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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines mobilen
Objekts, insbesondere einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine,
mit Hilfe eines satellitengestützten
GPS-Ortungssystems.
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Satellitengestützte GPS-Ortungssysteme (GPS
= Global Positioning System) werden dazu verwendet, geographische
Positionen von sich bewegenden Objekten zu bestimmen. Dabei werden über einen
entsprechenden GPS-Empfänger
im bewegten Objekt die von Satelliten ausgesendeten GPS-Signale
empfangen, und über
die Messung von Laufzeitunterschieden zwischen den GPS-Signalen
wird die Position des bewegten Objekts bestimmt. Die Genauigkeit
herkömmlicher
GPS-Positionsbestimmungen liegt im Bereich von einigen Meter.
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Bei
besonderen Anwendungen, insbesondere bei der Verwendung von GPS-Ortungssystemen im
landwirtschaftlichen Bereich, sind Genauigkeiten bei der Positionsbestimmung
von bis auf wenige Zentimeter notwendig. Um derartige Genauigkeiten
mit einem GPS-Ortungssystem zu erreichen, ist es aus dem Stand der
Technik bekannt, Korrekturdaten zur Korrektur der mit dem GPS-Ortungssystem
ermittelten Positionsdaten zu berechnen. Zur Berechnung solcher
Korrekturdaten werden so genannte Referenzstationen eingesetzt,
welche an bekannten geographischen Positionen aufgestellt werden
und über einen
eigenen GPS-Empfänger
verfügen.
In der Referenzstation wird die über
den GPS-Empfänger
ermittelte Position der Referenzstation mit der bekannten geographischen
Position der Station verglichen und hieraus Korrekturdaten zur Fehlerkorrektur
ermittelt. Diese Korrekturdaten werden dann an das bewegte Objekt
weitergeleitet, dessen GPS-Position mit Hilfe der Korrekturdaten
korrigiert wird.
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Zur
Weiterleitung der Korrekturdaten ist es aus dem Stand der Technik
bekannt, mobile Relaisstationen zu verwenden, welche die Korrekturdaten von
einer Referenzstation empfangen und an das bewegte Objekt weiterleiten.
Beispielsweise ist es aus der
EP 0 903 589 B1 bekannt, von einer GPS-Referenzstation
mit bekannter Position Korrekturdaten mittels Funk über mobile
Relaisstationen zu einem GPS-System zu übertragen, so dass die genaue
Position des GPS-Systems ermittelt werden kann. Ferner zeigt die
US 6,263,281 B1 die
Verwendung einer stationären
Relaisstation, welche Korrekturdaten von einer GPS-Referenzstation über Kabel
oder über Funk
empfängt
und von dort über
eine Antenne an einen mobilen GPS-Empfänger weiterleitet.
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Bei
der Verwendung von GPS-Ortungssystemen, welche mobile Relaisstationen
zur Weiterleitung der Korrekturdaten verwenden, erweist es sich als
nachteilhaft, dass die Übertragung
der Korrekturdaten über
unidirektionale, lokale Funkverbindungen erfolgt. Die Relaisstationen
können
somit nur die Korrekturdaten einer gerade sendenden Referenzstation übermitteln.
Es besteht nicht die Möglichkeit,
dass die Relaisstationen selbständig
die Korrekturdaten von anderen Referenzstationen abrufen. Da die Reichweite
von lokalen Funkverbindungen begrenzt ist, müssen ferner eine Vielzahl von
mobilen Relaisstationen aufgestellt werden, um den Empfang von Korrekturdaten
einer weit entfernten Referenzstation in einem mobilen GPS-Empfänger zu
gewährleisten. Darüber hinaus
ist die Aufstellung der einzelnen mobilen Relaisstationen aufwändig, da
immer gewährleistet
werden muss, dass die kurze Reichweite der Funkverbindungen zwischen
den Relaisstationen nicht überschritten
wird.
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Im
landwirtschaftlichen Bereich werden GPS-Systeme mit mobilen Referenzstationen
verwendet, welche an festen, vorbekannten geographischen Positionen
im Bereich einer zu bearbeitenden landwirtschaftlichen Nutzfläche aufgestellt
werden und über
kurzreichweitigen Datenfunk die in der Referenzstation ermittelten
Korrekturdaten an ein mobiles Arbeitsgerät weiterleiten, welches die
Nutzfläche gerade
bearbeitet und dessen GPS-Position mit den Korrekturdaten zu korrigieren
ist. Derartige mobile Referenzstationen sind jedoch sehr teuer,
so dass sich eine Anschaffung für
einen einzelnen landwirtschaftlichen Betrieb nicht lohnt. Darüber hinaus
werden die Referenzstationen im Betrieb frei zugänglich im Gelände aufgestellt,
so dass die Gefahr besteht, dass die Referenzstationen von Dritten
entwendet werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Positionsbestimmung
eines mobilen Objekts, insbesondere einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine,
zu schaffen, welches eine kostengünstige, einfache und flexible Übertragung
von Korrekturdaten an das mobile Objekt gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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In
dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden erste Positionsdaten, welche der Momentanposition des mobilen
Objekts entsprechen, im Objekt mit einer GPS-Signal-Empfangs- und
Verarbeitungseinheit ermittelt. Der Begriff "GPS" ist
in der gesamten Anmeldung allgemein zu verstehen und betrifft jede Art
von satellitengestützten
Ortungssystemen, insbesondere das US-amerikanische Ortungssystem NAVSTAR-GPS,
das russische Ortungssystem GLONASS sowie das im Aufbau befindliche
europäische Ortungssystem
GALILEO. Ebenso umfasst der Begriff UPS jegliche Kombination von
satellitengestützten
Ortungssystemen, insbesondere jegliche Kombination der vorstehend
erwähnten
Ortungssysteme. Ferner werden Korrekturdaten zur Fehlerkorrektur von
GPS-Positionsdaten
in einer stationären
Referenzstation mit vorgegebener fester Position oder in einem Netz
aus mehreren stationären
Referenzstationen mit vorgegebenen festen Positionen ermittelt. Diese
Korrekturdaten werden von der Referenzstation oder dem Referenzstationsnetz
zumindest auf einer Teilstrecke über
ein erstes Übertragungsmedium an
eine mobile, von einem Bediener transportierbare und aufstellbare
Relaisstation mit fester Aufstellposition während der Durchführung des
Verfahrens übertragen,
wobei die mobile Relaisstation zunächst eine Datenverbindung zu
der stationären
Referenzstation oder dem Netz aus stationären Referenzstationen über das
erste Übertragungsmedium
herstellt und anschließend über diese
Datenverbindung die Korrekturdaten von der stationären Referenzstation
oder dem Netz aus stationären
Referenzstationen an die mobile Relaisstation gesendet werden. Von
der mobilen Relaisstation werden die Korrekturdaten zumindest auf
einer Teilstrecke über
ein zweites, sich vorzugsweise vom ersten Übertragungsmedium unterscheidendes Übertragungsmedium
an das mobile Objekt übertragen,
in dem schließlich
zweite Positionsdaten mit Hilfe der übertragenen Korrekturdaten und
der ersten Positionsdaten ermittelt werden, wobei die zweiten Positionsdaten
eine höhere
Genauigkeit als die ersten Positionsdaten aufweisen.
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Die
wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin,
dass eine von einem Bediener transportierbare und an beliebigen Orten
aufstellbare Relaisstation verwendet wird, welche über ein
erstes Übertragungsmedium
selbständig
Datenverbindungen zu Referenzstationen in Reichweite zur Relaisstation
aufbauen kann, um anschließend über diese
Datenverbindung die Korrekturdaten zu empfangen. Durch die Verwendung
eines solchen bidirektionalen ersten Übertragungsmediums können unterschiedliche
Referenzstationen und ggf. auch ein Netz aus Referenzstationen kontaktiert werden.
Insbesondere muss beim Wechsel der Aufstellposition der Relaisstation
nicht mehr darauf geachtet werden, dass die Reichweite des ersten Übertragungsmediums
zur Referenzstation nicht überschritten
wird, denn die Relaisstation kann ggf. eine neue Datenverbindung
zu einer anderen Referenzstation aufbauen, welche nach dem Positionswechsel
näher an
der Relaisstation liegt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
hat das erste Übertragungsmedium
an der Aufstellposition der mobilen Relaisstation eine Reichweite
von wenigstens 20 km, insbesondere wenigstens 50 km, vorzugsweise
wenigstens 70 km und besonders bevorzugt wenigstens 100 km. Die
Reichweite des ersten Übertragungsmediums
ist insbesondere derart groß gewählt, dass
sie über
die Reichweite von gebührenfrei
nutzbaren Datenfunk-Frequenzen
deutlich hinausgeht. Beispielsweise kommt als erstes Übertragungsmedium
eine Mobilfunkverbindung, insbesondere in einem GSM-Mobilfunknetz
und/oder UMTS-Mobilfunknetz,
in Betracht, wobei die Korrekturdaten zum Beispiel über GPRS
(GPRS = General Package Radio Service) übertragen werden können. Ein
anderes mögliches Übertragungsmedium
ist beispielsweise eine Telefonverbindung in einem öffentlichen
PSTN-Netz (PSTN = Public Switched Telephone Network) oder eine Laserverbindung.
Der Aufstellort der mobilen Relaisstation wird hierbei derart gewählt, dass
eine Verbindung zu dem ersten Übertragungsmedium
möglich
ist. Beispielsweise wird bei der Verwendung eines GSM-Netzes die
mobile Relaisstation derart aufgestellt, dass sie die Verbindung zu
einer Basisstation des Mobilfunknetzes aufnehmen kann.
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Im
Unterschied zum ersten Übertragungsmedium
kann das zweite Übertragungsmedium
sowohl ein unidirektionales Übertragungsmedium,
welches lediglich die Datenübertragung
hin zum mobilen Objekt ermöglicht,
als auch ein bidirektionales Übertragungsmedium
für eine
Datenübertragung
auch hin zur Relaisstation sein. Ferner hat das zweite Übertragungsmedium
vorzugsweise eine geringere Reichweite als das erste Übertragungsmedium.
Insbesondere hat das zweite Übertragungsmedium
an der Aufstellposition der mobilen Relaisstation eine Reichweite
von höchstens
10 km, insbesondere von höchstens
5 km, besonders bevorzugt von höchstens 3
km. Die Reichweite des zweiten Übertragungsmediums
an der Aufstellposition der mobilen Relaisstation sollte ferner
wenigstens 100 m, insbesondere wenigstens 200 m, vorzugsweise wenigstens
500 m und besonders bevorzugt wenigstens 1 km betragen. Derartige
Mindestreichweiten sollten bei der Nutzung des Verfahrens im landwirtschaftlichen
Bereich gewährleistet
sein, da aufgrund der Größe von landwirtschaftlichen
Nutzflächen
bei einer geringeren Reichweite nicht mehr der Kontakt zwischen
dem landwirtschaftlichen Arbeitsgerät und der mobilen Relaisstation
sichergestellt werden kann. Als zweites Übertragungsmedium wird beispielsweise
eine Nahbereichsfunkverbindung im gebührenfreien ISM-Frequenzbereich
(ISM = Industrial Scientific Medical) verwendet. Die Reichweite
derartiger Datenverbindungen ist ausreichend, um das Terrain von
größeren landwirtschaftlichen
Nutzflächen
abzudecken, so dass eine mobile landwirtschaftliche Arbeitsmaschine
bei der Bodenbearbeitung permanent über das zweite Übertragungsmedium
Kontakt zur Relaisstation an oder auf der Nutzfläche hat und somit ohne Unterbrechung
die aktuellen Korrekturdaten an die Arbeitsmaschine übertragen
werden können.
Als Funkverbindungen für
das zweite Übertragungsmedium
wird zum Beispiel der 433 MHz-ISM-Frequenzbereich oder der 868 MHz-ISM-Frequenzbereich
verwendet. Insbesondere kommt auch eine WLAN-Verbindung (WLAN =
Wireless Local Area Network) in Betracht.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist ein Netz von stationären Referenzstationen vorgesehen,
wobei die Korrekturdaten in dem Referenzstationsnetz ermittelt werden
und die Referenzstationen vorzugsweise über ein Intranet und/oder das
Internet miteinander vernetzt sind. Als Referenzstationsnetz kommt
beispielsweise ein Peer-to-Peer-Netz in Betracht, bei dem eine direkte Datenverbindung
zwischen den Referenzstationen ohne zentralen Server stattfindet.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Korrekturdaten in Bezug auf den Standort der mobilen
Relaisstation optimiert, wobei die optimierten Korrekturdaten an
das mobile Objekt übertragen
werden. Bei dieser Optimierung werden vorzugsweise dritte Positionsdaten,
welche dem Standort der mobilen Relaisstation entsprechen, mittels
einer GPS-Signal-Empfangs- und Verarbeitungseinheit in der mobilen
Relaisstation ermittelt. Diese dritten Positionsdaten können dann über das
erste Übertragungsmedium
an die stationäre
Referenzstation oder das Netz aus Referenzstationen übertragen
werden, so dass dort mit Hilfe der dritten Positionsdaten die Korrekturdaten
in Bezug auf den Standort der mobilen Relaisstation optimiert werden.
Alternativ ist es auch möglich,
dass in der mobilen Relaisstation selbst mit Hilfe der ermittelten
dritten Positionsdaten die Korrekturdaten optimiert werden und anschließend über das
zweite Übertragungsmedium
an das mobile Objekt übertragen
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden in der mobilen Relaisstation die vorgegebenen Positionen
von einer oder mehreren Referenzstationen hinterlegt und die mobile
Relaisstation bestimmt unter Verwendung der dritten Positionsdaten,
welche ihrer eigenen Position entsprechen, die am nächsten zu ihr
gelegene Referenzstation. Die Relaisstation baut dann eine Datenverbindung über das
erste Übertragungsmedium
zu dieser Referenzstation auf, wobei anschließend über das erste Übertragungsmedium die
Korrekturdaten dieser Referenzstation übertragen werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
hat seinen Hauptverwendungszweck in der landwirtschaftlichen Bodenbearbeitung
mit Hilfe einer mobilen landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine, wobei
die Bodenbearbeitung wenigstens teilweise automatisiert unter Berücksichtigung
der Position der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine erfolgt. Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird hierbei dazu eingesetzt, die Position der landwirtschaftlichen
Arbeitsmaschine hochgenau zu bestimmen.
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Neben
dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine
mobile, von einem Bediener transportierbare und aufstellbare Relaisstation
zur Verwendung in dem oben beschriebenen Verfahren. Diese Relaisstation
umfasst eine Sende- und Empfangseinheit zum Herstellen einer Datenverbindung über das
erste Übertragungsmedium
zu einer stationären
Referenzstation oder einem Netz aus stationären Referenzstationen und zum
Empfang der über
das erste Übertragungsmedium
gesendeten Korrekturdaten sowie eine mit der Sende- und Empfangseinheit über eine
interne Datenverbindung verbundene weitere Sendeeinheit zum Aussenden
der empfangenen Korrekturdaten über
das zweite Übertragungsmedium.
Die interne Datenverbindung umfasst vorzugsweise einen zwischengeschalteten Rechner
zum Verarbeiten der empfangenen Korrekturdaten und/oder weiterer
Daten.
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Darüber hinaus
kann eine weitere GPS-Signal-Empfangs- und Verarbeitungseinheit
in der Relaisstation vorgesehen sein, mit der GPS-Signale empfangen
werden können
und dritte Positionsdaten, die der Position der Relaisstation entsprechen, bestimmt
werden können.
Der zwischengeschaltete Rechner wird hierbei vorzugsweise zum Optimieren der über das
erste Übertragungsmedium
empfangenen Korrekturdaten in Bezug auf die Position der mobilen
Relaisstation mit Hilfe der dritten Positionsdaten verwendet.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die mobile Relaisstation in einem transportablen Behältnis integriert,
wobei das Behältnis vorzugsweise
derart ausgestaltet ist, dass es ortsfest in einem Gelände positionierbar
ist. Hierdurch kann auf einfache Weise auch durch einen unerfahrenen Bediener
die Relaisstation derart im Gelände
aufgestellt werden, dass sie zum einen eine Datenverbindung über das
erste Übertragungsmedium
zu der Referenzstation als auch eine Datenverbindung über das
zweite Übertragungsmedium
hin zum mobilen Objekt sicherstellt. Da die Relaisstation meist
im Freien verwendet wird, ist das transportable Behältnis vorzugsweise
derart ausgestaltet, dass die Relaisstation gegen Witterungseinflüsse geschützt ist.
Vorzugsweise weist die Relaisstation ferner eine autonome Energieversorgung
für ihren
Betrieb auf, beispielsweise in der Form von Batterien, insbesondere von
wiederaufladbaren Batterien.
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Neben
dem oben beschriebenen Verfahren und der oben beschriebenen mobilen
Relaisstation betrifft die Erfindung ferner ein System zur Durchführung des
oben beschriebenen Verfahrens, wobei das System folgende Komponenten
umfasst:
- – eine
stationäre
Referenzstation oder ein Netz aus stationären Referenzstationen mit wenigstens
einer GPS-Signal-Empfangs- und Verarbeitungseinheit zum Empfang
von GPS-Signalen und Ermitteln der Korrekturdaten und mit wenigstens
einer Sende- und Empfangseinheit zum Senden und zum Empfang von
Daten, insbesondere zum Senden der Korrekturdaten, über das
erste Übertragungsmedium;
- – eine
im Vorangegangenen beschriebene Relaisstation;
- – eine
auf dem mobilen Objekt, insbesondere einer landwirtschaftlichen
Arbeitsmaschine, positionierbare Signalverarbeitungseinrichtung
umfassend eine GPS-Signal-Empfangs-
und Verarbeitungseinheit zum Ermitteln der ersten Positionsdaten
und eine weitere Empfangseinheit zum Empfang der Korrekturdaten über das
zweite Übertragungsmedium,
wobei in der Signalverarbeitungseinrichtung mithilfe der ersten
Positionsdaten und der Korrekturdaten die zweiten Positionsdaten
berechenbar sind.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figur beschrieben.
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1 zeigt
den schematischen Aufbau eines Systems zur Positionsbestimmung einer
mobilen Arbeitsmaschine unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 sind
die einzelnen Komponenten eines Systems zur Positionsbestimmung
eines mobilen Arbeitsgeräts 1 mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
dargestellt. Bei dem Arbeitsgerät 1 handelt
es sich um eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, mit der die
Bodenbearbeitung einer landwirtschaftlichen Nutzfläche automatisiert
durchgeführt
werden soll. Die Bodenbearbeitung kann hierbei beispielsweise darin
bestehen, dass Saatgut in vorgegebenen Reihen auf der Nutzfläche ausgebracht
wird oder dass Früchte
von der landwirtschaftlichen Nutzfläche abgeerntet werden. Das
landwirtschaftliche Arbeitsgerät 1 umfasst
zur automatischen Bodenbearbeitung einen (nicht gezeigten) Rechner,
in dem die Form der landwirtschaftlichen Nutzfläche sowie die Information abgespeichert
ist, wie und an welchen Stellen die landwirtschaftliche Nutzfläche zu bearbeiten
ist. Um die Bodenbearbeitung vollautomatisch durchzuführen, fährt die
mobile Arbeitsmaschine 1 selbsttätig auf der Nutzfläche gemäß einem
vorgegebenen Arbeitsplan, was dadurch ermöglicht wird, dass der mobilen
Arbeitsmaschine mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens permanent die
aktuelle Momentanposition der Arbeitsmaschine bereitgestellt wird.
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In
der hier beschriebenen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird auf der Arbeitsmaschine 1 zunächst mit einer GPS-Signal-Empfangs- und
Verarbeitungseinheit umfassend eine GPS-Empfangsantenne 1a eine
vorläufige,
noch relativ ungenaue Position der Arbeitsmaschine ermittelt. Hierzu werden über die
GPS-Empfangsantenne 1a GPS- Signale von Satelliten empfangen, wobei
in 1 beispielhaft zwei Satelliten S1 und S2 dargestellt
sind und die Satellitensignale mit gestrichelten Linien angedeutet
sind. Mittels einer Laufzeitmessung der GPS-Signale von mindestens
drei Satelliten wird dann in der GPS-Empfangs- und Verarbeitungseinheit
die Position der Arbeitsmaschine bestimmt. Die Genauigkeit dieser
Positionsbestimmung liegt hierbei im Bereich von einigen Meter,
was bei der Bearbeitung von landwirtschaftlichen Nutzflächen nicht
ausreichend ist.
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Um
die Genauigkeit der GPS-Positionsbestimmung in der Arbeitsmaschine 1 zu
verbessern, wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine stationäre Referenzstation 2 verwendet.
In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
befindet sich die stationäre
Referenzstation auf dem Dach eines Gebäudes und umfasst eine GPS-Signal-Empfangs- und Verarbeitungseinheit
mit GPS-Antenne 2a sowie eine Mobilfunkantenne 2b.
Die geographische Position der Empfangs- und Verarbeitungseinheit
auf dem Gebäudedach
ist bekannt und in der Empfangs- und Verarbeitungseinheit abgespeichert.
Zur Berechnung von GPS-Korrekturdaten wird in der Referenzstation die
bekannte geographische Position mit der Position verglichen, die über die
GPS-Signal-Empfangs- und Verarbeitungseinheit aktuell ermittelt
wird. Hieraus lässt
sich der Fehler bei der GPS-Positionsbestimmung ermitteln und es
können
entsprechende Korrekturdaten zur Fehlerkorrektur von GPS-Positionsdaten
erzeugt werden. Die Korrekturdaten werden dann über die Mobilfunkantenne 2b drahtlos
in ein Mobilfunknetz versendet, wobei das Mobilfunknetz schematisch
durch drei Basisstationen B1, B2 und B3 angedeutet ist. Ebenso ist
schematisch der Weg der Korrekturdaten von der Referenzstation zu
einer Basisstation und von einer Basisstation zu der Relaisstation
mittels durchgehender Linien M1 bzw. M2 wiedergegeben.
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Die
Korrekturdaten werden über
das Mobilfunknetz an eine mobile Relaisstation 3 übertragen, welche
einen wesentlichen Bestandteil der Erfindung bildet. Die mobile
Relaisstation weist wiederum eine Mobilfunkantenne 3a auf,
welche die Korrekturdaten aus dem Mobilfunknetz empfangt. Bei der
Initialisierung des Verfahrens wurde zunächst von der Relaisstation
eine Datenverbindung über
das Mobilfunknetz zu der Referenzstation hergestellt. Dies bedeutet,
dass bei mehreren vorhandenen Referenzstationen durch die Relaisstation
selbst oder durch einen Bediener an der Relaisstation die am besten
geeignete Referenzstation ausgewählt
und mit der Relaisstation verbunden werden kann.
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Die
von der Antenne 3a empfangenen Korrekturdaten werden über eine
interne Datenverbindung in der Relaisstation 3 an eine
weitere Antenne 3b geleitet. Es handelt sich bei dieser
Antenne um eine Datenfunkantenne zum Aussenden und gegebenenfalls
auch Empfangen von kurzreichweitigen Funksignalen in einem gebührenfreien
ISM-Frequenzband.
Mit Hilfe des Datenfunks werden die Korrekturdaten dann an eine
entsprechende Empfangsantenne 1b auf der mobilen Arbeitsmaschine
gesendet, wie durch die strichpunktierte Linie D in 1 angedeutet
ist. Die interne Datenverbindung zwischen der Mobilfunkantenne 3a und
der Datenfunkantenne 3b umfasst ferner einen Rechner, der
mit einer weiteren GPS-Signal-Empfangs- und Verarbeitungseinheit
mit GPS-Antenne 3c in Verbindung steht. Diese GPS-Signal-Empfangs-
und Verarbeitungseinheit bestimmt die momentane Position der Relaisstation 3 und
diese Information wird verwendet, um die von der Referenzstation 2 empfangenen Korrekturdaten
in Bezug auf den Standort der Relaisstation 3 zu optimieren.
Hierdurch werden verbesserte Korrekturdaten erreicht, da sich die
Relaisstation aufgrund der kurzen Reichweite der Datenfunkverbindung
D meist näher
an der Arbeitsmaschine 1 befindet als an der stationären Referenzstation 2.
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Die
in der Relaisstation optimierten und anschließend über den Datenfunk D an die
Arbeitsmaschine gesendeten Korrekturdaten werden in der Arbeitsmaschine
dazu verwendet, die ursprünglich
ermittelte ungenaue Position der Arbeitsmaschine mit Hilfe dieser
Daten zu korrigieren, so dass eine hochgenaue Position der Arbeitsmaschine
im Bereich von einigen Zentimetern bestimmt werden kann.
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Der
entscheidende Vorteil des in 1 gezeigten
erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt darin, dass eine mobile, von einem Bediener ohne zusätzliche
Hilfsmittel transportierbare Relaisstation verwendet wird, die an
beliebigen Geländepunkten
positionierbar ist und welche Korrekturdaten über ein langreichweitiges Mobilfunknetz
empfängt
und über
kurzreichweitigen Datenfunk weiterleitet. Die mobile Relaisstation
kann somit im Umkreis der zu bearbeitenden Nutzfläche problemlos
derart aufgestellt werden, dass sie Kontakt zu einer Basisstation
des Mobilfunknetzes hat. Da die Position der Relaisstation während der Übertragung
der Korrekturdaten nicht verändert wird,
ist gewährleistet,
dass eine permanente Datenverbindung zur stationären Referenzstation besteht. Demgegenüber wird im
Stand der Technik beispielsweise eine direkte Übertragung von Korrekturdaten über ein
Mobilfunknetz an die mobile Arbeitsmaschine verwendet, was jedoch
den Nachteil hat, dass die Arbeitsmaschine aufgrund ihrer Bewegung
auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche in ein Funkloch geraten
kann und somit keine dauernde Übermittlung
der Korrekturdaten gewährleistet
ist. Ein weiterer Vorteil der mobilen Relaisstation besteht darin,
dass sie nur relativ kostengünstige
Komponenten enthält.
Somit ist der Schaden bei Verlust bzw. Diebstahl oder mutwilliger
Beschädigung
der Relaisstation, die frei zugänglich
im Gelände
positioniert wird, relativ gering. Im Gegensatz hierzu ist der Verlust
von aus dem Stand der Technik bekannten mobilen Referenzstationen,
die zur Ermittlung der Korrekturdaten temporär an festen Positionen aufgestellt
werden, wesentlich höher,
da solche Referenzstationen komplizierter aufgebaut sind und teurere
Komponenten umfassen.
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In
dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist lediglich
eine Referenzstation 2 zur Ermittlung der Korrekturdaten
gezeigt. Es ist jedoch auch möglich,
dass weitere stationäre
Referenzstationen verwendet werden, insbesondere kann ein privat
betriebenes Netz aus mehreren Referenzstationen aufgebaut werden,
beispielsweise in der Form eines Peer-to-Peer-Netzes. Vorzugsweise
werden die Identifikationsdaten der einzelnen Referenzstationen in
der mobilen Relaisstation 3 hinterlegt, und bei der Initialisierung
des erfindungsgemäßen Verfahrens baut
die Relaisstation über
das Mobilfunknetz eine Datenverbindung zu der nächstgelegenen Referenzstation
auf, deren Korrekturdaten aufgrund der räumlichen Nähe zur Relaisstation und zum
Arbeitsgerät besser
sind als von weiter entfernten Referenzstationen. Wenn ein Netz
aus stationären
Referenzstationen verwendet wird, ist es ferner nicht unbedingt
notwendig, dass jede Referenzstation über eine Antenne zum Aussenden
der Korrekturdaten verfügt.
Vielmehr können
die Korrekturdaten über
das Netz der Referenzstationen zu einer zentralen Mobilfunkantenne übertragen
werden und von dort in das Mobilfunknetz gesendet werden. Darüber hinaus
kann in dem Referenzstationsnetz ein zentraler Rechner vorgesehen
sein, der in Bezug auf den Standort der Relaisstation optimierte
Korrekturdaten berechnet. Hierzu werden die Positionsdaten der Relaisstation,
welche über
die GPS-Empfangs- und Verarbeitungseinheit der Relaisstation ermittelt
wurden, an das Referenzstationsnetz gesendet, da diese Daten von
dem zentralen Rechner zur Optimierung der Korrekturdaten benötigt werden.
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Da
die Relaisstation 3 transportabel ist, kann sie in einfacher
Weise von einem Bediener an beliebigen Positionen im Gelände in der
Nähe der
zu bearbeitenden landwirtschaftlichen Nutzfläche positioniert werden. Insbesondere
kann der Bediener die Relaisstation zu unterschiedlichen Positionen
tragen, bis er eine Position gefunden hat, in der zum einen eine
Verbindung zu einem Mobilfunknetz und zum anderen eine Datenfunkverbindung
zur mobilen Arbeitsmaschine besteht. In einer bevorzugten Ausgestaltung
ist die Relaisstation hierbei in einem transportablen Behälter integriert,
der die Relaisstation vor Witterungseinflüssen schützt. Der transportable Behälter umfasst
vorzugsweise eine autonome Energieversorgung für den Betrieb der Relaisstation,
wobei die Energieversorgung beispielsweise aus wiederaufladbaren
Batterien bestehen kann. Die Relaisstation verfügt darüber hinaus über einfache Bedienungselemente
in der Form von Bedienungstasten 3d zur Aktivierung und
Einstellung der Relaisstation sowie über ein Display 3e,
in dem Informationen zur Relaisstation, insbesondere der momentane
Betriebszustand der Relaisstation, angezeigt werden.