Изучение систем позиционирования беспилотников: GPS, GNSS, RTK и PPK
Дроны произвели революцию во многих отраслях, предлагая инновационные решения для различных задач: от аэрофотосъемки до точного земледелия и картографирования. Ключевым компонентом, обеспечивающим эти возможности, является система позиционирования дрона. В этой статье мы рассмотрим различные технологии позиционирования, используемые в дронах: GPS, GNSS, RTK и PPK, а также подробно расскажем об их функциях, преимуществах и областях применения.
Купить GPS-модули для дронов
1. GPS (глобальная система позиционирования)
Определение: GPS (глобальная система позиционирования) — спутниковая навигационная система, эксплуатируемая правительством США. Она использует сеть спутников для передачи данных о геолокации и времени GPS-приёмнику в любой точке Земли при наличии прямой видимости как минимум четырёх спутников.
Как это работаетGPS-приёмник рассчитывает своё местоположение, измеряя время сигналов, отправляемых GPS-спутниками, вращающимися вокруг Земли. Каждый спутник передаёт данные, включая местоположение спутника и точное время отправки сигнала. Приёмник использует эти данные для расчёта расстояния до каждого спутника и определяет его местоположение с помощью трилатерации.
ПриложенияGPS широко используется для навигации в потребительских устройствах, включая смартфоны, автомобильные навигационные системы и дроны. Система обеспечивает достаточную точность для многих любительских и коммерческих применений дронов, таких как базовая навигация и отслеживание местоположения.
Некоторый GPS-модуль для дрона
Преимущества:
- Глобальный охват
- Экономически эффективно
- Легко использовать
Ограничения:
- Точность обычно составляет от 2 до 10 метров.
- Производительность может быть снижена из-за препятствий, таких как здания или деревья.
2. ГНСС (глобальная навигационная спутниковая система)
Определение: ГНСС — это общий термин для спутниковых навигационных систем, обеспечивающих глобальное покрытие. Он включает в себя такие системы, как американская GPS, российская ГЛОНАСС, европейская Galileo и китайская BeiDou.
Как это работаетGNSS-приёмник может использовать сигналы нескольких спутниковых созвездий, повышая точность и надёжность по сравнению с использованием одной системы, например GPS. Благодаря доступу к большему количеству спутников, GNSS может обеспечить более высокую точность и надёжность позиционирования в различных условиях.
Приложения: GNSS используется в приложениях, требующих более высокой точности и надежности, таких как автономные транспортные средства, современные беспилотные летательные аппараты и геопространственная съемка.
Купить модуль GNSS для дрона:
Преимущества:
- Более высокая точность и надежность по сравнению с использованием только GPS
- Лучшая производительность в сложных условиях
Ограничения:
- Дороже, чем односистемные приемники
3. RTK (кинематику в реальном времени)
Определение: RTK — это технология коррекции GPS, которая повышает точность данных о местоположении, полученных с помощью спутниковых систем позиционирования.RTK использует стационарную базовую станцию и мобильный приемник для обеспечения поправок в реальном времени, достигая точности на уровне сантиметров.
Как это работает: Системы RTK включают базовую станцию, которая остается на фиксированном месте, и ровер или мобильную станцию (e.g(…, дрон). Базовая станция принимает сигналы со спутников и рассчитывает поправки на основе своего известного положения. Затем она передает эти поправки на марсоход, который применяет их к собственным спутниковым данным, значительно повышая точность.
Приложения: RTK имеет важное значение в приложениях, требующих высокой точности, таких как точное земледелие (e.g., посадка, опрыскивание), обследование строительной площадки и сбор геопространственных данных.
GPS-модуль Holybro H-RTK F9P Rover Lite
Преимущества:
- Сантиметровая точность
- Корректировки в реальном времени
Ограничения:
- Требуется базовая станция и надежный канал связи
- Более высокая стоимость и сложность
4. PPK (постобработанная кинематика)
Определение: PPK — это ещё одна технология GPS-коррекции, похожая на RTK, но отличающаяся временем внесения поправок. Вместо поправок в реальном времени, поправки PPK применяются после сбора данных, во время постобработки.
Как это работает: В режиме PPK базовая станция и ровер независимо регистрируют спутниковые данные. После завершения миссии данные с обеих станций обрабатываются совместно для расчета точных поправок и повышения точности.
Приложения: PPK часто используется в приложениях, где корректировки в реальном времени не имеют решающего значения, например, при аэрофотосъемке, топографическом картографировании и управлении активами.
CUAV NEW C-RTK 2 поддерживает модуль PPK и RTK GNSS
Преимущества:
- Сантиметровая точность
- Нет необходимости в канале связи в реальном времени
Ограничения:
- Исправления не доступны в режиме реального времени.
- Требуется постобработка данных
Заключение
Понимание различий между GPS, GNSS, RTK и PPK имеет важное значение для выбора правильной системы позиционирования для вашего дрона.
- GPS подходит для решения общих навигационных задач и базовых задач позиционирования.
- ГНСС обеспечивает повышенную точность и надежность для более требовательных приложений.
- РТК обеспечивает точность в реальном времени на уровне сантиметров, необходимую для задач, требующих немедленного высокоточного позиционирования.
- ППК обеспечивает аналогичную высокую точность, но подходит для приложений, где приемлема постобработка, а точность в реальном времени не имеет решающего значения.
Выбор подходящей системы зависит от конкретных требований вашего проекта, включая необходимую точность, бюджет и условия эксплуатации. Используя эти передовые технологии позиционирования, дроны могут достичь беспрецедентного уровня точности и функциональности в различных областях.
Подробнее о Модуль GPS дрона