Ανάπτυξη ενός γεωδαιτικού δέκτη GNSS υψηλής ακρίβειας με τη χρήση OEM προϊόντων χαμηλού κόστους, τεχνολογίας τρισδιάστατου εκτυπωτή και λογισμικού για smartphones
Creators: name: Κάρολος, Ίων-Αναστάσιος Εμμανουήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: GNSS OEM προϊόντα
3Δ εκτύπωση
Λογισμικό GNSS για smartphone
GNSS OEM products
3D printing
Smartphone GNSS software

description: Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός πειραματικού και κατάλληλου για έρευνα γεωδαιτικού δέκτη GNSS με γνώμονα την υψηλή ακρίβεια και αξιοπιστία σε εφαρμογές προσδιορισμού θέσης πραγματικού χρόνου και εκ των υστέρων. Κυριότερος στόχος ήταν η βελτίωση της εμπειρίας χρήσης και η ταυτόχρονη δραστική μείωση του κόστους κατασκευής. Για την επίτευξη του παραπάνω συνδυασμού εμπειρίας – κόστους, μεγάλη βαρύτητα δόθηκε στη σωστή επιλογή και σχεδίαση των διατάξεων και του λογισμικού του δέκτη. Η βασικότερη ηλεκτρονική διάταξη που ενσωματώνεται στο δέκτη, είναι η κεντρική OEM ηλεκτρονική πλακέτα τρίτου κατασκευαστή, η οποία αποτελεί τη μηχανή επεξεργασίας των δεδομένων GNSS. Η κεντρική πλακέτα, συνδυάζεται με την πλακέτα διεπαφής και συνδέεται με εξωτερική γεωδαιτική κεραία GNSS. Για λόγους μεταφοράς δεδομένων και επικοινωνίας με τον χρήστη, ο δέκτης ενσωματώνει μια μεγάλης εμβέλειας συσκευή Wi-Fi. Για λόγους τροφοδοσίας των προαναφερθεισών ηλεκτρονικών διατάξεων, χρησιμοποιείται μια υψηλής χωρητικότητας μπαταρία ιόντων λιθίου που επαναφορτίζεται μέσω ενός ειδικού κυκλώματος φόρτισης τύπου USB. Τα ηλεκτρονικά μέρη του δέκτη εσωκλείονται σε ένα ελαφρύ, λειτουργικό, καλαίσθητο και αδιάβροχο πλαστικό ABS περίβλημα που δημιουργήθηκε στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας με τη βοήθεια κατάλληλου τρισδιάστατου εκτυπωτή. Ο χειρισμός του δέκτη, γίνεται μέσω κατάλληλου λογισμικού που αναπτύχθηκε για τα έξυπνα κινητά τηλέφωνα και ταμπλέτες. Κύριος στόχος της ανάπτυξης ενός τέτοιου λογισμικού διεπαφής με το χρήστη, ήταν η αξιοποίηση των νέων τεχνολογιών που εμπεριέχουν οι συσκευές αυτές, που σε καμία περίπτωση δεν παρέχονται από συσκευές ελέγχου πεδίου τύπου PDA, που χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα στο σύνολο των δεκτών των εταιριών. Μερικά παραδείγματα τεχνολογιών είναι οι νέοι ταχύτατοι επεξεργαστές, η υποστήριξη τέταρτης γενιάς δικτύου internet της κινητής τηλεφωνίας (4G – LTE), η ανάπτυξη του λεγόμενου cloud computing και η ευκολία αναβάθμισης. Όλα τα παραπάνω βοηθούν στην δημιουργία ενός καλύτερου γραφικού περιβάλλοντος, που ανταποκρίνεται καλύτερα στις ανάγκες του χρήστη για αυξανόμενη χρήση δεδομένων RTK και GIS χαρτών.
description: In this thesis a description of a developed GNSS receiver kit is presented in terms of high precision real time and post processing positioning and appropriate interface guidelines for adaptive user experience in the field. The main concern was the hardware and software integration that will improve the ease of use reducing the cost at the same time. The main hardware part, in the core of the receiver, is a third party manufacturer GNSS OEM processing engine and communication board. This mainboard can be connected either with an internal or an external GNSS antenna. For data transmitting purposes, the receiver uses a long range high speed Wi-Fi antenna. A high capacity Li-Ion polymer rechargeable battery, with a sophisticated power management and USB charging system, is used. All the above GNSS and modem electronics are accommodated in an elegant, rugged, light and hermetically sealed plastic enclosure created with special 3D printing technology. The receiver is controlled by an individual smartphone and tablet developed software that exploits the advantages of new technology smartphones instead of the old handheld PDA's. Examples are the high performance processing and graphics chips, the super-fast internet communication technologies (4G LTE) for RTK applications and GIS mapping information access, the cloud computing for data exchange between multiple devices, the touch screen technology avoiding stylus usage and the ease of software updates. Finally the presented GNSS kit highlights the hardware and software components in developing a low cost experimental GNSS receiver for research and more.