones de Topnet Live estarán disponible en los formatos estándar, como el RTCM 2/CMR/CMR +, etc. Además podrá ofrecer el mismo servicio de datos a clientes con otras marcas ya que serán compatibles con sus equipos RTK Móviles. La precisión de RMS de red RTK es generalmente + / - 1-2 cm en planta (x, y) y + / - 2 cm de altura (z) 6. Cómo se conectaran los clientes finales? Los agricultores se conectaran via telefonia a traves de modem GPRS en el cual ira insertada una tarjeta SIM contratada con un operador de telefonia. En caso de que el sistema de autoguiado tenga radio UHF y la Base de Referencia tenga instalada una radio que emita correciones via aire. La tarjeta SIM es suficiente con una tasa de datos inferior a 1MB por hora para el fin considerado. Fig.5 Tarjeta SIM de datos Para mas información, consulte con el Delegado de Topcon de su zona. Guía Ag TopNet Live (1 de Noviembre 2012) Page 7 of 8