Das Grundproblem
Ein normaler Satellitenempfänger, wie er in jedem Smartphone steckt, bestimmt seine Position auf einige Meter genau. Für die Navigation im Auto reicht das, für einen Mähroboter ist es unbrauchbar. Bei drei Metern Abweichung mäht das Gerät im Nachbargarten oder im Blumenbeet.
Der Fehler entsteht vor allem in der Atmosphäre. Die Signale der Satelliten durchqueren Ionosphäre und Troposphäre und werden dabei unterschiedlich stark verzögert. Diese Verzögerung ändert sich ständig, lässt sich aber messen.
Der Trick mit der Referenzstation
Genau hier setzt RTK an, das Kürzel steht für Real Time Kinematic. Eine zweite Empfangseinheit steht an einem Ort, dessen Position exakt bekannt ist. Sie empfängt dieselben Satellitensignale und vergleicht die daraus berechnete Position mit ihrer tatsächlichen. Die Differenz ist der aktuelle Fehler.
Diesen Korrekturwert funkt die Station an den Roboter, der ihn auf seine eigene Messung anwendet. Weil beide dieselben Satelliten unter fast identischen atmosphärischen Bedingungen sehen, hebt sich der Fehler weitgehend auf. Übrig bleiben ein bis zwei Zentimeter Abweichung.
Was das im Garten bedeutetDer Roboter weiß nicht nur ungefähr, wo er ist, sondern kennt seine Position so genau, dass er geplante Bahnen abfahren kann. Daher das gleichmäßige Streifenmuster, das Kabelgeräte mit ihrem Zufallsprinzip nie hinbekommen.
Antenne im Garten oder Netzwerk-RTK
Bei der klassischen Bauform gehört die Referenzstation zum Lieferumfang. Sie kommt an einen Punkt mit möglichst freier Sicht zum Himmel, oft auf einen Mast neben der Ladestation oder an die Hauswand. Sie braucht Strom und muss dauerhaft an derselben Stelle bleiben, denn ihre Position ist die Grundlage der ganzen Rechnung. Das gilt über den Winter hinweg: Wer die Station beim Winterfestmachen abbaut und im Frühjahr versetzt wieder aufstellt, muss den Garten neu kartieren.
Seit einiger Zeit geht es auch ohne. Beim Netzwerk-RTK bezieht der Roboter die Korrekturdaten über Mobilfunk von einem Netz fester Referenzstationen, das ohnehin für Vermessung und Landwirtschaft existiert. Für dich heißt das: keine Antenne, kein Mast, nichts im Garten. Voraussetzung ist Mobilfunkempfang auf der Fläche, und der Hersteller muss die Datenverbindung bereitstellen, was inzwischen meist ohne Zusatzkosten geschieht.
Der Unterschied in der Praxis
- Eigene Antenne: unabhängig von Mobilfunk, dafür ein Gerät mehr im Garten, das einen guten Platz braucht. Die Ersteinrichtung kann sich hinziehen, bis genügend Satelliten gefunden sind.
- Netzwerk-RTK: nichts aufzustellen, Einrichtung in Minuten. Dafür bist du auf Mobilfunkempfang und auf den Dienst des Herstellers angewiesen.
- RTK aus der Cloud: Variante desselben Prinzips, bei der die Korrektur über die Internetverbindung läuft. Braucht dann allerdings stabiles WLAN bis in den Garten.
Wo RTK an Grenzen stößt
Das Verfahren steht und fällt mit der Sicht zum Himmel. Drei Situationen machen regelmäßig Probleme:
- Dichte Baumkronen. Blätter und Äste dämpfen das Signal so stark, dass die Korrektur zusammenbricht. Im Frühjahr funktioniert es noch, im Hochsommer nicht mehr.
- Hohe Hauswände. Hier ist nicht die Abschattung das Hauptproblem, sondern die Reflexion. Signale erreichen den Empfänger auf Umwegen, was die Positionsberechnung verfälscht.
- Schmale Durchgänge. Ein Weg zwischen Haus und Zaun kombiniert beide Effekte und ist die klassische Stelle, an der ein reines RTK-Gerät hängen bleibt.
Deshalb kombinieren praktisch alle aktuellen Geräte RTK mit einer Kamera. Bricht das Satellitensignal ab, übernimmt die optische Positionsbestimmung, bis wieder genug Satelliten in Sicht sind. Wie gut dieser Übergang funktioniert, ist einer der wichtigsten Unterschiede zwischen den Modellen.
