Wenn Sie auf dem Markt für ein Vermessungs-UAV oder eine Drohne sind, werden Sie zweifellos knietief in technischen Daten stecken, während Sie versuchen, verschiedene Modelle (oder sogar verschiedene Komponenten, wenn Sie eine UAV-Nutzlast von Grund auf neu bauen) zu bewerten. Aber welche Positionierungstechnologie ist die richtige für Ihr UAV?
Einer der Punkte, die Sie bewerten werden, ist natürlich die Genauigkeit. Die Genauigkeit ist aus zwei Gründen wichtig. Erstens möchten Sie, dass sich Ihre Drohne dort befindet, wo sie sein soll, und zweitens möchten Sie in der Lage sein, die Daten, die Sie mit Ihrer Nutzlast sammeln, genau zu lokalisieren. Aber (wie Sie zweifellos schon festgestellt haben), ist Genauigkeit nicht so einfach wie die Suche nach einer Zahl. Sie haben sicher schon verschiedene Akronyme in Verbindung mit diesen Zahlen gesehen - am häufigsten GPS, PPK, RTK und GCP, aber Sie werden vielleicht auch GNSS in diesem Zusammenhang sehen. In diesem Artikel erklären wir, was diese Akronyme bedeuten - und was sie für Ihr UAV-Projekt bedeuten.
Was sind GCPs?
GCP steht für Ground Control Points (Bodenkontrollpunkte) und ist die kostengünstigste Methode, um eine genaue Georeferenzierung Ihrer Daten zu gewährleisten. Dabei handelt es sich um physische Ziele, die Sie auf dem Boden platzieren und für die Sie die GNSS-Koordinaten kennen. Sobald Ihr UAV seine Vermessung abgeschlossen hat, können diese Punkte als Referenz für die Position Ihres UAVs im globalen Rahmen verwendet werden.
Der größte Nachteil von GCPs ist, dass sie Ihrem UAV nicht helfen, seine eigene Position zu bestimmen. GCPs geben Ihrem UAV nur eine allgemeine Positionsreferenz. GCPs sind also nicht von Nutzen, wenn Sie mit Ihrem UAV vorprogrammierte Flugpläne fliegen wollen. Hierfür benötigen Sie eine GNSS-basierte Lösung wie ein INS.
Die Verwendung von GCPs kann auch zeitaufwändig sein und in der Nachbearbeitungsphase zusätzliche Schwierigkeiten verursachen.
Was ist GNSS?
GNSS steht für Global Navigation Satellite System und bezieht sich auf jede Technologie, die Satelliten nutzt
um ihren Standort zu bestimmen. GPS ist eine Art von GNSS (und die beiden werden oft austauschbar verwendet), aber es ist
nicht die einzige. Es gibt noch drei weitere, die weltweit eingesetzt werden können (Galileo, BeiDou und GLONASS). Es gibt auch andere, regionalere Satelliten.
Viele Drohnen verfügen über einen eingebauten GNSS-Empfänger - nur so können sie wissen, wo sie sich auf dem Planeten befinden. Bei ausschließlicher Verwendung von GNSS können die meisten Drohnen eine Genauigkeit von 3-5 Metern erreichen. Dieser Genauigkeitsgrad
ist für einige Anwendungen gar nicht so schlecht, aber definitiv nicht genau genug, wenn Sie die Positionsdaten für Kartierungszwecke verwenden möchten.
Was ist PPK?
Die meisten Drohnen werben mit PPK-Funktionen - und das steht für Post-Processed Kinematics. Dabei handelt es sich um eine Methode, um zusätzliche Genauigkeit aus Ihrem GNSS-Signal herauszuholen. Wir haben hier einen Blog beschrieben, wie es funktioniert (wir sprechen über RTK, das wir auch weiter unten behandeln, aber die Prinzipien sind die gleichen).
Das Wichtigste an PPK ist, dass man es nicht in Echtzeit verwenden kann. Drohnen mit PPK-Funktionen können Daten liefern, die unter optimalen Bedingungen zentimetergenau sind, aber diese Genauigkeit kann nicht für die Navigation der Drohne selbst verwendet werden. Das bedeutet auch, dass PPK für Aktivitäten, die eine zentimetergenaue Genauigkeit in Echtzeit erfordern, nicht ausreicht.
Was ist RTK?
RTK ist das Beste, was Sie in Sachen Positionsgenauigkeit bekommen können. RTK steht für Real-Time Kinematic (Echtzeit-Kinematik) und kann genau wie PPK eine zentimetergenaue Positionierung ermöglichen - allerdings in Echtzeit und nicht in der Nachbearbeitung.
Für die meisten mobilen Kartierungsaktivitäten ist RTK-Genauigkeit das Ziel, insbesondere wenn Sie einen LiDAR-Sensor verwenden, um
georeferenzierten Punktwolken.
Ohne RTK-Genauigkeit für die Dauer Ihrer LiDAR-Vermessung ist Ihre Punktwolke möglicherweise unbrauchbar. Die zusätzliche Genauigkeit, die RTK bietet, könnte genutzt werden, um anspruchsvollere Umgebungen zu bewältigen - vorausgesetzt, Sie verfügen über die Werkzeuge, um die RTK-Genauigkeit so lange wie möglich beizubehalten, wenn kein GNSS verfügbar ist.
Die meisten handelsüblichen UAVs haben keine RTK-Funktionen eingebaut. Um diese Genauigkeit zu erreichen, müssen Sie wahrscheinlich entweder ein hochwertiges UAV kaufen oder in ein maßgeschneidertes UAV investieren (entweder von Ihnen selbst oder von einem professionellen Unternehmen gebaut).
Was ist das Richtige für mich?
Im Allgemeinen benötigen Sie zumindest PPK-Fähigkeiten, wenn Sie an mobilen Kartierungsaktivitäten beteiligt sind. Ohne diese sind Sie nicht in der Lage, Ihre Daten mit ausreichender Genauigkeit zu georeferenzieren, um für andere von Nutzen zu sein.
Bei der Betrachtung des Unterschieds zwischen PPK und RTK müssen Sie Folgendes berücksichtigen:
- In welcher Umgebung wird Ihre Drohne eingesetzt? Benötigen Sie mehr Genauigkeit als nur ein GNSS-Signal (bedenken Sie, dass PPK erst nach der Vermessung angewendet werden kann)
- Ist die Reichweite von besonderer Bedeutung - oder ist die Nutzlast Ihrer Drohne so groß, dass Sie die Reichweite sehr sorgfältig berechnen müssen? Wenn ja, dann wird RTK Ihrer Drohne zusätzliche Genauigkeit und damit Treibstoffeffizienz verleihen.
Das letzte Wort in Sachen Genauigkeit: gx/ix PPK und RTK von OxTS
Zum Abschluss dieses Blogs möchte ich eine weitere Technologie erwähnen, die von OxTS entwickelt wurde, um unseren INS-Geräten die bestmögliche Genauigkeit zu verleihen. Wenn Sie den obigen Blog gelesen haben, wissen Sie, dass RTK (und PPK) von einer optimalen Anzahl sichtbarer Satelliten abhängt. Fallen diese Satelliten aus, ist auch der RTK-Lock dahin. Es sei denn, Sie verwenden ein OxTS INS mit gx/ix Tight Coupling-Technologie. gx/ix ermöglicht es unseren INS-Geräten, die RTK- und PPK-Genauigkeit beizubehalten, selbst wenn die Anzahl der sichtbaren Satelliten abnimmt. Im Wesentlichen schützt sie die Genauigkeit Ihres Scans länger - und sie ist für das OxTS xNAV650, unser dronenmontierbares INS, verfügbar.
Das OxTS xNAV650 INS kombiniert eine erstklassige Trägheitsmesseinheit mit einem GNSS-Empfänger in Vermessungsqualität, um hochpräzise Navigationsdaten (Position, Kurs, Neigung und Drehung) auszugeben. Das xNAV650 wird weltweit für Anwendungen eingesetzt, bei denen Zuverlässigkeit und Genauigkeit entscheidend sind.
Ich hoffe, dieser Artikel hat Ihnen geholfen, mehr über die verschiedenen Methoden der Positionsberechnung von UAVs und die Vorteile der einzelnen Methoden zu erfahren. Wenn Sie weitere Fragen dazu haben, wie Ihr UAV möglichst genaue Daten liefern kann (ohne die Bank zu sprengen), setzen Sie sich noch heute mit uns in Verbindung.
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