julian korrekturlesen

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2024-08-14 23:27:06 +02:00
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\chapter{Anforderungen}
\label{cha:anforderunge}
In diesem Teil der Arbeit werden die Anforderungen an die verschiedenen Komponenten des Gesamtsystems beschrieben. Dabei wird zunächst auf die Anforderungen der Referenzstation eingegangen, neben den funktionalen Anforderungen sind die durch den Installationsort gegebenen nicht funktionalen Anforderungen besonders bei der Hardwareauswahl zu beachten.
In diesem Teil der Arbeit werden die Anforderungen an die verschiedenen Komponenten des Gesamtsystems beschrieben. Dabei wird zunächst auf die Anforderungen der Referenzstation eingegangen. Neben den funktionalen Anforderungen sind die durch den Installationsort gegebenen nicht funktionalen Anforderungen besonders bei der Hardwareauswahl zu beachten.
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Ferner werden Anforderungen zur Erweiterung des Rovers definiert.
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Das Gesamtsystem der Station muss im Millimeterbereich eingemessen werden können. Das eingemessene System muss im Dauerbetrieb die Korrekturdaten im RTCM3-Format erstellen und veröffentlichen, dafür soll als Caster der kostenlose RTK2go Service genutzt werden. Die Korrekturdaten sollen für alle aktuell verfügbaren GNSS bereitgestellt werden. Der Wartungsaufwand soll möglichst gering sein. Die komplette Installation muss an dem vorgegebenen Ort sicher angebracht werden und sich diesem anpassen.
\subsection{Antennenposition}
Der Installationsort der Antenne muss so gewählt werden, dass die Antenne eine freie Sicht auf den kompletten Himmel hat, dafür eignen sich besonders höher gelegene Orte. Deshalb und aufgrund der vorhandenen Infrastruktur wurde im Vorhinein entschieden, dass die Referenzstation auf dem Flachdach des Fachhochschulgebäudes an der Emil-Figge-Straße 44 in Dortmund errichtet werden soll.
Der Installationsort der Antenne muss so gewählt werden, dass die Antenne eine freie Sicht auf den kompletten Himmel hat. Dafür eignen sich besonders höher gelegene Orte. Deshalb und aufgrund der vorhandenen Infrastruktur wurde im Vorhinein entschieden, dass die Referenzstation auf dem Flachdach des Fachhochschulgebäudes an der Emil-Figge-Straße 44 in Dortmund errichtet werden soll.
\subsection{Umweltbedingungen}
Da der Installationsort der Station auf dem Dach der Witterung und der Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist, müssen die Komponenten entweder wasserfest und UV-beständig sein oder so installiert werden, dass diese vor den genannten Einflüssen geschützt werden.
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Des Weiteren müssen alle auf dem Dach installierten Komponenten einen Betriebstemperaturbereich vorweisen, welchen den realen Temperaturen im Außenbereich aller Jahreszeiten entspricht. Dabei muss auch beachtet werden, dass sich Objekte je nach Farbe durch die Sonneneinstrahlung über die Umgebungstemperatur hinaus erhitzen können.
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Der gewählte Installationsort verfügt über Blitzschutzeinrichtungen, diese dürfen nicht kompromittiert werden.
Der gewählte Installationsort verfügt über Blitzschutzeinrichtungen. Diese dürfen darüberhinaus nicht kompromittiert werden.
\subsection{Energieversorgung}
Die Energieversorgung ist durch ein vorhandenes Ethernetkabel mit PoE++ gegeben. Das Kabel versorgt das vorhandene LoRaWan-Gateway mit Energie und stellt die Netzwerkverbindung her. Dieses Kabel muss so genutzt werden, dass damit die Energieversorgung und die Netzwerkverbindung für die Referenzstation und das LoRaWan-Gateway hergestellt werden kann.
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\item Mindestens einen USB-Port,
\item Netzwerkschnittstelle mit RJ-45 Buchse,
\item Stromversorgung über PoE oder einer gleichwertigen Alternative,
\item Prozessor, auf dem die RTKLib kompiliert werden kann
\item und eine möglichst geringe Energieaufnahme, welche mit der PoE Lösung kompatibel ist.
\item Prozessor, auf dem die RTKLib kompiliert werden kann und
\item eine möglichst geringe Energieaufnahme, welche mit der PoE Lösung kompatibel ist.
\end{itemize}
\setlist{}
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\section{Rover}
\label{sec:rover_req}
Die vorhandene Software des Rovers soll um einige Komponenten erweitert werden. Diese Komponenten sollen den Rover im allgemeinen, um die Funktion erweitern mittels GNSS eine Route abzufahren, die zuvor manuell abgefahren wurde. Die Erweiterungen sollen, sofern möglich, an das vorhandene Softwaredesign angepasst sein. Im Folgenden werden die dazu nötigen Anforderungen zu definieren.
Die vorhandene Software des Rovers soll um einige Komponenten erweitert werden. Diese Komponenten sollen den Rover im Allgemeinen um die Funktion erweitern, mittels GNSS eine Route abzufahren, die zuvor manuell abgefahren wurde. Die Erweiterungen sollen, sofern möglich, an das vorhandene Softwaredesign angepasst sein. Im Folgenden werden die dazu nötigen Anforderungen zu definieren.
\subsection{Ntrip-Client}
Der Rover muss das GNSS-Modul mit Korrekturdaten versorgen, um die benötigte Genauigkeit zu erreichen. Dafür soll der ESP32 über einen Ntrip-Client verfügen, welcher sich mit dem Caster verbindet und die Korrekturdaten empfängt. Es wird davon ausgegangen, dass eine Internetverbindung über WLAN vorhanden ist. Die empfangenen Daten müssen an das GNSS-Modul weitergeleitet werden, dies muss durch die vorhandene Anbindung über SPI geschehen. Der Verbindungsstatus des Clients soll für andere Komponenten verfügbar gemacht werden können, um beispielsweise mit einer Navigationspause während eines Verbindungsabbruches reagieren zu können. Sollte die Verbindung zum WLAN und/oder zu dem Caster verloren gehen, sollen diese, sofern möglich, automatisch wieder aufgebaut werden.
Der Rover muss das GNSS-Modul mit Korrekturdaten versorgen, um die benötigte Genauigkeit zu erreichen. Dafür soll der ESP32 über einen Ntrip-Client verfügen, welcher sich mit dem Caster verbindet und die Korrekturdaten empfängt. Es wird davon ausgegangen, dass eine Internetverbindung über WLAN vorhanden ist. Die empfangenen Daten müssen an das GNSS-Modul weitergeleitet werden. Dies muss durch die vorhandene Anbindung über SPI geschehen. Der Verbindungsstatus des Clients soll für andere Komponenten verfügbar gemacht werden können, um beispielsweise mit einer Navigationspause während eines Verbindungsabbruches reagieren zu können. Sollte die Verbindung zum WLAN und/oder zu dem Caster verloren gehen, sollen diese, sofern möglich, automatisch wieder aufgebaut werden.
\subsection{Route}
Eine Route soll aus einer Anzahl von Punkten bestehen. Die Punkte sollen die Koordinaten für Längen- und Breitengrad enthalten, zusätzlich können Metadaten wie die geschätzte Genauigkeit der Koordinaten mit gespeichert werden. Aufgezeichnete Punkte müssen in einer festen Reihenfolge gespeichert werden. Die Strecken zwischen den Punkten müssen Geraden sein.