GPS

0

เอกสารประกอบทางเทคนิค

ประกอบการแขง่ ขันโครงการอาชวี ะสร้างชาตเิ กษตรอัจฉรยิ ะ 2017
สานกั งานพัฒนาเทคโนโลยอี วกาศและภูมิสารสนเทศ (สทอภ.)

ส0งวนลิขสิทธเิ์ อกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรับประกอบการแขง่ ขนั การโครงการอาชวี ะสรา้ งชาตเิ กษตรอจั ฉรยิ ะ 2017
Copyright © By GISTDA

1

บทนา

คู่มือ การใช้งานตัวรับสัญญาณระบุตาแหน่ง GNSS รุ่น PANTAI RB 1 น้ี จัดทาขึ้นโดยสานักงาน
พัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (สทอภ.) เพ่ือใช้ประกอบแข่งขนั ในโครงการอาชวี ะสร้างชาติเกษตร
อัจฉริยะ (Smart Precision Farming ) ทั้งนี้ได้รับความร่วมมือจากมหาวิทยาลัยบูรพา สานักงาน
คณะกรรมการการอาชีวศึกษา และบรษิ ัท ทรู คอปเปอเรช่ัน จากัด (มหาชน) จดั กิจกรรมประกวดส่ิงประดิษฐ์
นวัตกรรมดา้ นเทคโนโลยกี ารเกษตร โดยรับสมัครนักเรียนในสงั กัดสานักงานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา ทั่ว
ประเทศเข้ามาเรียนรู้ทางด้านการเกษตรกรรมด้วยเทคโนโลยีภูมิสารสนเทศและ GNSS และคัดเลือกทีมผู้ผ่าน
เข้ารอบ โดยภายในกิจกรรมจะให้นักเรียนที่ได้ผ่านการคัดเลือกนาเสนอช้ินงานการพัฒนาต่อยอดส่ิงประดิษฐ์ที่
สามารถใช้งานร่วมกัน สร้างนวัตกรรมสู่ภาคการเกษตร รวมท้ังพัฒนาระบบที่รองรับการเช่ือมต่อ GNSS แบบ
พิกัดแม่นยาสูง เพื่อนามาประยุกต์การใช้งานร่วมกับเทคโนโลยีการเกษตร ทาให้คุณภาพชีวิตของเกษตรกรดี
ย่ิงขึ้นโดยเฉพาะเพื่อรองรับการพัฒนาประเทศในยุค Thailand 4.0 และรองรบั เกษตรกรรม 4.0 โดยในคู่มือมี
เนือ้ หาประกอบดว้ ยดังนี้ 1). ความรู้ท่ัวไปเก่ียวกับ GPS และ GNSS 2). การใช้งานเครอื่ งรับสัญญาณ GNSS
รุ่น PANTAI RB1 และ 3). ตัวอย่างการนาค่าพิกัดจากตัวรับสัญญาณ PANTAI RB 1 ไปใช้กับบอร์ด
คอนโทรลเลอร์

หวังเป็นอย่างยง่ิ ว่าเอกสารฉบบั นจี้ ะเป็นประโยชน์กบั ผูท้ ่สี นใจ

สานกั งานพัฒนาเทคโนโลยอี วกาศและภูมิสารสนเทศ

ส1งวนลขิ สทิ ธ์เิ อกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรับประกอบการแข่งขนั การโครงการอาชวี ะสรา้ งชาตเิ กษตรอจั ฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

สารบญั 2

บทนา หนา้
1
สารบัญ 2
3
บทท่ี 1 ความรูท้ ว่ั ไปเก่ียวกับ GPS และ GNSS 3
-GPS คอื อะไร 3
-การทางานของระบบ GPS 4
-ความแตกตา่ งระหวา่ ง GPS และ GNSS 7
-การประยกุ ตใ์ ชง้ านระบบ GNSS 8
8
บทที่ 2 การใชง้ านเครือ่ งรับสญั ญาณ GNSS รนุ่ PANTAI RB1 9
-คุณลักษณะท่ัวไป 10
-สว่ นประกอบของเครอื่ งรับสัญญาณ 11
-การเช่อื มต่อและการใชง้ านเครอื่ งรบั สัญญาณ 12
-ขั้นตอนการตง้ั คา่ PANTAI-RB1 16
-การต้งั ค่าเพอ่ื รับค่าแก้ RTK จากสถานฐี าน 17
-ขั้นตอนการตั้งค่า PANTAI-RB1 ใหเ้ ป็น Base station
21
บทที่ 3 ตัวอย่างการนาค่าพกิ ัดจากตวั รับสญั ญาณ PANTAI RB 1
ไปใช้กับบอร์ดคอนโทรลเลอร์

ภาคผนวก

ส2งวนลขิ สทิ ธิ์เอกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรับประกอบการแข่งขันการโครงการอาชวี ะสรา้ งชาตเิ กษตรอัจฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

3

บทท่ี 1 ความรทู้ วั่ ไปเก่ียวกับ GPS และ GNSS
GPS คือ ระบบระบุตาแหน่งบนพื้นโลก ย่อมาจากคาว่า Global Positioning System ซ่ึงระบบ GPS
ประกอบไปดว้ ย 3 สว่ นหลกั
1.ส่วนอวกาศ ประกอบด้วยเครือขา่ ยดาวเทยี ม ซึ่งในโลกเราน้ีมีใชง้ านอยู่ คือ
- อเมริกา ชื่อ NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Rankging GPS) มีดาวเทียม 28 ดวง ใช้
งานจริง 24 ดวง อีก 4 ดวงเป็นตัวสารอง บริหารงานโดย Department of Defenses ดาวเทียมแต่ละดวงใช้
เวลาในการโคจรรอบโลก 12 ช่ัวโมง
ในขณะน้ีประชาชนท่ัวโลกสามารถใช้ข้อมูลจากดาวเทียมของทางอเมริกา (NAVSTAR) ได้ฟรีเน่ืองจาก
นโยบายสิทธิการเข้าถึงข้อมูลและข่าวสารสาหรับประชาชนของรัฐบาลสหรัฐ จึงเปิดให้ประชาชนสามารถใช้
ขอ้ มูลในระดับความแม่นยาที่ไม่เป็นภัยต่อความมัน่ คงของรฐั กล่าวคอื มีความแม่นยาในระดบั บวก/ลบ10เมตร
2. ส่วนควบคุม ประกอบด้วยสถานีภาคพ้ืนดิน สถานีใหญ่อยู่ที่ Falcon Air Force Base ประเทศ
อเมรกิ า และศนู ยค์ วบคุมยอ่ ยอีก 5 จดุ กระจายไปยังภูมภิ าคต่าง ๆ ท่ัวโลก
3. ส่วนผู้ใช้งานผใู้ ช้งานต้องมเี คร่ืองรบั สัญญาณทีส่ ามารถรบั คล่ืนและแปรรหัสจากดาวเทียมเพอื่ นามา
ประมวลผลใหเ้ หมาะสมกับการใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ

การทางานของระบบ GPS
ดาวเทียม GPS (Navstar) ประกอบดว้ ยดาวเทียม 24 ดวง โดยแบง่ เปน็ 6 รอบวงโคจร การโคจร

จะเอียงทามุมเอยี ง 55 องศากบั เส้นศูนย์สูตร (Equator) ในลกั ษณะสานกนั คลา้ ย ลกู ตะกร้อแตล่ ะวงโคจรมี
ดาวเทยี ม 4 ดวง รศั มีวงโคจรจากพ้นื โลก 20,162.81 กม. หรอื 12,600 ไมล์ ดาวเทียมแตล่ ะดวงใช้ เวลาใน
การโคจรรอบโลก 12 ช่ัวโม GPS ทางานโดยการรับสัญญาณจากดาวเทียมแตล่ ะดวง โดยสญั ญาณดาวเทยี มน้ี
ประกอบไปดว้ ยข้อมลู ท่ีระบุตาแหนง่ และเวลาขณะส่งสัญญาณ ตัวเครื่องรบั สญั ญาณ GPS จะต้องประมวลผล
ความแตกตา่ งของเวลาในการรับสญั ญาณเทยี บกับเวลาจริง ณ ปัจจุบันเพือ่ แปรเปน็ ระยะทางระหว่างเครื่องรบั
สญั ญาณกับดาวเทยี มแตล่ ะดวง ซ่ึงไดร้ ะบุมตี าแหนง่ ของมันมากับสัญญาณดงั กล่าวข้างตน้

ส3งวนลขิ สิทธเ์ิ อกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรบั ประกอบการแข่งขนั การโครงการอาชวี ะสรา้ งชาติเกษตรอจั ฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

4

เพื่อให้เกิดความแม่นยาในการค้นหาตาแหน่งด้วยดาวเทียม ต้องมีดาวเทียมอย่างน้อย 4 ดวง เพื่อ
บอกตาแหน่งบนผิวโลก ซึ่งระยะห่างจากดาวเทียมท้ัง 3 กับเคร่ือง GPS (ที่จุดสีแดง) จะสามารถระบุตาแหน่ง
บนผิวโลกได้หากพื้นโลกอยู่ในแนวระนาบแต่ในความเป็นจริงพ้ืนโลกมีความโค้งเน่ืองจากสัณฐานของโลกมี
ลักษณะกลมดังนั้นดาวเทียมดวงท่ี 4 จะทาให้สามารถคานวณเรื่องความสูงเพื่อทาให้ได้ตาแหน่งท่ีถูกต้องมาก
ข้นึ การวดั ระยะห่างระหว่างดาวเทียมกับเครอื่ งรับทาได้โดยใช้สูตรคานวณ ระยะทาง = ความเรว็ * ระยะเวลา
วดั ระยะเวลาทค่ี ล่นื วทิ ยุส่งจากดาวเทียมมายังเครื่องรับ GPS คณู ด้วยความเร็วของคลื่นวิทยุจะเท่ากับระยะทาง
ท่ีเครื่องรับ อยู่ห่างจากดาวเทียม โดยเวลาที่วัดได้มาจากนาฬิกาของดาวเทียมที่มีความแม่นยาสูงมีความ
ละเอียดถึง 3 นาโนวินาที (nanoseconds) หรือมีความเท่ียงตรง 0.000000003 ของวนิ าที หรือ 3e-9 และมี
การสอบทวนสญั ญาณ
เสมอๆกับสถานีภาคพื้นดิน องคป์ ระกอบสดุ ท้ายกค็ ือตาแหน่งของดาวเทยี มแต่ละดวงในขณะทส่ี ่งสัญญาณมาว่า
อยทู่ ใ่ี ด (Almanac) มายงั เคร่อื งรบั GPS

GPS และ GNSS
ถงึ แม้วา่ เราจะคุ้นเคยกับคาวา่ GPS เพราะวา่ เป็นคาที่เราใช้ในชีวิตประจาเม่ือเราต้องการเดินทางไปยัง

ที่ๆไม่คุ้นเคย เราก็แค่เปิด GPS, ค้นหาใน Google map เป็นต้น แต่รู้หรือไม่ว่าจริงๆ แล้ว GPS เป็นแค่ส่วน
หนึ่งของระบบ GNSS เท่านั้น โดย GNSS ย่อมาจากคาว่า Global Navigation Satellite System ซึ่งเป็นคา
ที่ทั่วโลกใช้เรียก ระบบดาวเทียมท่ีมีการเปิดให้บริการอยู่ในปัจจุบัน และที่มีการวางแผนจะเปิดให้บริการใน
อนาคต ซง่ึ ดาวเทยี มต่างๆ ในระบบ GNSS ประกอบดว้ ย
• GPS ย่อมาจาก Global Positioning System ซึ่งเป็นดาวเทียมระบบแรกของโลกท่ีออกแบบโดยประเทศ
สหรฐั อเมรกิ า มีดาวเทียมทว่ั โลกทั้งหมด 28 ดวง
• GLONASS เป็นระบบดาวเทียมของประเทศรสั เซีย มดี าวเทยี มท่ัวโลกท้งั หมด 24 ดวง
• Galileo เป็นระบบดาวเทียมของสหภาพยุโรป ซึ่งท้ังระบบจะมีดาวเทียมทั่วโลกทั้งหมด 27 ดวง ภายในปี
2020

ส4งวนลขิ สทิ ธ์เิ อกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรบั ประกอบการแขง่ ขันการโครงการอาชวี ะสรา้ งชาติเกษตรอจั ฉรยิ ะ 2017
Copyright © By GISTDA

5

• BeiDo เป็นดาวเทียมน้องใหม่ของประเทศจีน ปัจจุบันเปิดให้บริการเฉพาะโซนเอเซียเท่าน้ัน แต่ระบบน้ีมี
แผนจะเปิดใหบ้ ริการทัว่ โลกภายในปี 2020
• IRNSS เป็นระบบดาวเทียมระดับภูมิภาค (Regional navigation Satellite System) ของประเทศอินเดีย
ซึง่ ให้บริการเฉพาะประเทศอินเดียและประเทศใกลเ้ คียง
• QZSS เป็นระบบดาวเทียมระดับภูมิภาคของประเทศญี่ปุน่ เช่นเดียวกับ IRNSS เปิดให้บริการเฉพาะประเทศ
ญ่ีปนุ่ และ ประเทศแถบ Asia-Oceania

ซึ่งในอนาคตอันใกล้คาดว่าจะมีดาวเทียมที่ใช้ในการคานวณหาตาแหน่งมากถึง 134 ดวง และการท่ีมี
ดาวเทียมท่มี ากขึน้ ทาให้ Continuity , Accuracy , Reliability , Availability และ Efficiency เพมิ่ ขึน้
Continuity :: ทกุ ระบบ มคี วามเปน็ อิสระจากกัน จงึ มีโอกาสนอ้ ยมากที่ทกุ ระบบจะทางานไม่ไดพ้ ร้อมกัน
Accuracy :: จานวนดาวเทยี มมากข้นึ ทาใหม้ ขี ้อมลู มากขน้ึ และนาไปสู่การหาตาแหน่งท่ีถูกตอ้ งสงู ได้เร็วขน้ึ
Reliability :: ชว่ ยในการตรวจจบั ขอ้ มูลท่ีผิดพลาดไดด้ ขี นึ้
Availability :: เพ่ิมโอกาสให้พน้ื ท่ีเมืองหรือพ้นื ทีท่ มี่ ีสงิ่ กีดขวางทางานได้ดีขนึ้
Efficiency :: การใชง้ านในโหมด RTK จะใชเ้ วลาในการ initialize ส้นั ลง

ส5งวนลิขสิทธ์ิเอกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรับประกอบการแข่งขันการโครงการอาชีวะสรา้ งชาติเกษตรอจั ฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

6

ข้อแตกตา่ งระหว่าง GPS ธรรมดากบั GNSS แบบแมน่ ยาสูง

GPS ท่วั ไปคา่ พิกดั จะแกวง่ ประมาณ 10-15 เมตร GNSS RTK คา่ พกิ ดั จะดีขึ้นในระดับเซนติเมตร

ส6งวนลิขสทิ ธเ์ิ อกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรบั ประกอบการแขง่ ขันการโครงการอาชีวะสรา้ งชาตเิ กษตรอัจฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

7

การประยกุ ต์ใช้งาน GPS
ปจั จบุ นั นไี้ ดม้ ีการใช้งาน GPS ในรปู แบบตา่ งๆดังน้ี

1. การกาหนดพิกดั ของสถานท่ตี ่าง ๆ การทาแผนท่ี งานสารวจ
2. การนาทาง สามารถนาทางได้ทง้ั ภาพและเสียง ใช้ไดห้ ลายภาษา บางแบบมีภาพเสมือนจริง
3. การวางแผนการใชป้ ระโยชน์ทด่ี นิ โครงข่ายหมุดดาวเทยี ม GPS ของกรมทีด่ ิน (DOLVRS)
4. การกาหนดจดุ เพ่ือบรรเทาสาธารณะภยั เช่น เสอื้ ก๊ักชชู พี ท่ีมีเคร่อื งสง่ สัญญาณจีพีเอส
5. การนาไปใช้ประโยชนใ์ นกระบวนการยตุ ธิ รรม เช่นการตดิ ตามบคุ คล การติดตามการค้ายาเสพตดิ
6. การนาไปใช้ประโยชนท์ างทหาร
7. การกีฬา เชน่ ใชใ้ นการฝึกฝนเพ่ือวดั ความเร็ว ระยะทาง แคลลอร่ที ีเ่ ผาผลาญ หรือ ใชใ้ นสนามกอล์ฟ

เพอ่ื คานวณระยะจากจดุ ท่ีอยู่ถึงหลมุ
8. การนันทนาการ เชน่ กาหนดจุดตกปลา หาระยะเวลาที่เหมาะสมในการตกปลา การวดั ความเร็ว

ระยะทางบนั ทึกเสน้ ทางเครือ่ งบิน/รถบังคบั วทิ ยุ
9. ระบบการควบคุมหรือตดิ ตามยานพาหนะ การตดิ ตามบุคคล นอกจากนน้ั ยงั สามารถนาไปใชใ้ นการ

ปอ้ งกันการโจรกรรมและตดิ ตามทรัพยส์ นิ คนื
10.การนาข้อมลู GPS มาประกอบกบั ภาพถ่ายเพื่อการท่องเท่ียว การทารายงานกิจกรรม เปน็ ตน้ โดย

จะต้องมเี ครื่องรับสัญญาณดาวเทยี มตดิ ตัง้ อยกู่ บั กล้องบางรุ่น หรือการใช้ GPS Data Logger ร่วมกบั
Software
11.การประยุกตใ์ ชท้ างด้านการเกษตร ในปจั จบุ นั ซ่ึงรัฐบาลกาลังผลักดันและเป็นท่นี ิยมในการใชร้ ะบบ
พกิ ัดตาแหนง่ มาช่วยกาหนดพ้ืนที่ทาเกษตรโดยอาศัยเครื่องมืออัตโนมัติเชน่ หนุ่ ยนต์ อากาศยานไร้
คนขับ UAV เพ่ือลดเวลาและลดตน้ ทุนการผลิต แตไ่ ดผ้ ลผลิตสงู ขึน้

-------------------------------------------------------------

ส7งวนลขิ สทิ ธ์ิเอกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรับประกอบการแขง่ ขนั การโครงการอาชีวะสรา้ งชาตเิ กษตรอัจฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

8

บทที่ 2 การใช้งานเครอื่ งรบั สญั ญาณGNSSรนุ่ PANTAI RB1
1. คุณลักษณะ PANTAI -RB1

ชุดรับ สัญ ญ าณ GNSS (Global Navigation Satellite Systems) ใน ระบ บ RTK (Real Time
Kinematic) ความละเอียดของพิกัดได้สูงสุดท่ี 3 เซนติเมตร ในโหมด Static และน้อยกว่า 1 เมตรในโหมด
Kinematic (ระยะ baseline ไมเ่ กนิ 10 กโิ ลเมตร

.การใช้งาน
• มีฟงั กช์ ั่น 3G ในตัว เพอื่ รบั ค่าแก้ RTK ผ่านอินเทอร์เนต็ มาปรับแก้คา่ พิกัด
• เชื่อมตอ่ ส่งค่าพกิ ัดท่ีปรบั แก้แลว้ ผ่าน WiFi
• เคร่ืองจักรกลการเกษตรทม่ี ีหนว่ ยประมวลผลของตวั เองสามารถเชื่อมต่อกับ PANTAI-RB1 ผา่ น
WiFi
• จาเป็นตอ้ งอยูใ่ นพืน้ ท่ีฟ้าเปดิ เพื่อรบั สัญญาณดาวเทยี ม GNSS

GNSS ความแม่นยาสูงเพื่อการประยกุ ต์ใช้งานด้านการเกษตร

ส8งวนลิขสิทธเิ์ อกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรบั ประกอบการแขง่ ขันการโครงการอาชีวะสรา้ งชาติเกษตรอจั ฉรยิ ะ 2017
Copyright © By GISTDA

9

อุปกรณภ์ าครับสญั ญาณประกอบดว้ ย

1. บอรด์ Receiver PANTAI RB1 (GNSS RTK Receiver) บอร์ดภาครบั สัญญาณมี WiFi ในตวั
2. GSM Antenna สายอากาศรบั ส่งสัญญาณ โทรศพั ท์ 3G
3. GNSS Antenna สายอากาศรบั สง่ สญั ญาณ ระบบพิกดั ตาแหน่ง
4. USB Cable สายรับส่งขอ้ มูลผ่านคอมพวิ เตอร์ 1 เส้น

ส9งวนลขิ สทิ ธ์ิเอกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรบั ประกอบการแข่งขนั การโครงการอาชีวะสรา้ งชาติเกษตรอจั ฉรยิ ะ 2017
Copyright © By GISTDA

10

การเชอ่ื มต่อและใช้งาน RTK Receiver board ร่นุ PANTAI RB 1

จักรกลการเกษตร อัตโนมตั ิ
( มีบอรด์ ประมวลผล )

พนื้ ทใ่ี หบ้ ริการ RTK ของกรมทดี่ นิ

ปี 2559 (สีมว่ ง) ดาเนินการ 30 จงั หวัด
ปี 2560 (สเี หลือง) ดาเนนิ การ 29 จังหวดั

ขอ้ ควรทราบก่อนการใชง้ าน

ส1ง0วนลิขสิทธ์เิ อกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรับประกอบการแขง่ ขันการโครงการอาชวี ะสรา้ งชาติเกษตรอัจฉรยิ ะ 2017
Copyright © By GISTDA

11

PANTAI-RB1 สามารถใหค้ า่ พิกดั ทีม่ คี วามแม่นยาในระดับ 5 เซนติเมตรได้ภายใตส้ ภาวะเงือ่ นไขดังตอ่ ไปนี้
1. รับสัญญาณภายใต้ฟ้าเปิด ไม่มีสิ่งกีดขวางสัญญาณดาวเทียม เช่น อาคาร หลังคา รถบรรทุกขนาดใหญ่
หรือต้นไม้หนาทบึ
2. สามารถรบั คา่ แก้จาก RTK Server ได้
3. สามารถคานวณค่าพิกัด RTK Fixed ได้ ทั้งนแี้ ม้จะมีเงื่อนไขข้อ 1 และ 2 ครบ แต่ค่าพิกัดอาจจะไม่เป็น
RTK Fixed กไ็ ด้ ซึง่ อาจขน้ึ กบั ปัจจยั อื่นๆ ท่คี วบคุมไมไ่ ด้ เชน่ ความแปรปรวนของชนั้ บรรยายขณะนนั้
4. แม้ได้ค่าพิกัดแบบ RTK Fixed แล้ว ในบางขณะค่าพิกัดอาจปรับไปอยู่ในสถานะ RTK Float ได้ ซึ่งกรณี
น้จี ะมคี วามแม่นยาท่ปี ระมาณ 20-30 เซนติเมตร
5. PANTAI-RB1 จะคานวณค่าพิกัดให้วินาทีละ 1 ค่า (ปรับเพ่ิมสูงสุดได้ 4 ค่าต่อวินาที) การดึงค่าพิกัดไป
ใช้งาน หากต้องการระดับความถูกต้องสูงสุดควรเขียนโปรแกรมเพื่อตรวจสอบว่าให้ดึงค่าพิกัดชนิดที่
เปน็ RTK Fixed เทา่ นัน้ ไปใชง้ าน

ขนั้ ตอนการตง้ั ค่า PANTAI-RB1

1. การต้งั คา่ PANTAI
โดยทาการต่อสาย USB ระหว่างคอมพิวเตอร์กับ PANTAI RB 1 แล้วเข้าผ่าน Web browser พิมพ์ ท่ีช่อง
Address = http://192.168.2.15 (ค่าไอพีนจ้ี ะใช้ไดเ้ มอ่ื เสยี บสาย USB เท่าน้นั )

2. ก่อนท่ีจะเริ่มต้นจาเป็นต้องทาการต้ังค่า WiFi และค่าอื่นๆที่เกี่ยวข้องเพื่อให้เครื่องรับสัญญาณทางาน
ได้ถูกตอ้ ง โดยคลิกที่ Menu แลว้ เลอื กหวั ข้อ Setting

3. เลือกเครือข่าย WiFi ที่จะทาการเชื่อมต่อหรือพิมพ์ที่ช่องเครือข่าย WiFi ใส่รหัสผ่าน WiFi และทาการ
ทดสอบการเชือ่ มต่อโดยกดที่ปุ่ม เช่อื มต่อเครอื ข่าย ทหี่ นา้ จอจะตอ้ งแสดงสถานะการเช่อื มต่อสาเร็จ
เม่ือ PANTAI เชื่อมตอ่ เขา้ กบั WiFi สาเร็จเราจะสามารถ เขา้ ไปทไ่ี อพเี บอร์ใหม่ท่ีได้หลงั จากการเช่ือมต่อ WIFI

ส1ง1วนลขิ สทิ ธิเ์ อกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรับประกอบการแขง่ ขนั การโครงการอาชีวะสรา้ งชาตเิ กษตรอจั ฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

12

การต้งั ค่าเพอ่ื รบั คา่ แก้ RTK จากสถานีฐาน
กรอกขอ้ มูล 4 อยา่ ง คอื
1) IP ของสถานีฐาน
2) หมายเลข Port ที่ใช้เชอื่ มตอ่
3) ค่า Mount Point และ
4) รหสั ผ่านทถี่ ูกต้อง (สอบถามรหสั ผ่านจากผู้ใหบ้ ริการสถานฐี าน)

เลอื กโหมดการทางานของเครื่องรบั สญั ญาณเป็น Single, Kinematic, Static หรอื Moving Base แลว้ แต่
สภาพการใชง้ านจริง

- กรณี RTK เครือ่ งรับตัง้ อยู่น่ิงกับทีใ่ ห้เลือก Static หากเครื่องรบั มีการเคล่อื นท่ใี หเ้ ลือก Kinematic

ส1ง2วนลขิ สิทธิ์เอกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรับประกอบการแข่งขนั การโครงการอาชีวะสรา้ งชาตเิ กษตรอจั ฉรยิ ะ 2017
Copyright © By GISTDA

13

การอา่ นค่าผลลพั ธผ์ ่านทาง Web Browser
เข้าสเู่ มนู Status ถา้ ค่าต่างๆ ไมม่ ีการเคล่ือนไหวใหก้ ดปุ่ม START เพ่อื เริม่ การประมวลผล หรือกดปุ่ม

STOP เพ่ือหยุดการประมวลผล

เมื่อ PANTAI เขา้ สู่การประมวลผลจะปรากฏค่าต่างๆ แยกออกเป็นประเภทดังน้ี
1. คา่ Solution เป็นคา่ สถานะปัจจบุ นั ของการประมวลผล ซง่ึ อาจเปน็
2. คา่ ‘-’ แสดงว่ายังไม่มผี ลลพั ธ์ท่ีสามารถนาไปใช้งานได้
3. คา่ ‘Single’ แสดงวา่ คา่ ท่ีคานวณได้มาจากเครื่องรับเท่านั้นไมม่ ีค่าแก้จากสถานฐี าน
4. คา่ ‘Float’ แสดงวา่ คา่ ท่ีคานวณไดม้ าจากทงั้ เครือ่ งรบั และสถานีฐานแตค่ วามถกู ต้องของพิกัดยังอยูใ่ น
ระดับ 1 เมตรหรือน้อยกวา่
5. ค่า ‘Fix’ แสดงวา่ ค่าท่ีคานวณได้มาจากทั้งเครื่องรบั และสถานีฐานและความถูกตอ้ งของพิกัด อยใู่ น
โหมด RTK Fixซึ่งจะมีระดับความถกู ต้องสงู สดุ

ส1ง3วนลขิ สทิ ธ์ิเอกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรบั ประกอบการแข่งขันการโครงการอาชวี ะสรา้ งชาติเกษตรอจั ฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

14

การอ่านค่าสญั ญาณดาวเทยี ม
เข้าเมนู Observation เราสามารถอ่านค่าความแรงของสัญญาณจากดาวเทียมท่ีมาจากทั้ง Rover

(ตัวเครอ่ื งรบั PANTAI ) หรอื จาก Base (สถานีฐาน)

กราฟตัวอยา่ งท่ีแสดงดา้ นบนจะเห็นดาวเทยี มท่ใี ชใ้ นการคานวณค่าพิกดั ในขณะนัน้ ๆ คา่ ในแนวต้ังจะเปน็
ระดับความแรงของสญั ญาณของดาวเทยี มแต่ละดวง

 ชอ่ื ดาวเทยี มขนึ้ ค้นด้วยอักษร G คอื กลุ่มดาวเทียม GPS ของอเมริกา
 ชื่อดาวเทียมข้ึนคน้ ดว้ ยอักษร R คอื กลุ่มดาวเทยี ม GLONASS ของรสั เซีย
 ชอ่ื ดาวเทียมขึ้นค้นด้วยอักษร C คือกล่มุ ดาวเทยี ม Beidou ของจีน

ส1ง4วนลิขสิทธิ์เอกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรับประกอบการแข่งขนั การโครงการอาชีวะสรา้ งชาตเิ กษตรอจั ฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

15

2. การใชง้ านค่าพกิ ัด
ค่าพิกัดท่ีไดส้ ามารถเช่อื มต่อออกสภู่ ายนอกได้โดยผา่ นทาง port 5000 ยกตวั อย่างกรณีใชโ้ ปแกรม Telnet
เชอ่ื มตอ่ เข้าไปอา่ นคา่ ดังภาพ

ส1ง5วนลขิ สิทธ์ิเอกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรบั ประกอบการแขง่ ขันการโครงการอาชวี ะสรา้ งชาตเิ กษตรอจั ฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

16

วธิ ีตัง้ ค่า PANTAI เพือ่ ใช้เปน็ สถานีฐาน (Base Station)
PANTAI สามารถทางานได้ในแบบอุปกรณ์เคล่ือนท่ี (Rover) หรือเป็นสถานีฐาน (Base Station) ใน

กรณีตอ้ งการติดต้ังเป็นสถานีฐานเพ่ือเปน็ จุดอ้างองิ พิกดั จะต้องกาหนดพิกดั ตาแหน่งอยา่ งถาวรให้กับสถานีฐาน
(ต้องรังวัดค่าพิกัดที่แม่นยาล่วงหน้าด้วยวิธีการด้านการสารวจและแผนที่) โดยสถานีฐานจะนาค่าพิกัดดังกล่าว
พร้อมข้อมูลดิบจากการรังวัดดาวเทียมมาปล่อยให้กับอุปกรณ์ Rover ที่อยู่ในรัศมี 10 กิโลเมตร สามารถนาค่า
ไปอ้างอิงและปรับค่าความถูกต้องตามเทคนิค RTK ได้ ทาให้อุปกรณ์ Rover มีความละเอียดของพิกัดอยู่ใน
ระดบั ต่ากวา่ เมตรหรอื ไมก่ เี่ ซ็นติเมตร

ทาการเลอื กวิธีการปล่อยค่าแก้ซึง่ PANTAI สามารถรองรบั ได้ 2 วิธีกล่าวคือ
วีธีที่ 1) PANTAI ปล่อยค่าแก้เองโดยจาลองตัวเองเป็น TCP Server วิธีนี้เหมาะกับกรณีท่ี Rover ไม่สามารถ
เช่ือมต่อไปยังเซิร์ฟเวอร์ปล่อยค่าแก้ (NTRIP Caster) ได้โดยตรง เช่นไม่สามารถเชื่อมต่อกับโครงข่าย
อินเตอร์เน็ตได้ อย่างไรก็ตาม การต้ังสถานีฐานเองแต่วิธีการนี้ไม่เหมาะกับการใช้สถานีแบบถาวรที่ต้องการ
ปล่อยคา่ แกใ้ ห้หน่วยงานอ่นื ๆ

- กรณีเลือกแบบปล่อยค่าแก้เอง จะต้องทาการกาหนดหมายเลขไอพีและ Port เพื่อให้ Rover
สามารถเชื่อมตอ่ เขา้ มารับค่าแก้ได้

หากมีเซิรฟ์ เวอร์ท่ตี ิดตง้ั เพือ่ รบั ค่าแกไ้ ปประมวลผล แนะนาใหใ้ ชว้ ิธีท่ี 2
วีธีท่ี 2) PANTAI ส่งตอ่ ค่าแกเ้ ข้าสู่เซิร์ฟเวอร์ NTRIP Caster โดยต้องทราบขอ้ มลู จากผ้ใู ห้บริการเซิร์ฟเวอรด์ งั น้ี

1) หมายเลขไอพี ของ NTRIP Caster
2) หมายเลข Port ของ NTRIP Caster
3) ค่า Mount Point คา่ นเ้ี ราเปน็ ผกู้ าหนดเอง และจะไปปรากฏที่ NTRIP Caster table
4) ค่ารหัสผา่ น ค่ารหสั ผ่าน NTRIP Caster จะเป็นผกู้ าหนด
5) ค่า String เพื่อกาหนด RTCM Message type ที่ต้องการปล่อยออกไปยัง NTRIP Caster ตามความ

ตอ้ งการทจ่ี ะใช้
หมายเหตุ การสง่ คา่ แก้ไปที่เซริ ์ฟเวอร์ NTRIP Caster จะต้องปรกึ ษากับผูใ้ หบ้ ริการ เชน่ สทอภ. กอ่ น

ส1ง6วนลขิ สิทธ์ิเอกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรับประกอบการแขง่ ขนั การโครงการอาชีวะสรา้ งชาตเิ กษตรอจั ฉรยิ ะ 2017
Copyright © By GISTDA

17

ตัวอยา่ งโปรเจคการควบคุมยานอตั โนมตั ิ
การทดลองน้ีจะยกตัวอย่างกรณีท่ีเราต้องการโปรแกรมให้ยานอัตโนมัติเดินทางจากตาแหน่ งพิกัดที่อยู่

ปัจจุบัน (Home) ไปยังพิกัดท่ีกาหนดตามรูปที่ 1 นั้น ยานอัตโนมัติจะนาค่าพิกัดปัจจุบันซ่ึงได้รับจากจีพีเอส
และค่าพิกัดปลายทางมาทาการคานวณหาทิศทางหรือที่นิยมเรียกว่า “แบร่ิง” และระยะทางท่ีจะไป ส่วนของ
การคานวณหาค่าแบริ่ง (ตัวเลขสามหลักหน่วยเป็นองศาแสดงทิศทาง นับจาก 000 – 359 โดยท่ี 000 คือทิศ
เหนือ) และระยะทางนั้น โดยท่ัวไปหากเป็นตาบลท่ีซึ่งอยู่ห่างกันต้งั แต่ 20 กโิ ลเมตร หรือ 12 ไมล์ ขน้ึ ไปจะต้อง
ใช้สมการ Haversine ซึ่งใช้หลักการของตรีโกณมิติทรงกลมในการคานวณ เนื่องจากความโค้งของโลกมีส่วน
เกี่ยวข้องด้วย แตส่ าหรับกรณีของการเดินทางระยะสนั้ ๆ ไมเ่ กนิ 12 ไมล์ จะใชว้ ิธีการคานวณดว้ ยตรโี กณมิตบิ น
พ้ืนระนาบ และการใช้ทฤษฎีของพธิ ากอรสั ก็สามารถให้ค่าที่ใกล้เคยี งความจรงิ ได้ โดยจะตอ้ งแปลงคา่ ระยะหา่ ง
ของสองพิกัดที่เป็นองศาของ ละติจูด และลองจิจูด ให้เป็นค่าบนพิกัดฉาก (Cartesian Coordinate) ก่อน ซึ่ง
เป็นการถ่ายตาแหน่งบนผิวทรงกลมลงไปบนพ้ืนระนาบโดยใช้วิธี การหาค่าประมาณของอิควิเรกแทงกูลาร์
(Equirectangular Approximation) และพิกดั ท่ีนามาเป็นตัวอย่างนั้นอยู่สูงจากเส้นศูนย์สูตรไม่เกิน ละติจูด ที่
13 องศาเหนือ จึงได้รับอิทธิพลจากความโค้งของโลกน้อย ทาให้มีเพียงการแก้ไขความคาดเคล่ือนในการถ่าย
พกิ ัดลองจิจดู ลงบนพนื้ ระนาบเท่านนั้ การหาค่าประมาณของอิควิเรกแทงกูลาร์ เปน็ ดังสมการต่อไปน้ี

โดยท่ี x คือ ระยะบนพกิ ัดฉากในแนวนอนมีคา่ เท่ากับผลต่างของ ลองจจิ ดู คณู ดว้ ย cos ของ ละติจดู เฉล่ีย
y คือ ระยะบนพิกัดฉากในแนวตั้งซึง่ มคี า่ เท่ากับผลตา่ งของ Latitude
La1, La2 คอื ค่าพิกดั ละตจิ ูด เป็นองศาของทง้ั 2 ตาบลท่ี
Lo1, Lo2คอื ค่าพิกดั ลองจิจูด เปน็ องศาของท้งั 2 ตาบลที่

รูปที่ 1 การหาแบร่งิ และระยะทางระหวา่ งพิกดั ละตจิ ดู /ลองจจิ ูด 2 จุดใด ๆ บนพ้นื โลก

ส1ง7วนลขิ สิทธิ์เอกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรบั ประกอบการแข่งขนั การโครงการอาชีวะสรา้ งชาตเิ กษตรอัจฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

18

เมื่อได้ระยะบนพื้นระนาบ แล้วจึงทาการคานวณหามุมแบร่ิง และระยะทางจากสมการ tangent โดยใช้ทฤษฎี
ของพธิ ากอรสั ดังนี้

โดยที่ b คือ แบร่ิงจากยานไปยังจุดท่ีกาหนด atan2 คือ ฟังก์ชั่นท่ีให้ค่าเป็นเรเดียนส์และมีเงื่อนไขซ่ึง
พจิ ารณาไปตามค่าของ x, y ดังน้ี

m mod n คือ ฟงั กช์ น่ั ทใี่ ห้เศษท่เี หลอื จากการหารของ
r คอื ระยะจากยานไปยังจดุ ท่กี าหนดหนว่ ยเปน็ เมตร
ตวั เลข 6371 คอื รศั มีความโค้งของโลก
ตวั เลข 450 หมายถึง ปกติแล้วการวัดมมุ องศาจะวัดทวนเข็มนาฬิกาจาก จุด 0,0 ทแี่ กน x แต่การวัดแบริ่ง ต้อง
ย้ายจุด 0,0 ไปท่ีแกน y แล้ววัดมุมในทิศตามเข็มนาฬิกาดังน้ัน ที่จุด (0,0) ณ แกน y คือมุม 360 + 90 = 450
องศา
สมการทอ่ี ธบิ ายมาท้งั หมดสามารถเขียนด้วยโปรแกรมแมทแลปได้ดงั นี้

ส1ง8วนลขิ สทิ ธ์ิเอกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรบั ประกอบการแขง่ ขนั การโครงการอาชีวะสรา้ งชาติเกษตรอัจฉรยิ ะ 2017
Copyright © By GISTDA

19

เมือ่ คานวณหาแบริง่ และระยะทางได้แล้วจึงนาขอ้ มูลทไ่ี ด้ไปสัง่ ควบคุมการหันเลี้ยว เพอ่ื ให้หันหน้าไปยังทศิ ทางที่
กาหนด และเคล่ือนที่ไปเป็นระยะทางตามท่ีได้คานวณไว้ ตามตัวอย่างชุดไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุมยาน
อัตโนมัติ ตามรูปท่ี 2 การโปรแกรมเฟิร์มแวร์ในส่วนของฝั่งไมโครคอนโทรลเลอร์แสดงตามรูปท่ี 3 และการ
โปรแกรมในฝ่ังของพีซีตามรูปที่ 4 อัลกอริทึมสาหรับการคานวณหาแบริ่งและระยะทางอยู่ในกล่อง MATLAB
Function

รปู ที่ 2 การทดลองต่อเช่ือมกับระบบไมโครคอนโทรลเลอร์โดยจะใชบ้ อร์ด aMG Lab Kit – F4

รูปที่ 3 การโปรแกรมเฟริ ม์ แวรใ์ นฝง่ั ของไมโครคอนโทรลเลอร์

ส1ง9วนลิขสิทธิ์เอกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรับประกอบการแข่งขนั การโครงการอาชีวะสรา้ งชาติเกษตรอจั ฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

20

รูปท่ี 4 การโปรแกรมในฝง่ั ของพีซี
รูปท่ี 5 เป็นการทดสอบอัลกอริทึมด้วยโปรแกรม Mission Planner ซง่ึ เป็นโปรแกรมที่นักพัฒนา DIY
Drones นิยมใช้กัน โดยได้กาหนดระยะห่างระหว่างจุดสองจุดในแผนท่ีและวัดหาแบริ่งได้เท่ากับ 108 องศา
ระยะทาง 265.21 เมตร ส่วนโปรแกรมที่เขียนขึ้นเองคานวรได้แบริ่งประมาณ 108 องศา หาระยะทางได้
ประมาณ 260.14 เมตร ซ่ึงถอื วา่ มีความถกู ตอ้ งอยู่ในเกณฑ์ท่ยี อมรับได้

รปู ที่ 5 ผลลพั ธ์ที่ไดจ้ ากการคานวณดว้ ยโปรแกรม Mission Planner
ทม่ี า http://aimagin.com/blog/gps-

ส2ง0วนลขิ สิทธิ์เอกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรับประกอบการแข่งขนั การโครงการอาชีวะสรา้ งชาติเกษตรอัจฉรยิ ะ 2017
Copyright © By GISTDA

21

ภาคผนวก

ส2ง1วนลิขสิทธเิ์ อกสารประกอบทางเทคนิคใช้สาหรับประกอบการแข่งขันการโครงการอาชวี ะสรา้ งชาตเิ กษตรอัจฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

22

ภาคผนวก ก
โครงสร้างขอ้ มูล Positioning Solution File ตามมาตรฐาน RTKLIB

Positioning Solution File มที งั้ หมด 7 ฟิลด์ ดงั รายละเอยี ดดา้ นลา่ ง (คดั ลอกจากคู่มือ RTKLIB version 2.4.2)

ส2ง2วนลิขสทิ ธิ์เอกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรบั ประกอบการแข่งขันการโครงการอาชวี ะสรา้ งชาตเิ กษตรอจั ฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA

23

ส2ง3วนลขิ สทิ ธเิ์ อกสารประกอบทางเทคนคิ ใช้สาหรับประกอบการแข่งขนั การโครงการอาชวี ะสรา้ งชาติเกษตรอจั ฉริยะ 2017
Copyright © By GISTDA