Was ist GNSS?

GNSS steht für Global Navigation Satellite System und ist ein Sammelbegriff für alle GNSS-Systeme. GNSS wird oft mit GPS verwechselt. GPS ist ein Teil von GNSS. GPS steht für Global Positioning System und wird vom US-Militär verwendet, um genaue Orte zu bestimmen. Darüber hinaus verwendet fast jedes Tom-Tom-, Smartphone- oder andere GNSS-Gerät GPS. 

Alle GNSS-Systeme werden in der folgenden Tabelle kurz erläutert.

Was ist GNSS und wie funktioniert es?
Ein Positionssignal ist erforderlich, damit ein Traktor geradeaus fahren kann. Dafür wird eine GNSS / GPS-Antenne auf der Traktorkabine angebracht. Die Bestimmung der Position auf dem Feld ist eine Voraussetzung für die verschiedenen Anwendungen der Präzisionslandwirtschaft und Präzisionstechnologie. Die benötigte Genauigkeit hängt vom zu erreichenden Ziel ab. Mit GPS können Sie mit einer minimalen Abweichung von 5 cm und einer maximalen Abweichung von 10 Metern fahren. Mit einer Genauigkeit von 5 cm ist es möglich, präzise zu arbeiten und der Ertrag kann optimiert werden, indem beispielsweise feste Fahrgassen erstellt werden.

GPS und Galileo ist GNSS?
In der Landwirtschaft sprechen wir hauptsächlich über den Begriff GPS, weil wir daran gewöhnt sind. Das Galileo-Satellitensystem mit 22 Satelliten (später 24 und dann weitere 6) ist ziemlich neu und ohne wirklich daran zu arbeiten, erledigen diese Satelliten bereits die Arbeit für Sie. Galileo, GPS, GLONASS und BEIDOU sind 4 Satellitensysteme, weshalb Sie zunehmend den Überbegriff GNSS sehen werden.

Ein GNSS-Empfänger berechnet eine Position auf der Erde, indem er die „Zeit“ misst, in der ein Funksignal zwischen dem Satelliten und dem Empfänger übertragen wird. Zur Berechnung der Position des GNSS-Empfängers sind mindestens 3 Satelliten erforderlich. Ein vierter Satellit wird benötigt, um zusätzlich zur Position die Höhe bestimmen zu können. Durch die Verwendung von Korrektursignalen ist eine sehr genaue Positionsbestimmung möglich.

Im Moment ist das GPS-Satellitensystem immer noch das am weitesten verbreitete, weshalb wir dies genauer diskutieren werden. GPS besteht aus 24 Satelliten, die die Erde umkreisen. Jeder Satellit umkreist die Erde zweimal täglich und sendet ein einzigartiges Funksignal. Diese Signale verwenden einen GPS-Empfänger, um die Position auf der Erde zu bestimmen. Zu diesem Zweck gibt es in jedem Empfänger oder in der zugehörigen Software eine Datenbank, um diese Signale korrekt zu interpretieren. Diese Datenbank zeigt an, wo sich jeder Satellit zu welcher Zeit befindet. Zusätzlich zu dem eindeutigen Signal von den Satelliten benötigt der GPS-Empfänger auch die Zeit, die das Signal benötigt, um den Empfänger zu erreichen. Jeder Satellit hat eine Atomuhr für diese Zeitmessung an Bord und die angezeigte Zeit wird zusammen mit dem eindeutigen Signal gesendet.Der GPS-Empfänger empfängt das Signal von einem bestimmten Satelliten und kann so anhand seiner Datenbank feststellen, wie lange das Signal gedauert hat. Die Position kann per Knopfdruck ermittelt werden. Signale von mindestens drei Satelliten sind erforderlich, um eine Position zu bestimmen. Dies sind die drei Satelliten, deren Signal im gleichen Zeitintervall am GPS-Empfänger ankommt. Der GPS-Empfänger befindet sich am Schnittpunkt dieser drei Satelliten (dreidimensional). Um die Höhe zusätzlich zur Position zu bestimmen, ist der Empfang eines vierten Satelliten erforderlich. Siehe die Abbildung unten.

Es gibt vier Arten von GPS-Signalen:

1 'Normales' GPS
In der Praxis empfängt ein GPS-Empfänger bei gutem Wetter das Signal von sechs bis acht Satelliten. Die Genauigkeit der Position liegt aufgrund aller Arten von Störfaktoren immer noch in der Größenordnung von Metern. Siehe die nebenstehende Abbildung.

2 DGPS
Durch Verwendung eines von EGNOS gesendeten Korrektursignals kann die Störung und damit die Abweichung durch Verwendung von 23 festen Stationen in größerer Entfernung auf einige Dezimeter begrenzt werden. Es wird dann als DGPS (Differential GPS) bezeichnet, was für das gerade Fahren beim Spritzen und Düngerstreuen sehr nützlich ist, da eine Genauigkeit von 20 bis 30 cm keine Probleme darstellt.  

3 HP-DGPS
Zusätzlich gibt es ein Omnistar-Korrektursignal. Omnistar verwendet 100 Referenzstationen, damit ein genaueres Korrektursignal gesendet wird. Es wird dann als HP-DGPS bezeichnet. Die Genauigkeit liegt bei ca. 10 cm.

4 RTK-DGPS
Durch Arbeiten mit zwei Satellitenempfängern, einem an einem festen Punkt in der Umgebung und einem am sich bewegenden Objekt, und Kombinieren der Daten der beiden Empfänger kann die Genauigkeit auf wenige Zentimeter erhöht werden. Letzteres ist besonders wichtig für die Präzisionssteuerung. Dies wird als RTK-GPS (Real Time Kinematic) bezeichnet. RTK-GPS funktioniert mit Empfängern, die zusätzlich zu den NAVSTAR-Satelliten die GLONASS-Satelliten empfangen können. Infolgedessen wird erwartet, dass der Empfang in der Nähe von Gebäuden und unter Bäumen besser ist als bei NAVSTAR-Satelliten allein. Dies erhöht die Verwendungsmöglichkeiten und verringert die Wahrscheinlichkeit von Interferenzen aufgrund zu weniger Satelliten.

Wird es (noch) besser?

Aus Wikipedia: Galileo ist in mancher Hinsicht weiter entwickelt als GPS und / oder GLONASS, insbesondere:

• Bessere Präzision für alle Benutzer (ein Meter; bis zu 20 cm als kostenpflichtiger Dienst, ^[7]  GPS bis zu vier Metern).
• Bessere Abdeckung von Satellitensignalen in höheren Breiten als GPS (besonders wichtig für die nordischen Länder).
• Mit GPS vergleichbare Technologie und damit einfachere Entwicklung von Empfängern, die neben GPS auch Galileo oder GLONASS empfangen. Wenn mehrere Navigationssysteme gleichzeitig empfangen werden, kann eine genauere Position häufiger bestimmt werden, insbesondere in Gebieten mit eingeschränkter Sicht auf den Himmel, beispielsweise in einer städtischen Umgebung.
• Optionen zum Senden von Notsignalen.

Was machen wir damit?
Wir verwenden das Ultra Guidance Reichhardt-System (siehe Abbildung unten). Dieses System wird bei verschiedenen Bodenbearbeitungs-, Pflanz- und Pflanzenschutzmaßnahmen eingesetzt. Das System wird verwendet, weil es eine große Arbeitserleichterung bietet. Es ist auch kostengünstig, da es durch weniger Überlappungen Verschleiß, Arbeit und Kraftstoff spart.