أحدثت الطائرات بدون طيار ثورة في العديد من الصناعات من خلال توفير حلول مبتكرة لمهام تتراوح من التصوير الجوي إلى الزراعة الدقيقة ورسم الخرائط. أحد العناصر الحاسمة التي تمكن هذه القدرات هو نظام تحديد المواقع للطائرة بدون طيار. ستستكشف هذه المقالة تقنيات تحديد المواقع المختلفة المستخدمة في الطائرات بدون طيار: GPS، وGNSS، وRTK، وPPK، مع شرح وظائفها ومزاياها وتطبيقاتها بالتفصيل.
شراء وحدات GPS بدون طيار
1. نظام تحديد المواقع (نظام تحديد المواقع العالمي)
التعريف: نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو نظام تحديد المواقع العالمي، هو نظام ملاحة قائم على الأقمار الصناعية تديره حكومة الولايات المتحدة. ويستخدم شبكة من الأقمار الصناعية لتوفير معلومات الموقع الجغرافي والوقت لجهاز استقبال GPS في أي مكان على الأرض، طالما أن هناك خط رؤية دون عائق لأربعة أقمار صناعية على الأقل.
كيف يعمل: يقوم جهاز استقبال GPS بحساب موقعه عن طريق توقيت الإشارات المرسلة بواسطة أقمار GPS الصناعية التي تدور حول الأرض. ينقل 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: يُستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على نطاق واسع للتنقل في الأجهزة الاستهلاكية، بما في ذلك الهواتف الذكية وأنظمة الملاحة في السيارات والطائرات بدون طيار. فهو يوفر دقة كافية للعديد من تطبيقات الطائرات بدون طيار الترفيهية والتجارية، مثل الملاحة الأساسية وتتبع الموقع.
بعض وحدة GPS للطائرة بدون طيار
المزايا:
- التغطية العالمية
- فعالة من حيث التكلفة
- سهل الاستخدام
القيود:
- الدقة بشكل عام تكون ضمن 2-10 أمتار
- يمكن أن يتدهور الأداء بسبب العوائق مثل المباني أو الأشجار
2. GNSS (النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية)
التعريف: GNSS هو مصطلح شامل لأنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية التي توفر تغطية عالمية. وهي تشمل أنظمة مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في الولايات المتحدة، ونظام GLONASS في روسيا، ونظام غاليليو في الاتحاد الأوروبي، ونظام بيدو الصيني.
كيف يعمل: يمكن لجهاز استقبال GNSS استخدام إشارات من مجموعات أقمار صناعية متعددة، مما يؤدي إلى تحسين الدقة والموثوقية مقارنة باستخدام نظام واحد مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ومن خلال الوصول إلى المزيد من الأقمار الصناعية، يمكن لنظام GNSS توفير دقة وقوة أفضل لتحديد المواقع في بيئات مختلفة.
التطبيقات: يتم استخدام GNSS في التطبيقات التي تتطلب دقة وموثوقية أعلى، مثل المركبات ذاتية القيادة والطائرات بدون طيار المتقدمة والمسح الجغرافي المكاني.
شراء وحدة GNSS بدون طيار:
المزايا:
- دقة وموثوقية أعلى مقارنة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وحده
- أداء أفضل في البيئات الصعبة
القيود:
- أكثر تكلفة من أجهزة الاستقبال ذات النظام الواحد
3. RTK (الحركية في الوقت الحقيقي)
التعريف: RTK هي تقنية تصحيح GPS تعمل على تحسين دقة بيانات الموقع المستمدة من أنظمة تحديد المواقع المعتمدة على الأقمار الصناعية. يستخدم RTK محطة قاعدة ثابتة وجهاز استقبال متنقل لتوفير التصحيحات في الوقت الحقيقي، وتحقيق دقة على مستوى السنتيمتر.
كيفية العمل: تتضمن أنظمة RTK محطة أساسية تبقى في موقع ثابت ومحطة جوالة أو متنقلة (على سبيل المثال.ز، طائرة بدون طيار). تستقبل المحطة الأساسية الإشارات من الأقمار الصناعية وتحسب التصحيحات بناءً على موقعها المعروف. ثم ينقل هذه التصحيحات إلى المركبة، التي تطبقها على بيانات الأقمار الصناعية الخاصة بها، مما يؤدي إلى تحسين الدقة بشكل كبير.
التطبيقات: يعد RTK ضروريًا في التطبيقات التي تتطلب دقة عالية، مثل الزراعة الدقيقة (e.زوالزراعة والرش) ومسح مواقع البناء وجمع البيانات الجغرافية المكانية.
وحدة GPS Rover Lite من Holybro H-RTK F9P
المزايا:
- دقة على مستوى السنتيمتر
- التصحيحات في الوقت الحقيقي
القيود:
- يتطلب محطة أساسية ووصلة اتصال موثوقة
- ارتفاع التكلفة والتعقيد
4. PPK (حركية ما بعد المعالجة)
التعريف: PPK هي تقنية أخرى لتصحيح نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تشبه RTK ولكنها تختلف في توقيت التصحيحات. بدلاً من التصحيحات في الوقت الفعلي، يتم تطبيق تصحيحات PPK بعد جمع البيانات، أثناء المعالجة اللاحقة.
كيفية العمل: في PPK، تقوم كل من المحطة الأساسية والمركبة الجوالة بتسجيل بيانات القمر الصناعي بشكل مستقل. بعد اكتمال المهمة، تتم معالجة البيانات من كلا المحطتين معًا لحساب التصحيحات الدقيقة وتحسين الدقة.
التطبيقات: غالبًا ما يتم استخدام PPK في التطبيقات التي لا تكون فيها التصحيحات في الوقت الفعلي ضرورية، مثل التصوير الجوي ورسم الخرائط الطبوغرافية وإدارة الأصول.
يدعم CUAV C-RTK 2 الجديد وحدة PPK وRTK GNSS
المزايا:
- دقة على مستوى السنتيمتر
- لا حاجة لرابط اتصال في الوقت الفعلي
القيود:
- التصحيحات غير متاحة في الوقت الفعلي
- يتطلب المعالجة اللاحقة للبيانات
الاستنتاج
يعد فهم الاختلافات بين GPS وGNSS وRTK وPPK أمرًا ضروريًا لاختيار نظام تحديد المواقع المناسب لتطبيق الطائرة بدون طيار.
- GPS مناسب للملاحة العامة واحتياجات تحديد المواقع الأساسية.
- يوفر GNSS دقة وموثوقية محسنة للتطبيقات الأكثر تطلبًا.
- يوفر RTK دقة في الوقت الفعلي على مستوى السنتيمتر ضرورية للمهام التي تتطلب تحديد موضع فوري وعالي الدقة.
- يوفر PPK دقة عالية مماثلة ولكنه مناسب للتطبيقات التي تكون فيها المعالجة اللاحقة مقبولة ولا تكون الدقة في الوقت الفعلي أمرًا بالغ الأهمية.
يعتمد اختيار النظام المناسب على المتطلبات المحددة لمشروعك، بما في ذلك الدقة المطلوبة والميزانية وظروف التشغيل. ومن خلال الاستفادة من تقنيات تحديد المواقع المتقدمة هذه، يمكن للطائرات بدون طيار تحقيق مستويات غير مسبوقة من الدقة والأداء الوظيفي في مختلف المجالات.
المزيد حول وحدة GPS للطائرة بدون طيار