Badanie systemów pozycjonowania dronów: GPS, GNSS, RTK i PPK

Drony zrewolucjonizowały wiele branż, zapewniając innowacyjne rozwiązania dla zadań od fotografii lotniczej, przez rolnictwo precyzyjne, po kartografię. Kluczowym elementem umożliwiającym te możliwości jest system pozycjonowania drona. W tym artykule omówimy różne technologie pozycjonowania stosowane w dronach: GPS, GNSS, RTK i PPK, szczegółowo omawiając ich funkcjonalności, zalety i zastosowania.

Kupić Moduły GPS do dronów

1. GPS (Globalny System Pozycjonowania)

Definicja:GPS, czyli Global Positioning System, to satelitarny system nawigacyjny obsługiwany przez rząd Stanów Zjednoczonych. Wykorzystuje sieć satelitów do dostarczania informacji o geolokalizacji i czasie do odbiornika GPS w dowolnym miejscu na Ziemi, pod warunkiem niezakłóconej widoczności co najmniej czterech satelitów.

Jak to działaOdbiornik GPS oblicza swoją pozycję, mierząc czas sygnałów wysyłanych przez satelity GPS krążące wokół Ziemi. Każdy satelita przesyła dane, które obejmują jego lokalizację i dokładny czas wysłania sygnału. Odbiornik wykorzystuje te dane do obliczenia odległości do każdego satelity i określa jego pozycję za pomocą trilateracji.

Aplikacje:GPS jest szeroko stosowany do nawigacji w urządzeniach konsumenckich, takich jak smartfony, systemy nawigacji samochodowej i drony. Zapewnia wystarczającą dokładność dla wielu zastosowań dronów rekreacyjnych i komercyjnych, takich jak podstawowa nawigacja i śledzenie lokalizacji.

Niektóre Moduł GPS do drona

Moduł GPS SOLOGOOD M10

Moduł GPS GEPRC GEP-M1025

Zalety:

• Globalny zasięg
• Opłacalny
• Łatwy w użyciu

Ograniczenia:

• Dokładność mieści się zazwyczaj w granicach 2-10 metrów
• Wydajność może ulec pogorszeniu w wyniku obecności przeszkód, takich jak budynki lub drzewa

2. GNSS (Globalny System Nawigacji Satelitarnej)

DefinicjaGNSS to termin zbiorczy dla systemów nawigacji satelitarnej zapewniających globalny zasięg. Obejmuje on takie systemy jak amerykański GPS, rosyjski GLONASS, unijny Galileo i chiński BeiDou.

Jak to działaOdbiornik GNSS może wykorzystywać sygnały z wielu konstelacji satelitarnych, co zwiększa dokładność i niezawodność w porównaniu z pojedynczym systemem, takim jak GPS. Dzięki dostępowi do większej liczby satelitów, GNSS może zapewnić lepszą dokładność i niezawodność pozycjonowania w różnych warunkach.

Aplikacje:GNSS jest wykorzystywany w zastosowaniach wymagających wyższej dokładności i niezawodności, takich jak pojazdy autonomiczne, zaawansowane drony i pomiary geoprzestrzenne.

Kup moduł GNSS dla drona:

Matek Systems GNSS M10Q

Zalety:

• Wyższa dokładność i niezawodność w porównaniu z samym GPS-em
• Lepsza wydajność w trudnych warunkach

Ograniczenia:

• Droższe niż odbiorniki jednosystemowe

3. RTK (kinematyka w czasie rzeczywistym)

Definicja:RTK to technologia korekcji GPS, która zwiększa dokładność danych o położeniu pochodzących z satelitarnych systemów pozycjonowania.RTK wykorzystuje stacjonarną stację bazową i mobilny odbiornik, aby na bieżąco nanosić poprawki, osiągając dokładność rzędu centymetra.

Jak to działa:Systemy RTK składają się ze stacji bazowej, która pozostaje w stałej lokalizacji, oraz stacji ruchomej lub mobilnej (e.gStacja bazowa odbiera sygnały z satelitów i oblicza poprawki na podstawie znanej pozycji. Następnie przesyła te poprawki do łazika, który stosuje je do własnych danych satelitarnych, co znacznie poprawia dokładność.

Aplikacje:RTK jest niezbędny w zastosowaniach wymagających wysokiej precyzji, takich jak rolnictwo precyzyjne (e.g., sadzenie, opryskiwanie), pomiary terenu budowy i zbieranie danych geoprzestrzennych.

Moduł GNSS CUAV RTK 9Ps

Moduł GPS Holybro H-RTK F9P Rover Lite

Holybro H-RTK F9P GNSS

Zalety:

• Dokładność na poziomie centymetra
• Korekty w czasie rzeczywistym

Ograniczenia:

• Wymaga stacji bazowej i niezawodnego łącza komunikacyjnego
• Wyższe koszty i złożoność

4. PPK (Kinematyka po przetworzeniu)

Definicja:PPK to kolejna technologia korekcji GPS podobna do RTK, ale różniąca się czasem ich nakładania. Zamiast korekt w czasie rzeczywistym, korekty PPK są stosowane po zebraniu danych, w procesie post-processingu.

Jak to działaW PPK zarówno stacja bazowa, jak i łazik niezależnie rejestrują dane satelitarne. Po zakończeniu misji dane z obu stacji są przetwarzane łącznie w celu obliczenia precyzyjnych poprawek i poprawy dokładności.

Aplikacje:PPK jest często używany w zastosowaniach, w których korekty w czasie rzeczywistym nie mają kluczowego znaczenia, na przykład w fotografii lotniczej, mapowaniu topograficznym i zarządzaniu zasobami.

CUAV NEW C-RTK 2 obsługuje moduły PPK i RTK GNSS

Zalety:

• Dokładność na poziomie centymetra
• Nie ma potrzeby korzystania z łącza komunikacyjnego w czasie rzeczywistym

Ograniczenia:

• Korekty nie są dostępne w czasie rzeczywistym
• Wymaga przetwarzania końcowego danych

Wniosek

Zrozumienie różnic pomiędzy systemami GPS, GNSS, RTK i PPK jest niezbędne przy wyborze właściwego systemu pozycjonowania dla Twojego drona.

• GPS nadaje się do ogólnej nawigacji i podstawowego pozycjonowania.
• GNSS zapewnia większą dokładność i niezawodność w bardziej wymagających zastosowaniach.
• RTK zapewnia precyzję pomiaru w czasie rzeczywistym, rzędu centymetrów, niezbędną w przypadku zadań wymagających natychmiastowego, bardzo dokładnego pozycjonowania.
• PPK zapewnia podobną wysoką precyzję, ale nadaje się do zastosowań, w których dopuszczalne jest przetwarzanie końcowe, a dokładność w czasie rzeczywistym nie jest krytyczna.

Wybór odpowiedniego systemu zależy od konkretnych wymagań projektu, w tym wymaganej dokładności, budżetu i warunków operacyjnych. Wykorzystując te zaawansowane technologie pozycjonowania, drony mogą osiągnąć niespotykany dotąd poziom precyzji i funkcjonalności w różnych dziedzinach.

Więcej o Moduł GPS drona