استكشاف أنظمة تحديد المواقع بدون طيار: GPS، GNSS، RTK، وPPK

لقد أحدثت الطائرات بدون طيار ثورة في العديد من الصناعات من خلال توفير حلول مبتكرة لمهام تتراوح من التصوير الجوي إلى الزراعة الدقيقة ورسم الخرائط. إن أحد المكونات الأساسية التي تمكن هذه القدرات هو نظام تحديد المواقع للطائرات بدون طيار. ستستكشف هذه المقالة تقنيات تحديد المواقع المختلفة المستخدمة في الطائرات بدون طيار: GPS وGNSS وRTK وPPK، مع تفصيل وظائفها ومزاياها وتطبيقاتها.

يشتري وحدات GPS للطائرات بدون طيار

1. نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

تعريف:نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو نظام ملاحة يعتمد على الأقمار الصناعية تديره حكومة الولايات المتحدة. ويستخدم شبكة من الأقمار الصناعية لتوفير معلومات الموقع الجغرافي والوقت لجهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في أي مكان على الأرض، طالما كان هناك خط رؤية غير معوق لأربعة أقمار صناعية على الأقل.

كيف يعمل:يحسب جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) موقعه من خلال توقيت الإشارات المرسلة بواسطة أقمار GPS التي تدور حول الأرض. يرسل كل قمر صناعي بيانات تتضمن موقع القمر الصناعي والوقت الدقيق لإرسال الإشارة. يستخدم جهاز الاستقبال هذه البيانات لحساب المسافة إلى كل قمر صناعي وتحديد موقعه باستخدام التثليث.

التطبيقات:يستخدم 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)

تعريف:GNSS هو مصطلح شامل لأنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية التي توفر تغطية عالمية. ويشمل أنظمة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الولايات المتحدة، ونظام غلوناس الروسي، ونظام جاليليو الأوروبي، ونظام بيدو الصيني.

كيف يعمل:يمكن لجهاز استقبال GNSS استخدام إشارات من مجموعات متعددة من الأقمار الصناعية، مما يحسن الدقة والموثوقية مقارنة باستخدام نظام واحد مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). من خلال الوصول إلى المزيد من الأقمار الصناعية، يمكن لنظام GNSS توفير دقة تحديد المواقع والمتانة بشكل أفضل في بيئات مختلفة.

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 المعتمدة على 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 ومركبة جوالة أو محطة متنقلة (مثل طائرة بدون طيار). تتلقى المحطة الأساسية إشارات من الأقمار الصناعية وتحسب التصحيحات بناءً على موقعها المعروف. ثم تنقل هذه التصحيحات إلى المركبة الجوالة، التي تطبقها على بيانات قمرها الصناعي، مما يحسن الدقة بشكل كبير.

التطبيقات:يعتبر RTK ضروريًا في التطبيقات التي تتطلب دقة عالية، مثل الزراعة الدقيقة (على سبيل المثال، الزراعة، والرش)، ومسح مواقع البناء، وجمع البيانات الجغرافية المكانية.

وحدة GNSS RTK 9Ps من CUAV

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)

تعريف:PPK هي تقنية تصحيح GPS أخرى تشبه RTK ولكنها تختلف في توقيت التصحيحات. فبدلاً من التصحيحات في الوقت الفعلي، يتم تطبيق تصحيحات PPK بعد جمع البيانات، أثناء المعالجة اللاحقة.

كيف يعمل:في PPK، تقوم كل من المحطة الأساسية والمركبة الجوالة بتسجيل بيانات القمر الصناعي بشكل مستقل. بعد اكتمال المهمة، تتم معالجة البيانات من كلتا المحطتين معًا لحساب التصحيحات الدقيقة وتحسين الدقة.

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

وحدة دعم PPK وRTK GNSS الجديدة من CUAV C-RTK 2

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 (جي بي اس) 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 تقدم دقة عالية مماثلة ولكنها مناسبة للتطبيقات حيث تكون المعالجة اللاحقة مقبولة ولا تكون الدقة في الوقت الفعلي بالغة الأهمية.

يعتمد اختيار النظام المناسب على المتطلبات المحددة لمشروعك، بما في ذلك الدقة المطلوبة والميزانية والظروف التشغيلية. ومن خلال الاستفادة من تقنيات تحديد المواقع المتقدمة هذه، يمكن للطائرات بدون طيار تحقيق مستويات غير مسبوقة من الدقة والوظائف في مجالات مختلفة.

المزيد عن وحدة GPS للطائرات بدون طيار