Ανάπτυξη ενός γεωδαιτικού δέκτη GNSS υψηλής ακρίβειας με τη χρήση ΟΕΜ προϊόντων, τεχνολογίας τρισδιάστατου εκτυπωτή και λογισμικού για smartphones
Authors: Κάρολος Ίων-Αναστάσιος 
Published: September 2023

Η παρούσα διδακτορική διατριβή με τίτλο «Ανάπτυξη ενός γεωδαιτικού δέκτη GNSS υψηλής ακρίβειας με τη χρήση OEM προϊόντων, τεχνολογίας τρισδιάστατου εκτυπωτή και λογισμικού για smartphones» διαρθρώνεται σε έξι κεφάλαια και τέσσερα παραρτήματα. Στο κεφάλαιο 1, περιγράφονται συνοπτικά το αντικείμενο και οι στόχοι της παρούσας διατριβής, καθώς και η πρωτοτυπία της. Κεντρικός στόχος, ήταν η ανάπτυξη ενός δέκτη ως μόνιμου σταθμού αναφοράς και ενός κινητού δέκτη. Το κεφάλαιο 2, παρέχει μια ολοκληρωμένη διερεύνηση των σύγχρονων τεχνικών επιτραπέζιας τρισδιάστατης εκτύπωσης με έμφαση στην τεχνική FFF/FDM, στην οποία και βασίστηκε η παραγωγή του εξωτερικού περιβλήματος των δεκτών που αναπτύχθηκαν στα πλαίσια της παρούσας διατριβής. Το κεφάλαιο 3 εξετάζει σχολαστικά όλα τα στάδια ανάπτυξης του δέκτη ως μόνιμου σταθμού αναφοράς. Αρχικά παρουσιάζεται το σύνολο των επιμέρους ηλεκτρονικών εξαρτημάτων που απαρτίζουν το δέκτη, αλλά και τη διασύνδεση αυτών. Ακολούθως παρατίθενται ενδελεχώς τα στάδια σχεδιασμού και προσθετικής κατασκευής των εξαρτημάτων που απαρτίζουν το περίβλημα του δέκτη, καθώς και τα στάδια συναρμολόγησης των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, εντός του περιβλήματος. Παρουσιάζεται, επίσης, τη διαδικασία ανάπτυξης του λογισμικού διαχείρισης του δέκτη. Επιπρόσθετα στο κεφάλαιο αυτό, παρατίθεται το εκτιμώμενο κόστος κατασκευής του δέκτη και συγκρίνονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά του με τα αντίστοιχα εμπορικού δέκτη, τρίτου κατασκευαστή. Τέλος το κεφάλαιο 3, περιγράφει τη διαδικασία εγκατάστασης και λειτουργίας του δέκτη ως μόνιμου σταθμού αναφοράς. Το κεφάλαιο 4, έχει αντίστοιχη διάρθρωση με το κεφάλαιο 3, εξετάζοντας τα στάδια ανάπτυξης του κινητού δέκτη. Το κεφάλαιο 5 επικεντρώνεται στην αξιολόγηση της ποιότητας των πρωτογενών και των παραγόμενων δεδομένων GNSS για τους δυο δέκτες που πραγματεύεται η παρούσα διατριβή. Ο ποιοτικός έλεγχος και η βαθμονόμηση του δέκτη ως μόνιμου σταθμού αναφοράς γίνεται με τη βοήθεια διάταξης μηδενικής βάσης με τα πρωτογενή του δεδομένα να συγκρίνονται με τα αντίστοιχα εμπορικού δέκτη GNSS, με τη βοήθεια κατάλληλων λογισμικών. Επιπρόσθετα στο κεφάλαιο 5, παρατίθενται οι εκτιμήσεις των σφαλμάτων των απλών διαφορών για όλα τα υποστηριζόμενα από τους δέκτες συστήματα GNSS, και τις αντίστοιχες φέρουσες συχνότητες για τις παρατηρήσεις των φάσεων. Το κεφάλαιο 5 συνεχίζει με τα στάδια του ποιοτικού ελέγχου του κινητού δέκτη GNSS, τα οποία περιλαμβάνουν τον ποιοτικό έλεγχο των εξαγόμενων πρωτογενών δεδομένων για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, τη βαθμονόμηση του δέκτη κατά το διεθνές πρότυπο ISO 17123-8, καθώς και την περαιτέρω διερεύνηση της αξιοπιστίας της τεχνικής NRTK, σε επιλεγμένες τοποθεσίες αναφοράς. Η διερεύνηση, γίνεται με τη βοήθεια της σύγκρισης της εξαγόμενης θέσης NRTK των επιλεγμένων σημείων αναφοράς από τον κινητό δέκτη που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο της διατριβής, με τις αντίστοιχες θέσεις NRTK δυο επιπρόσθετων εμπορικών κινητών δεκτών. Στο κεφάλαιο 6, παρατίθενται συνοπτικά τα συμπεράσματα που εξήχθησαν από την εκπόνηση της παρούσας διατριβής. Το παράρτημα Α, περιλαμβάνει το σύνολο των ηλεκτρομηχανικών εξαρτημάτων και αναλωσίμων που χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη των δεκτών. Το παράρτημα Β, εμπεριέχει τον πηγαίο κώδικα στον οποίο βασίζεται η λειτουργικότητα των δεκτών. Το παράρτημα Γ, περιλαμβάνει το διάγραμμα της συνδεσμολογίας των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων της μητρικής πλακέτας του κινητού δέκτη. Τέλος το παράρτημα Δ, περιλαμβάνει το πιστοποιητικό ISO 17123-8, του κινητού δέκτη.