کاوش در سیستم های تعیین موقعیت پهپاد: GPS، GNSS، RTK و PPK

هواپیماهای بدون سرنشین با ارائه راه حل های نوآورانه برای کارهای مختلف از عکاسی هوایی گرفته تا کشاورزی دقیق و نقشه برداری، صنایع متعددی را متحول کرده اند. یکی از اجزای حیاتی که این قابلیت ها را فراهم می کند، سیستم موقعیت یابی پهپاد است. این مقاله به بررسی فن‌آوری‌های مختلف موقعیت‌یابی مورد استفاده در هواپیماهای بدون سرنشین می‌پردازد: GPS، GNSS، RTK، و PPK، و جزئیات عملکرد، مزایا و کاربردهای آن‌ها را شرح می‌دهد.

خرید ماژول های GPS پهپاد

1. GPS (سیستم موقعیت یاب جهانی)

تعریف: GPS یا سیستم موقعیت یاب جهانی، یک سیستم ناوبری مبتنی بر ماهواره است که توسط دولت ایالات متحده اداره می شود. از شبکه ای از ماهواره ها برای ارائه اطلاعات موقعیت جغرافیایی و زمان به یک گیرنده GPS در هر نقطه از زمین استفاده می کند، تا زمانی که حداقل چهار ماهواره خط دید بدون مانع وجود داشته باشد.

چگونه کار می کند: یک گیرنده GPS موقعیت خود را با زمان بندی سیگنال های ارسال شده توسط ماهواره های GPS در مدار زمین محاسبه می کند. هر ماهواره داده هایی را ارسال می کند که شامل مکان ماهواره و زمان دقیق ارسال سیگنال است. گیرنده از این داده ها برای محاسبه فاصله هر ماهواره استفاده می کند و موقعیت آن را با استفاده از سه لایه بندی تعیین می کند.

برنامه ها: GPS به طور گسترده برای ناوبری در دستگاه های مصرف کننده، از جمله گوشی های هوشمند، سیستم های ناوبری خودرو، و هواپیماهای بدون سرنشین استفاده می شود. دقت کافی برای بسیاری از کاربردهای پهپادهای تفریحی و تجاری، مانند ناوبری اولیه و ردیابی موقعیت، فراهم می کند.

برخی ماژول GPS برای Drone

 

 

ماژول GPS SOLOGOOD M10

 

 

ماژول GPS GEPRC GEP-M1025

مزایا:

• پوشش جهانی
• مقرون به صرفه
• استفاده آسان

محدودیت ها:

• دقت معمولاً بین 2-10 متر است
• عملکرد را می توان با موانعی مانند ساختمان ها یا درختان کاهش داد

2. GNSS (سیستم جهانی ناوبری ماهواره ای)

تعریف: GNSS یک اصطلاح جامع برای سیستم های ناوبری ماهواره ای است که پوشش جهانی را فراهم می کند. این سیستم شامل سیستم هایی مانند GPS ایالات متحده، GLONASS روسیه، Galileo اتحادیه اروپا و BeiDou چین است.

چگونه کار می کند: یک گیرنده GNSS می تواند از سیگنال های چند صورت فلکی ماهواره ای استفاده کند و در مقایسه با استفاده از یک سیستم واحد مانند GPS، دقت و قابلیت اطمینان را بهبود بخشد. با دسترسی به ماهواره های بیشتر، GNSS می تواند دقت و استحکام موقعیت یابی بهتری را در محیط های مختلف ارائه دهد.

برنامه ها: GNSS در برنامه هایی که نیاز به دقت و قابلیت اطمینان بالاتری دارند، مانند وسایل نقلیه خودران، هواپیماهای بدون سرنشین پیشرفته و نقشه برداری جغرافیایی استفاده می شود.

خرید ماژول GNSS Drone:

Matek Systems GNSS M10Q

 

مزایا:

• دقت و قابلیت اطمینان بالاتر در مقایسه با GPS به تنهایی
• عملکرد بهتر در محیط های چالش برانگیز

محدودیت ها:

• گران تر از گیرنده های تک سیستمی

3. RTK (کینماتیک بلادرنگ)

تعریف: RTK یک فناوری تصحیح GPS است که دقت داده های موقعیت را که از سیستم های موقعیت یابی مبتنی بر ماهواره به دست می آید، افزایش می دهد. RTK از یک ایستگاه پایه ثابت و یک گیرنده سیار برای ارائه اصلاحات بلادرنگ استفاده می کند و به دقت در سطح سانتی متر می رسد.

چگونه کار می کند: سیستم های RTK شامل یک ایستگاه پایه است که در یک مکان ثابت باقی می ماند و یک مریخ نورد یا ایستگاه متحرک (مانند.g، یک پهپاد). ایستگاه پایه سیگنال های ماهواره ها را دریافت می کند و بر اساس موقعیت شناخته شده خود، اصلاحات را محاسبه می کند. سپس این اصلاحات را به مریخ نورد منتقل می کند، که آنها را در داده های ماهواره ای خود اعمال می کند و دقت را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

کاربردها: RTK در کاربردهایی که نیاز به دقت بالایی دارند، مانند کشاورزی دقیق (مثلاًg، کاشت، سمپاشی)، نقشه برداری از محل ساخت و ساز، و جمع آوری داده های مکانی.

 

 

ماژول CUAV RTK 9Ps GNSS

ماژول GPS Holybro H-RTK F9P Rover Lite

Holybro H-RTK F9P GNSS

مزایا:

• دقت در سطح سانتی متر
• اصلاحات بیدرنگ

محدودیت ها:

• به ایستگاه پایه و پیوند ارتباطی قابل اعتماد نیاز دارد
• هزینه و پیچیدگی بیشتر

4. PPK (سینماتیک پس از پردازش)

تعریف: PPK یکی دیگر از فناوری های تصحیح GPS مشابه RTK است اما در زمان بندی اصلاحات متفاوت است. به جای اصلاحات بلادرنگ، اصلاحات PPK پس از جمع آوری داده ها، در طول پس پردازش اعمال می شود.

چگونه کار می کند: در PPK، هم ایستگاه پایه و هم مریخ نورد به طور مستقل داده های ماهواره ای را ضبط می کنند. پس از تکمیل ماموریت، داده های هر دو ایستگاه با هم پردازش می شوند تا اصلاحات دقیق محاسبه شود و دقت بهبود یابد.

برنامه ها: PPK اغلب در برنامه هایی استفاده می شود که در آنها اصلاحات بلادرنگ حیاتی نیستند، مانند عکاسی هوایی، نقشه برداری توپوگرافی، و مدیریت دارایی.

CUAV NEW C-RTK 2 از ماژول PPK و RTK GNSS پشتیبانی می کند

مزایا:

• دقت در سطح سانتی متر
• نیازی به پیوند ارتباطی بلادرنگ نیست

محدودیت ها:

• اصلاحات در زمان واقعی در دسترس نیستند
• به پس پردازش داده ها نیاز دارد

نتیجه گیری

درک تفاوت بین GPS، GNSS، RTK و PPK برای انتخاب سیستم موقعیت یابی مناسب برای برنامه پهپاد شما ضروری است.

• GPS برای ناوبری عمومی و نیازهای اساسی موقعیت یابی مناسب است.
• GNSS دقت و قابلیت اطمینان بهبود یافته ای را برای برنامه های کاربردی تر ارائه می دهد.
• RTK دقت لحظه ای و در سطح سانتی متر را برای کارهایی که نیاز به موقعیت یابی فوری و با دقت بالا دارند، فراهم می کند.
• PPK دقت بالا مشابهی را ارائه می دهد، اما برای برنامه هایی مناسب است که پردازش پس از آن قابل قبول است و دقت زمان واقعی حیاتی نیست.

انتخاب سیستم مناسب به نیازهای خاص پروژه شما از جمله دقت مورد نیاز، بودجه و شرایط عملیاتی بستگی دارد. با استفاده از این فناوری‌های پیشرفته موقعیت‌یابی، پهپادها می‌توانند به سطوح بی‌سابقه‌ای از دقت و عملکرد در زمینه‌های مختلف دست یابند.

اطلاعات بیشتر درباره Drone GPS Module