Wat is GNSS?

GNSS staat voor Global Navigation Satelite System en is een verzamelnaam voor alle GNSS systemen. Vaak wordt GNSS verward met GPS. GPS is een onderdeel van GNSS. GPS betekent Global Navigation System en wordt gebruikt door het Amerikaanse leger om exacte plaatsen te bepalen. Verder maakt bijna iedere Tom-Tom, Smartphone of ander GNSS apparaat gebruik van GPS. 

In de tabel beneden staan alle GNSS systemen kort uitgelegd.
 

GNSS Systemen

Naam	Land	Satellieten	Status
GPS (Global positioning system)	Amerika	27	Online
GLONASS	Rusland	24	Online
BEIDOU	China	35	Online
GALILEO	Europa	22 (30)	Online

Galileo heeft op dit moment 22 satellieten in de ruimte hangen. Dit zullen er in de toekomst 24 worden met 6 reserve. 
 

Wat is GNSS en hoe werkt het?

Een lokatie signaal is nodig om een trekker recht te laten rijden door een GNSS/GPS antenne te plaatsen op de cabine van de tractor. Het vaststellen van een plaats in het veld is voor de diverse precisielandbouw en precisietechnologie projecten een eerste vereiste. De nauwkeurigheid die hierbij van belang is, is afhankelijk van het doel dat bereikt dient te worden. Met GPS kan gereden worden met een minimale afwijking van 5 cm en met een maximale afwijking van 10 meter. Met een nauwkeurigheid van 5 cm kan er precies gewerkt worden en de opbrengst geoptimaliseerd worden bijvoorbeeld door vaste rijpaden aan te leggen zoals veelal in de biologische landbouw gedaan wordt.

GPS en Galileo is GNSS ?
In de landbouw praten we vooral nog over de term GPS omdat we dat gewend zijn. Het Galileo satteliet systeem van 22 sattelieten nu (later 24 en dan nog eens 6 reserve) is vrij nieuw en zonder er echt mee bezig te zijn doen die sattelieten al werk voor je. Galileo, GPS, GLONASS en BEIDOU zijn 4 sattelietsystemen, daarom ga je steeds vaker de overkoepelende term GNSS voorbij zien komen.

Een GNSS-ontvanger berekent een positie op aarde door de “tijd” te meten dat een radiosignaal tussen de satelliet en de ontvanger onderweg is. Bij de berekening van de positie van de GNSS ontvanger zijn minimaal 3 satellieten nodig. Om naast de positie ook de hoogte te kunnen bepalen is een vierde satelliet nodig. Door gebruik te maken van correctiesignalen is een zeer nauwkeurige positiebepaling mogelijk.

Op dit moment is het GPS satteliet systeem nog de meest gangbare, vandaar gaan we hier nog dieper op in. GPS bestaat uit 24 satellieten die in een baan om de aarde zweven. Iedere satelliet draait tweemaal per dag om de aarde en zendt een uniek radiosignaal uit. Deze signalen gebruiken een GPS-ontvanger om zijn positie op aarde te bepalen. Hiervoor zit in iedere ontvanger, of in de daarbij behorende software, een database om deze signalen op de juiste wijze te interpreteren. In deze database staat waar elke satelliet zich op welk tijdstip bevindt. Behalve het unieke signaal van de satellieten heeft de GPS-ontvanger ook de tijd nodig die het signaal erover doet om bij de ontvanger te komen. Iedere satelliet heeft voor deze tijdmeting een atoomklok aan boord en de tijd die deze aangeeft wordt met het unieke signaal meegezonden. De GPS-ontvanger krijgt het signaal van een bepaalde satelliet binnen en kan zo, met behulp van zijn database, bepalen hoe lang het signaal erover heeft gedaan. Met een druk op de knop kan de positie bepaald worden. Om een positie te kunnen bepalen, zijn de signalen van minstens drie satellieten nodig. Dit zijn de drie satellieten waarvan het signaal met hetzelfde tijdsinterval bij de GPS-ontvanger binnenkomt. De GPS-ontvanger bevindt zich op het snijpunt van deze drie satellieten (drie dimensionaal). Om naast de positie ook de hoogte te bepalen is de ontvangst van een vierde satelliet nodig. Zie  onderstaande figuur.

Er zijn vier soorten van gps signalen:

1 ‘Normale’ GPS

In de praktijk ontvangt een GPS-ontvanger als het goed weer is het signaal van zes tot acht satellieten. De nauwkeurigheid van de positie is door allerlei verstorende factoren nog in de orde grootte van meters. Zie hiernaast weergegeven figuur.

2 DGPS

Door gebruik te maken van een correctiesignaal dat door EGNOS wordt verzonden, kan door gebruik te maken van 23 vaste stations op grotere afstand de verstoring en daarmee de afwijking beperkt worden tot enkele decimeters. Er wordt dan gesproken over DGPS (Differential GPS), dat goed bruikbaar is om recht te rijden met spuiten en kunstmeststrooien, omdat een nauwkeurigheid van 20 á 30 cm geen problemen oplevert.  

3 HP-DGPS

Daarnaast is er een Omnistar correctiesignaal. Omnistar maakt gebruik van 100 referentiestations, zodat er  een nauwkeuriger correctiesignaal verzonden wordt. Er wordt dan gesproken over HP-DGPS. De nauwkeurigheid ligt rond de 10 cm.

4 RTK-DGPS

Door te werken met twee satellietontvangers, één op een vast punt in de omgeving en een op het rijdende object en de gegevens van de twee ontvangers te combineren, is de nauwkeurigheid op te voeren tot cm-niveau. Vooral bij precisiesturing is dit laatste van belang. Er wordt dan gesproken over RTK-GPS (Real Time Kinematic). Bij RTK-GPS wordt gewerkt met ontvangers die naast de NAVSTAR satellieten ook de GLONASS satellieten kunnen ontvangen. Hierdoor is de  verwachting dat de ontvangst dicht bij gebouwen en onder bomen beter zal zijn dan bij alleen de NAVSTAR satellieten. Hierdoor zullen de gebruiksmogelijkheden groter en de kans op storingen door te weinig satellieten kleiner worden.

Wordt het (nog) beter?

Uit wikipedia : Galileo is in enkele opzichten verder ontwikkeld dan gps en/of GLONASS, met name:

• Betere precisie voor alle gebruikers (één meter; tot 20 cm als betaalde service,^[7] gps tot vier meter).
• Betere dekking van satellietsignalen op hogere geografische breedten dan gps (met name van belang voor de Scandinavische landen).
• Met gps vergelijkbare techniek en daardoor eenvoudiger ontwikkeling van ontvangers die naast gps ook Galileo of GLONASS ontvangen. Worden gelijktijdig meerdere navigatiesystemen ontvangen, dan is vaker een goede positie te bepalen, vooral in gebieden met beperkt zicht op de hemel, zoals in stedelijke omgeving.
• Mogelijkheden voor het versturen van noodsignalen.

Wat doen wij ermee?

Wij maken gebruik van het Ultra Guidance Reichhardt systeem (zie figuur hieronder). Dit systeem wordt toegepast bij diverse grondbewerkingen, plant- zaaiwerkzaamheden en gewasbescherming (zie hoofdstuk sectieafsluiting). Het systeem wordt gebruikt, omdat het een grote arbeidsverlichting geeft. Verder is het kostprijsverlagend, omdat bespaard wordt op slijtage, arbeid en brandstof als gevolg van minder overlap.

Uit onderzoek (DLG) is gebleken dat tot 10% bespaard kan worden op overlap door gebruikmaking van GNSS-Techniek. Deze besparing kan behaald worden door middel van RTK en/of Sensortechniek.