Kahden RTK-verkon paikannustarkkuuden vertailu

Maailmanlaajuisen satelliittipaikannusjärjestelmän GNSS:n paikannustarkkuus ei yksistään riitä maataloudessa vaadittavalle senttimetritasolle, sillä GNSS:n tarkkuus on yksistään metrejä. Paikannuksen korjaamiseen halutulle tasolle käytetään avustepalveluita, joista tarkin saavutetaan RTK-menetelmällä. RTK on lyhenne sanoista real time kinematic, ja se tarkoittaa menetelmää, jossa paikannussignaali korjataan sijainniltaan tarkasti tiedossa olevan tukiaseman ja liikkuvan vastaanottimen avulla riittävän tarkalle tasolle. Maataloudessa RTK-korjausta käytetään esimerkiksi automaattiohjauksessa. Tässä maisterintutkielmassa vertailtiin kahden eri RTK-verkon paikannustarkkuutta. Verkkoina käytettiin Agritekin TOP-RTK -verkkoa ja Karera Oy:n verkkoa. Tutkielmassa pyrittiin selvittämään, eroaako palvelujen paikannustarkkuus toistaan samassa sijainnissa, liikkeessä samalla reitillä ja säilyykö paikannustarkkuus, kun mittaukset toistetaan viikkojen kuluttua. Mittaukset suoritettiin loka-joulukuussa 2022 Viikin Tutkimustilalla Helsingissä ja Ketolan tilalla Isossakyrössä. Mittaukset toistettiin samankaltaisina kummassakin sijainnissa. Mittaukset suoritettiin tallentamalla paikkatietodataa kummassakin RTK-verkossa paikalleen asennetusta mittauspisteestä. Paikallaan tehdyistä mittauksista suoritettiin kymmenen minuutin ja kahden tunnin mittaukset jokaisella kerralla. Liikkeessä tehdyissä mittauksissa ajettiin ajoneuvolla jokin lenkki paikkatiedon tallennus päällä, käyttäen kumpaakin RTK-verkkoa. Mitattu paikkatieto tallennettiin U-center -ohjelmaan, josta data siirrettiin CSV-tiedostona Matlabiin. Paikallaan tehdyistä mittauksista laskettiin Matlabilla Haversinen kaavan avulla poikkeama keskimääräisestä sijainnista. Tarkkuutta arvioitiin poikkeaman keskihajonnan ja suurimman arvon perusteella. Liikkeessä tehdyissä mittauksissa määritettiin vastaanottavan signaalin tarkkuuden todennäköisyyttä kuvaavat DOP (Dilution of precision) -arvot, sekä U-centerin tallentamat PACC-arvot. Saatujen tulosten perusteella palveluissa oli eroja paikallaan tehdyissä mittauksissa. Erot korostuivat, kun etäisyys tukiasemaan oli suurempi. Liikkeessä tehdyissä mittauksissa verkkojen välillä ei ollut suuria eroja. Yhtä mittauskertaa lukuun ottamatta sekä liikkeessä, että paikallaan tehdyissä mittauksissa Kareran verkko oli TOP-RTK -verkkoa tarkempi.

The positioning accuracy of the Global Navigation Satellite System (GNSS) is not sufficient for the level required in agriculture. Assistance services are used to correct the positioning to the desired centimetre level, the most accurate is achieved using RTK method. RTK means real time kinematic, and it can be used to correct the positioning signal to accurate level with a base station whose position is known precisely. In agriculture, RTK connection is needed for example in automatic steering and for many precision agriculture operations. This master’s thesis compares the positioning accuracy of two different RTK networks. Agritek’s TOP-RTK -network and Karera’s network were used as networks. The study aimed to find out whether the networks differ from each other in the same location, in motion on the same route, and whether the positioning accuracy is maintained when the measurements is repeated in a few weeks. Measurements were done from October to December 2022 at Viikki Research farm in Helsinki and at Ketola farm in Isokyrö. The measurements were repeated identically in both locations. The measurements were done by recording positioning information data from one measurement point in both locations, using both RTK-networks. Onsite measurements were made during periods of ten-minute and two-hour each time. On the go measurements the vehicle was driven on a route with position logging on, using both RTK-networks. The measured positioning data was saved in the U-center program, from which the data was transferred as a CSV file to the Matlab. From the on-site measurements, the deviation from the average position was calculated using the Haversine formula in Matlab. Accuracy was evaluated using the standard deviation and maximum value of the deviation. In the measurements made on the go, the DOP values describing the probability of accuracy were determined, as well as the PACC values recorded by U-center. Based on the obtained results, there were differences between the networks in the on-site measurements. The differences were accentuated when the distance to the base station was greater. There were no significant differences between the networks in the measurements taken on the go. Except for one measurement, Karera’s network was more accurate the TOPRTK network in both moving and stationary measurements.