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:
1. ГНСС-модуль
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.
Кстати, при наличии опции RTK ГНСС-платы позволяют получать центры фотографирования в режиме реального времени. 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.
2. Интерфейсная плата
Интерфейсная плата служит для удобной настройки, скачивания данных с ГНСС-модуля, а также для подачи питания на плату. В физическом плане это отдельная плата с портами, в которую встраивается навигационный модуль. Также ее называют платой разработчика, т.к. она позволяет осуществлять коммуникацию и настройку ГНСС-платы.
3. ГНСС-антенна
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, а на БПЛА самолетного типа ставятся тяжелые и более защищенные антенны, 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!