En mi aplicación, necesito encontrar la verdadera dirección del norte, para fines de referencia. Estoy teniendo un drone habilitado para GPS. Busqué en Internet y descubrí que al moverse en la dirección del norte manteniendo su Longitud constante, el camino seguido será la dirección del norte verdadero. Sin embargo, no sé qué tan preciso es este método.
¿Alguien puede explicar la mejor manera de encontrar la verdadera dirección norte en un Drone / UAV?
La precisión al seguir líneas de longitud a través de GPS es bastante fácil de calcular. Es solo una cuestión de cuánto error cruzado tiene en relación con la duración de su línea de base (la distancia que vuela a lo largo de la línea de longitud).
Específicamente, suponga que tiene un receptor GPS con un error RMS de 5 m. Esto está en la dirección cualquier , por lo que afecta tanto el error de seguimiento cruzado como la longitud de su línea de base. Si vuelas 100 m hacia el norte a lo largo de una línea de longitud según lo informado por el GPS, tendrás un error de seguimiento de hasta 5 m × √2 = 7 m. (El √2 se aplica porque también tiene un error en su posición de inicio y un error en su posición final. Se supone que son independientes.) También habrá un error de longitud de hasta 7 m, pero podemos ignorarlo. ya que su efecto en la respuesta final es mucho menor.
Por lo tanto, el error general en su dirección es de hasta 7 m para los 100 m que viajó, por lo que el error en su concepto de norte es \ $ \ sin ^ {- 1} \ frac {7} {100} \ $ , o aproximadamente 0.07 radianes = 4.2 ° RMS.
Dado que el error de seguimiento cruzado permanece constante independientemente de la distancia recorrida, si duplica la longitud de la línea de base, el error en el ángulo se reducirá a la mitad, y así sucesivamente. Si vuelas 500 m al norte, tu error será menor que ± 1 °.
Si utiliza un receptor GPS RTK , el error de medición se reducirá en aproximadamente dos órdenes de magnitud - centímetros en lugar de metros. Esto le permitiría lograr una precisión mucho mayor para una distancia de línea de base determinada o utilizar una línea de base más corta para un nivel de precisión determinado.
Si su dron / UAV es lo suficientemente grande, puede montar dos receptores en él y usar una técnica conocida como "interferometría de línea de base corta" para obtener una medición precisa del rumbo directamente sin ningún movimiento. Los receptores deben ser capaces de proporcionarle mediciones de fase de portadora, y sus antenas deben estar separadas por un orden de 24 ". Uno de mis clientes de consultoría ha realizado un trabajo pionero en esta área.
Si no tiene metal cerca del zángano al calibrar una brújula magnética, debería ser bueno para viajes locales.
Si usa un acelerómetro, la aceleración de la estabilidad y la retroalimentación de la velocidad son buenas en 3 ejes, pero la desviación de la posición puede ocurrir, así como la dirección durante el vuelo, ya que integra la aceleración dos veces.
Un giro de MEMs ofrece la mejor precisión de dirección cuando se calibra cada día de uso. La retroalimentación de la posición del GPS podría ser posible para corregir los errores de deriva del giroscopio durante la recolección de datos después del viaje con una CPU y firmware adecuados.
Debido a que las líneas del campo magnético se desplazan lentamente cada año y más, más cerca del ecuador, su precisión aumenta con la latitud, alejándose del ecuador pero no lineal.
North Star y las tablas de calibración es lo que utiliza Surveyor para calibrar sus equipos cuando era estudiante asistente.
Los pilotos usan IFR (radio) e IFR con un mapa (sigo los ferrocarriles)
La recepción GNSS de una sola antena no se puede utilizar para el control de posición. Le indica su posición en el espacio y el tiempo, pero nada acerca de su orientación. Los receptores GNSS multicanal con más de una antena se utilizan para el control de actitud en aviónica y con armas guiadas. No tengo conocimiento de ningún sistema de múltiples antenas de grado de consumo en el mercado.
Sin embargo, puede verificar la orientación de una distancia recorrida, como explicó David en su respuesta. Una dirección actual también puede estar disponible en la salida de NMEA , si el receptor está en movimiento. Estos datos generalmente serán menos precisos que una medición de línea de base larga.
Si desea controlar la dirección de su vuelo, la respuesta del GNSS será demasiado lenta. Sugeriría utilizar un IMU barato y calibrarlo a partir de los datos de GNSS.
BTW: Es posible que desee familiarizarse con el concepto de referencia geodésica si es precisa (en latitudes altas) importa No todo el mundo está de acuerdo en lo que realmente es el norte. WGS84 es el marco de referencia más común.