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无(wú)人机(jī)与手机的GPS为啥越来(lái)越豪华?

 

随着(zhe)技术的发展,无人(rén)机的配置列表也是越来越华(huá)丽。尤其在(zài)“导航系统”一栏:GPS/GLONASS/BD/GALILEO一串、L1/L2/B1/B2又一(yī)串、还(hái)有些(xiē)无人机则(zé)装了(le)双天线更让(ràng)人眼花缭(liáo)乱。但是这些参数又真是干货满满、而且对于无(wú)人(rén)机的(de)飞行安全(quán)至关重要。

“四大卫星(xīng)导航(háng)系(xì)统”都(dōu)装(zhuāng)上(shàng)有啥用?

——更快(kuài)、更准、更安(ān)全

无人机在没有(yǒu)参照物的天空中飞行(háng)离(lí)不开卫星导航系统(tǒng)。主要(yào)的全球卫星导(dǎo)航系统有美国的GPS、俄(é)罗斯(sī)的格洛纳斯(GLONASS)、中国的(de)北(běi)斗(COMPASSES/BD)、欧洲的(de)伽利略(GALILEO)

按照卫星导(dǎo)航的(de)原理,定位(wèi)最少需要4颗卫星,否则(zé)将很可能“炸(zhà)机(jī)”(坠毁)

在北京的一个较为开阔的地(dì)方测试,可以搜索到10GPS8颗(kē)格洛纳斯、7颗北斗(dòu)和2颗伽利略。即使只用GPS也可以定位,但是有测试表明:能同(tóng)时(shí)使用更多系统的卫星可以显(xiǎn)著提高定位精度、定位(wèi)速度。而且(qiě)有(yǒu)“备胎”在有遮挡时更安全(quán)。

所以(yǐ)即使在手机导航、在消费(fèi)级无人(rén)机中GPS+GLONASS的配置逐渐成为标配;北斗导(dǎo)航日(rì)渐普及;有些手机甚至(zhì)已(yǐ)经开始支持伽(gā)利(lì)略(luè)。定位导航(háng)时会混合使用(yòng)多系统(tǒng)的卫(wèi)星,只不过大家依然习惯于称其(qí)为GPS

GPS要俩频点有啥(shá)用?

——更准

现在有(yǒu)些专业的无人机上(shàng)不止GPS、格洛纳斯(sī)、北斗、伽利略四(sì)套卫星导(dǎo)航系统都支(zhī)持,每套系(xì)统还支(zhī)持多个频点。比如GPS同时支持L1L2;北(běi)斗同时(shí)支持B1B2。其中GPSL1频(pín)率大(dà)概为1575.42MHzL21227.7MHz

这是因为卫星广播(bō)的(de)导航信号在穿越(yuè)电离层(céng)时会产生延迟,进而产(chǎn)生误差(chà)。而其对不同频率信号产生的影响不一样,所以接收双频(pín)信号(hào)后可以计(jì)算出并消除掉电(diàn)离层误差。地面上也装GPS天线有啥用?

——更(gèng)准或者更(gèng)方便

许多消费级无(wú)人机的遥控器、工业级(jí)无人机(jī)的地面控(kòng)制(zhì)站上(shàng)也(yě)都装有GPS。这些GPS设备虽然不会(huì)飞,却也(yě)对无人(rén)机的使用很有帮助。

一(yī)些消费级无人机的遥控器装上GPS可以(yǐ)实现(xiàn)稳定的自动跟踪;工(gōng)业级无人机的地面站上装上GPS则方便(biàn)实现更靠谱(pǔ)的一键返航、在(zài)舰船上使(shǐ)用(yòng)还可(kě)以(yǐ)避免重演刻舟求剑的故事。这(zhè)就像约会时两个人都开微信位置共享。

此外还有些(xiē)农业(yè)植保(bǎo)无人机(jī)的遥控器上装上GPS,拿着遥控器走一圈就可(kě)以测绘出农田的形状,以便实(shí)现自主(zhǔ)飞(fēi)行(háng)。 

有些(xiē)无人(rén)机起飞之前会看到使用者将一个装有GPS的三(sān)脚(jiǎo)架放在开阔的地方。那就是传说(shuō)中的差分基准站,它可以极大的(de)提(tí)高无(wú)人机的定(dìng)位精(jīng)度。

无人机上装那么多GPS天线有啥用?

——确(què)定方向

有(yǒu)些使(shǐ)用RTK差分的无人机,一架飞机上安装(zhuāng)了两个GPS天线。这两个天线都是有用的。

有天才想到:用两个高精度的RTK差分GPS天线就可以确定无人机的(de)方(fāng)向,行话叫(jiào)“双天(tiān)线测向”。原理正是初中(zhōng)平面几(jǐ)何(hé)知识:两点(diǎn)确定一条直线。根据几何原理两个(gè)天(tiān)线的距离越远,测向的精度也就越高(gāo)。

而只有一个GPS天(tiān)线的无人机只能依靠(kào)指(zhǐ)南(nán)针(磁罗盘)感知磁航向。若是没有(yǒu)惯性导航系(xì)统的无人机(jī),在铁塔旁边、矿山等磁(cí)环境不好的地方(fāng)就自求多(duō)福吧(ba)。

配置也不是(shì)万能的

——性能也很重要

配置是很重要的,但光有华丽的配置也(yě)不是万能(néng)的,设备的性(xìng)能也很重要。

有业内人士(shì)表示(shì)仅(jǐn)以(yǐ)GPS天线为例,贵(guì)的售价(jià)可(kě)达(dá)10万人民币、便宜(yí)的只有几十块钱。功(gōng)能差(chà)不多,但(dàn)性能差距巨大。同样的无人机上使用廉价的GPS天(tiān)线与较为昂贵(guì)的航空型天线,定位精度的差距非常明(míng)显。

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