استكشاف أنظمة تحديد المواقع الطائرات بدون طيار: GPS ، GNSS ، RTK ، و PPK

أحدثت الطائرات بدون طيار ثورةً في العديد من الصناعات، إذ وفرت حلولاً مبتكرة لمهام تتراوح من التصوير الجوي إلى الزراعة الدقيقة ورسم الخرائط. ويُعد نظام تحديد المواقع في الطائرة بدون طيار عنصراً أساسياً في تمكين هذه القدرات. ستتناول هذه المقالة تقنيات تحديد المواقع المختلفة المستخدمة في الطائرات بدون طيار: نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ونظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)، ونظام تحديد المواقع العالمي (RTK)، ونظام تحديد المواقع العالمي (PPK)، مع تفصيل وظائفها ومزاياها وتطبيقاتها.

يشتري وحدات GPS للطائرات بدون طيار

1. نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

تعريفنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام ملاحة قائم على الأقمار الصناعية، تُشغّله حكومة الولايات المتحدة. يستخدم شبكة من الأقمار الصناعية لتوفير معلومات الموقع الجغرافي والوقت لجهاز استقبال GPS في أي مكان على الأرض، شريطة وجود خط رؤية واضح لأربعة أقمار صناعية على الأقل.

كيف يعمليحسب جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) موقعه بتوقيت الإشارات المرسلة من أقمار GPS التي تدور حول الأرض. يرسل كل قمر صناعي بيانات تتضمن موقعه والوقت الدقيق لإرسال الإشارة. يستخدم جهاز الاستقبال هذه البيانات لحساب المسافة إلى كل قمر صناعي، ويحدد موقعه باستخدام التثليث.

التطبيقاتيُستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على نطاق واسع في الملاحة في الأجهزة الاستهلاكية، بما في ذلك الهواتف الذكية وأنظمة الملاحة في السيارات والطائرات بدون طيار. ويوفر دقة كافية للعديد من تطبيقات الطائرات بدون طيار الترفيهية والتجارية، مثل الملاحة الأساسية وتتبع الموقع.

بعض وحدة GPS للطائرات بدون طيار

وحدة GPS SOLOGOOD M10

وحدة GPS GEPRC GEP-M1025

المزايا:

• التغطية العالمية
• فعالة من حيث التكلفة
• سهل الاستخدام

القيود:

• الدقة عادة ما تكون في حدود 2-10 أمتار
• يمكن أن يتدهور الأداء بسبب العوائق مثل المباني أو الأشجار

2. نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)

تعريفGNSS هو مصطلح شامل لأنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية التي توفر تغطية عالمية. ويشمل أنظمة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الأمريكي، ونظام غلوناس الروسي، ونظام غاليليو الأوروبي، ونظام بيدو الصيني.

كيف يعمليستطيع جهاز استقبال نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS) استخدام إشارات من مجموعات أقمار صناعية متعددة، مما يُحسّن الدقة والموثوقية مقارنةً باستخدام نظام واحد مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ومن خلال الوصول إلى المزيد من الأقمار الصناعية، يُمكن لنظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS) توفير دقة ومتانة أفضل في تحديد المواقع في بيئات متنوعة.

التطبيقات:يتم استخدام نظام GNSS في التطبيقات التي تتطلب دقة وموثوقية أعلى، مثل المركبات ذاتية القيادة، والطائرات بدون طيار المتقدمة، والمسح الجغرافي المكاني.

شراء وحدة GNSS للطائرات بدون طيار:

نظام ماتيك GNSS M10Q

المزايا:

• دقة وموثوقية أعلى مقارنة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وحده
• أداء أفضل في البيئات الصعبة

القيود:

• أغلى من أجهزة الاستقبال ذات النظام الواحد

3. RTK (الحركة في الوقت الحقيقي)

تعريف:RTK هي تقنية تصحيح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي تعمل على تعزيز دقة بيانات الموقع المستمدة من أنظمة تحديد المواقع المستندة إلى الأقمار الصناعية.تستخدم تقنية RTK محطة أساسية ثابتة وجهاز استقبال متنقل لتوفير التصحيحات في الوقت الفعلي، مما يحقق دقة على مستوى السنتيمتر.

كيف يعمل:تتضمن أنظمة RTK محطة أساسية تظل في موقع ثابت ومحطة متنقلة أو مركبة فضائية (e.gتستقبل المحطة الأساسية إشارات من الأقمار الصناعية وتحسب التصحيحات بناءً على موقعها المعروف. ثم ترسل هذه التصحيحات إلى المركبة الجوالة، التي تطبقها على بيانات أقمارها الصناعية، مما يُحسّن الدقة بشكل كبير.

التطبيقات:RTK ضروري في التطبيقات التي تتطلب دقة عالية، مثل الزراعة الدقيقة (e.g.، الزراعة، الرش، مسح مواقع البناء، وجمع البيانات الجغرافية المكانية.

وحدة CUAV RTK 9Ps GNSS

وحدة GPS Holybro H-RTK F9P Rover Lite

هوليبرو H-RTK F9P GNSS

المزايا:

• دقة على مستوى السنتيمتر
• التصحيحات في الوقت الحقيقي

القيود:

• يتطلب محطة أساسية ورابط اتصال موثوق به
• تكلفة أعلى وتعقيد

4. PPK (المعالجة اللاحقة للحركة)

تعريفPPK هي تقنية أخرى لتصحيح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، تُشبه تقنية RTK، لكنها تختلف في توقيت التصحيحات. فبدلاً من التصحيحات الفورية، تُطبّق تصحيحات PPK بعد جمع البيانات، أي خلال مرحلة ما بعد المعالجة.

كيف يعملفي برنامج PPK، تُسجِّل كلٌّ من محطة القاعدة والمركبة الجوالة بيانات القمر الصناعي بشكل مستقل. بعد انتهاء المهمة، تُعالَج بيانات المحطتين معًا لحساب التصحيحات الدقيقة وتحسين دقتها.

التطبيقات:غالبًا ما يتم استخدام PPK في التطبيقات التي لا تكون فيها التصحيحات في الوقت الفعلي بالغة الأهمية، مثل التصوير الجوي، والرسم الطبوغرافي، وإدارة الأصول.

وحدة CUAV الجديدة C-RTK 2 لدعم PPK وRTK GNSS

المزايا:

• دقة على مستوى السنتيمتر
• لا حاجة لرابط اتصال في الوقت الحقيقي

القيود:

• التصحيحات غير متاحة في الوقت الحقيقي
• يتطلب معالجة لاحقة للبيانات

خاتمة

إن فهم الاختلافات بين GPS وGNSS وRTK وPPK أمر ضروري لاختيار نظام تحديد المواقع المناسب لتطبيق الطائرات بدون طيار الخاص بك.

• نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مناسب للملاحة العامة واحتياجات تحديد المواقع الأساسية.
• نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية يوفر دقة وموثوقية محسنة للتطبيقات الأكثر تطلبًا.
• آر تي كيه يوفر دقة في الوقت الفعلي وعلى مستوى السنتيمتر ضرورية للمهام التي تتطلب تحديد المواقع بدقة عالية وبشكل فوري.
• بي بي كيه يقدم دقة عالية مماثلة ولكنه مناسب للتطبيقات حيث تكون المعالجة اللاحقة مقبولة والدقة في الوقت الفعلي ليست بالغة الأهمية.

يعتمد اختيار النظام المناسب على المتطلبات الخاصة بمشروعك، بما في ذلك الدقة المطلوبة والميزانية والظروف التشغيلية. باستخدام تقنيات تحديد المواقع المتقدمة هذه، يمكن للطائرات المسيرة تحقيق مستويات غير مسبوقة من الدقة والأداء الوظيفي في مختلف المجالات.

المزيد عن وحدة GPS للطائرات بدون طيار