GNSS voor nieuwe toepassingen

Op vrijdag 20 mei vond op de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen van de TU Delft het symposium GNSS voor nieuwe toepassingen (editie 2022) plaats. Organiserende partijen waren Geo-Informatie Nederland (GIN), het Nederlands Instituut voor Navigatie (NIN), Hydrographic Society Benelux (HSB) en het Nederlands Centrum voor de Geodesie (NCG).

Vanuit meerdere toepassingen werd de huidige status van precisie-PNT gepresenteerd aan een groep van rond de tachtig belangstellende experts en gebruikers uit de industrie, overheid en kennisinstellingen. Na een welkom van dagvoorzitter Jean-Paul Henry (06-GPS) en Leeke van der Poel (HSB), was het aan Hans Visser om de eerste presentatie te geven.

Binnen het kader van nieuwe toepassingen in de hydrografie werd een overzicht gegeven van de activiteiten van Fugro. De nieuwe toekomst van autonoom op afstand wordt mede mogelijk gemaakt door satellietcommunicatie en dataverwerking bij remote operation centres. Nauwkeurigheden van positiebepaling worden verbeterd door middel van de Scintillatie predictie service, en robuustheid in PPP-processing leidt tot herstel van positie fix na onderbrekingen zoals bij viaducten. Verder werd een duidelijk overzicht gegeven van de status van de huidige GNSS-constellaties en werd er een blik geworpen op recente ontwikkelingen, zoals de plannen voor een eigen GNSS vanuit het Verenigd Koninkrijk en vanuit de Volkswagen Groep. Ondanks alle vooruitgang blijft het navigeren in de stedelijke omgeving een uitdaging, zo blijkt verderop uit dit verslag.

Vanuit de toepassing van GNSS gaf Bram Veldhuisen namens Wageningen University & Research (WUR) een blik op de agrarische sector en het gebruik van robots hierin. Op de proefboerderij in Lelystad biedt een terrein van duizend hectare met diverse gronden, de mogelijkheid om lokaal onderzoek te verrichten en zo hedendaagse uitdagingen als klimaatverandering en stikstofuitstoot te onderzoeken. Een van de ontwikkelingen die getest wordt, is ‘controlled traffic farming’, waar precisienavigatie door middel van RTK toegepast wordt om de boer te ontlasten, en efficiënter en productiever te kunnen werken. Er werd een overzicht gegeven hoe ook kleine robots, drones en spot sprayen gebruikt kunnen worden. Ook werden er knelpunten aangehaald, zoals het verschil in positieoplossingen tussen verschillende leveranciers van systemen, en het voldoen aan de verwachtingen van de boer.

Andreas Krietemeyer presenteerde zijn promotieonderzoek dat hij voor het KNMI heeft uitgevoerd over de hoge kwaliteit ZTD-schattingen (Zenith Tropospheric Delay, maat voor lucht­vochtigheid) met kosteneffectieve apparatuur. Voor het creëren van weermodellen worden ingemeten GNSS-ontvangers gebruikt; in de ontwikkelde wereld gaat het voornamelijk om modellen van geodetische kwaliteit en met een dichte ruimtelijke verdeling over de aarde. Het onderzoek van Andreas toont aan dat ook kosteneffectieve apparatuur hiervoor gebruikt kan worden, door middel van een kalibratie van de ‘fase centrum variatie’ van de gebruikte antennes. Hierdoor wordt het ook mogelijk om in ontwikke­lingslanden het aantal grondstations te vergroten en zo de weersvoorspelling nauwkeuriger te maken. Om deze kalibratie toegankelijk te maken voor iedereen is er een applicatie ontwikkeld die toegankelijk is via bit.ly/GNSSCalibrationTool.

Na een korte pauze met versnaperingen gesponsord door de organiserende partijen, was het woord aan Eltjo Keijer van Basetime. Ter demonstratie van het gebruik van Internet of Things (IoT) in de geodesie, had hij zijn ontwikkelde product ‘Locator One’ meegenomen. Dit meetinstrument bestaat uit onder meer een GNSS-ontvanger en -antenne, LTE-M patch-antenne en -radar. Hiermee kan een alternatief geboden worden voor de traditionele zakbaakmetingen, want handmatig metingen verrichten op locatie is niet meer nodig. Met hoogfrequente metingen die via een cloudomgeving geanalyseerd worden, kan zo een betrouwbaar, veilig en versneld bouwproces gewaarborgd worden. Buiten de technische discussie om, gaf Eltjo ook inzichten in de uitdagingen omtrent een start-up en een Internet of Things-bedrijf binnen de geodesie.

Waar navigatie in de stadskern complexe problemen met zich meebrengt, heeft Christian Tiberius van de TU Delft met zijn onderzoeksgroep het antwoord al gevonden: SuperGPS. Dit alternatief voor GNSS zou eigenlijk TNPS (Terrestrial Networked Positioning System) moeten heten, want er is van het gebruik van GPS geen sprake. Met behulp van Software Defined Radio’s (SDR), geïnstalleerd op strategische punten door de stad, worden breedbandige signalen verstuurd naar een gebruiker. Deze signalen worden gegenereerd aan de hand van een enkele atoomklok, die de tijd met behulp van optische signalen verstuurt naar de SDR’s over het glasvezelnetwerk dat in grote delen van de bebouwde kom al aanwezig is. Met een prototype is bij The Green Lab van de TU Delft een nauwkeurigheid van 10 centimeter aangetoond. Een voordeel van deze methode is de mogelijkheid tot het limiteren van multipad. Door de breedbandigheid van het signaal vernauwt de autocorrelatiepiek en wordt het mogelijk de reflecties beter te mitigeren. Ook spreiding van het spectrum is mogelijk, zodat de toepassing in samenwerking met telecom past. Een recente publicatie in het blad GPS World laat zien dat de groep goed aan de weg aan het timmeren is.

De afsluitende presentatie van deze dag was zeker niet de minste. Met een demonstratie van de apparatuur en bijbehorende userinterface, gaf Niels van der Linden van Johan Sports inzicht in het niveau van de topsporter. Door GNSS-monitoring toe te passen en de data te combineren met de data van een hartslagmeter, is het mogelijk om een sporter een seizoen lang fit en zonder blessures te laten presteren. Met informatie over het technisch ontwerp, zoals de keuze voor de GNSS-ontvanger, de oriëntatie van het grondvlak en draadloze communicatie, werd een kijkje in de keuken gegeven. Via de webapplicatie werden voorbeelden gegeven over typische analyses die gedaan kunnen worden, zoals supercompensatie en belastbaarheid. Met als doel om uiteindelijk het gedrag van spelers aan te passen, liet deze demonstratie een toepassing van GNSS-navigatie zien in een nieuwe markt. Vanuit het publiek werd hier ook erg geïnteresseerd op gereageerd, wat weer een goede brug was naar de borrel en netwerkmogelijk­heid van dit evenement.

Het symposium werd georganiseerd namens de Werkgroep VPN GIN/NIN door: Sandra Verhagen (TU Delft), Hans Visser (Fugro), Lennard Huisman (Kadaster / Geopinie), Hein Zelle en Heiko Engwerda (NLR), en Jean-Paul Henry (06-GPS). Namens de organisatie nogmaals dank aan alle sprekers van dit geslaagde symposium.