Интеграция ГНСС-платы в БПЛА

Существует множество сфер применения высокоточных навигационных плат, но сегодня речь пойдет об интеграции OEM ГНСС-модулей в БПЛА.

Цель использования навигационного модуля в аэрофотосъемке – получить координаты центров фотографирования с высокой точностью, чтобы использовать их для привязки Цифровой Модели Рельефа (ЦМР) или аэрофотоплана к требуемой системе координат.

Обычно комплект навигации для установки для БПЛА выглядит следующим образом:

ГНСС-модуль используется для определения координат центров фотографирования. В момент фотографирования на плату подается событие с камеры - синхроимпульс от вспышки или срабатывания затвора фотоаппарата. Именно этот момент записывается в память платы как «метка события».

«Метка события» содержит в себе информацию о времени прихода импульса и координату. Так, сопоставляя метки и фотографии мы обеспечиваем координатами каждую из них.

Если для вычисления центров фотографирования используется пост-обработка, то также ведётся запись спутниковых измерений на всём протяжении полёта. Частота записи зависит от скорости БПЛА, т. к. метки вычисляются интерполяцией между эпохами измерений и при высокой скорости данная процедура может внести ошибку в координату центра фотографирования. Обычно частоты в 10-20 Гц вполне достаточно.

Кстати, на БПЛА можно устанавливать как одночастотные так и двухчастотные ГНСС-модули в зависимости от задач.

Тут работает такой же принцип выбора плат как и для любых других работ. Обычно координаты центров фотографирования с платы получают путем постобработки сырых данных.

В этом случае результат работы одночастотного модуля действительно зависит от расстояния до Базы. Одночастотные платы SinoGNSS могут работать в удалении от базовой станции не более чем на 8 км (рекомендация производителя).

Это ограничение в расстоянии связано с тем, что на больших расстояниях одночастотные модули не могут достоверно учитывать поправку за влияние ионосферы. Подробнее об этом в статье.

Поэтому одночастотные ГНСС-платы рекомендуется устанавливать на коптеры с небольшим временем полета или при производстве небольших площадных съемок. Главным же плюсом одночастотного решения является его стоимость.

Во всех остальных случаях: при съемке линейных или больших площадных объектов рекомендуется использовать двухчастотный ГНСС-модуль (SinoGNSS K706).

Кстати, независимо от доступных частот обе платы позволяют получать центры фотографирования в режиме RTK при наличии данной опции. В этом случае помимо всего необходимо интегрировать еще и модуль связи: GSM/УКВ-модем, что, во-первых, увеличит конечную стоимость всей навигационной системы, а во-вторых потребует больше места для установки в корпусе БПЛА, ну, и в-третьих, это попросту увеличит вес полезной нагрузки, а значит время полета, наоборот, уменьшится.

Однако, мы не рекомендуем использовать RTK еще и потому, что вычисление центров фотографирования в режиме реального времени не отвечает требованиям по стабильности решения из-за сложности организации канала связи. То есть, если борт во время полета потеряет связь с Базой, то обнаружится это уже только в офисе при обработке. Следовательно, придется делать повторную съемку.

В постобработке такая проблема отсутствует в принципе.

ГНСС-антенна выводится наружу для приема спутниковых сигналов и ее фазовый центр (ФЦ) является точкой, координаты которой определяются навигационной платой.

По своим ТТХ антенны также делятся на одночастотные и мультичастотные (двухчастотные и более). Тут все просто, Ваша антенна должна принимать как минимум все те сигналы, которые может обрабатывать ГНСС-плата.

Также выбор ГНСС-антенн осуществляется по весу и форм-фактору, например, на коптеры устанавливаются более легкие антенны (HX-CH7603A), а на БПЛА самолетного типа ставятся тяжелые и более защищенные антенны (HX-CA7607A), т.к. самолеты приземляются на «спину», где и установлена антенна.

Вот и все основные моменты, на которые стоит обращать внимание при выборе навигации для БПЛА!

Друзья, если у Вас есть вопросы по теме - не стесняйтесь задавать их в комментариях!