RC.ПЕРМЬ.РУ > Клуб FPV

Высокоточное позиционирование на коленке

(1/5) > >>

Ilya:
Мы тут небольшой, не побоюсь этого слова, научной, группой исследуем как из палок и прочих недорогих материалов сделать высокточные GNSS измерения. Уже не первый год. Прогресс есть, но но полного успеха еще далеко, вопросов, как обычно, возникает все больше и больше с каждым шагов в глубины науки и техники.

Короче, пора выходить из глубин секретных лаборатории для приобщения широкой общественности, ну и помощь зала обязательно понадобиться.


Для чего нужно высокоточное позиционирование?
1. и самое главное, для получения точных координат центров фотографирования. Если известны точные координаты снимков, то цифровая модель местности / ортофотоплан, "склеенный" из них получается гораздо точнее, не +-3 метра в плане, как при использовании GPS приемника за 15 баксов, а до +- 10 см (в теории). На самом деле проверившие это врут, но до +- полуметра в плане получить должно быть реально.

2. Чтобы проводить наземные измерения для геодезии унд картографии. Традиционная задача создания цифровой модели местности предполагает расстановку мишеней-меток, благодаря которым цифровая модель "натягивается" на заранее измеренные метки, и уточняется до показателей в 10-20 см в плане, и менее полуметра по высоте. И это, замечу, без всяких высоктоточных GPS на борту. Если работы можно сделать ища на стороне специализированные приборы за много млн. рэ, то почему бы не обойтись самосборными устройствами?

3. Ну и в принципе технология высокоточного позиционирования весьма интересно, и понять ее принципы лучше всего собрав систему из недорогих модулей, и стандартных 3dr модемов.


Приступим к изучению теории.
1. Каждый GPS модуль получает данные со спутников в "сыром" виде и, обработав, выдает через uart порт в формате NMEA / UBX, далее сие идет в полетный контроллер.

2. Если заставить GPS модуль выдавать сырые данные, то с помощью внешней программы обработки можно уточнить полученные данные.

3. Технология высокоточного позиционирования предполагает уточнение полученных сигналов путем вычислений данных с двух приемников, один - база, он неподвижен, второй может двигаться (ровер). Ровер может работать в кинематический режиме измерений, или проводить измерения в статическом режиме.

4. Уточнять данные можно с помощью постобработки записанных данных базы и ровера. Записали поток данных с двух GPS, в нашем случае это ublox 6/7/8 с выдачей сырых данных, обработали, в нашем случае это RTKLib, и в результате получили уточненный маршрут движения ровера.

Добавлю, что именно в таком режиме работают высокоточные бортовые GPS у "серьезных" дронов. Про минимум двух производителей знаю, что ставят GNSS модуль от Javad, кто-то ставит модули Trimble. Цена вопроса от 200 т.р. (для одночастного модуля), до 1млн+ за многочастотный.

5. Самое интересное, что можно получить за недорого - RTK режим уточнения координат. Это когда есть постоянная связь между базой и ровером через модем, сам модуль, или внешний компьютер, уточняет координаты и на выходе в стандартном  NMEA (может быть и UBX) протоколе выдает уже точные координаты.

Для этого GNSS модуль должен поддерживать режим RTK, должен быть UART модем с устойчивой связью ровер-база, и расстояние до ровера не должно быть сильно большим (в общем случае до 5 км, больше можно но так гарантировано). Про устойчивую и непрерывную связь со спутниками и не говорю.

Профессионально-геодезические GNSS приборы не рассматриваю, речь не про них. Недорогие
Возможно и простые ублоксы поддерживают сие, однако проверил Neo 6M, M8N, M8T, но так и не получил режим RTK через u-center.


Про теорию пока все, в следующем посте расскажу про практику. Ссылки для изучения, чтобы не забыть.

RTKLib – Сантиметровая точность GPS/ГЛОНАСС в пост-обработке
https://habrahabr.ru/post/244475/

Тема на rcgroups про NEO-M8P, который штатно поддерживает RKT
https://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2604919&page=2
Внутри - полезные и интересные ссылки.

C94-M8P Application Board Setup Guide или как настроить RKT на M8P
https://www.u-blox.com/sites/default/files/C94-M8P-Appboard-Setup_Presentation_%28UBX-16009772%29.pdf

RTKLib, свободное ПО для высокоточного позиционирования и не только. Как почти у любого свободного ПО нормальной документации нет, лучше смотрите примеры использования выше
http://www.rtklib.com/

Ilya:

--- Цитата: emax от 11 Ноября 2016, 22:25:01 ---

Все мы знаем, что обычный GPS модуль, даже если "прибит" к Земле выдает координаты, которые "скачут" вокруг реальной точки.
Чем это вызвано?

 Сразу приходит на ум, что в данные вносится случайная ошибка для уменьшения точности.Еще есть мысль, что точность ограничивается производительностью внутреннего процессора модуля и третье - несовершенство измерения времени, то есть ограничение датчиков(железа).


--- Конец цитаты ---


Основная причина, при прочих равных - неизбежные помехи, задержки и неточности от прохождения сигнала через атмосферу (ионосферу в первую очередь).

Как бороться, описано выше, в первую очередь с помощью технологий уточнения данных спутникового позиционирования. Или постобработкой накопленных измерений, или в реальном времени (RTK режим).

Практику на предмет делай раз, делай два скоро напишу. Всем участникам - приготовить Ublox 6/7/8 модули!





Ссылки по поводу Ublox 6/7/8

Как прошивать Ublox 6/7/8
https://forum.openstreetmap.org/viewtopic.php?id=9451&p=41
ЗЫ прочитал - ничего не понял, какие-то контрольные суммы.
Кто внятно напишет, как прошить ublox6, чтобы чип мог выдавать сырые данные - тот молодец. А еще если правильную прошивку подскажет - то два раза.

Аппаратные возможности чипов
http://wiki.openstreetmap.org/wiki/UbloxRAW

master.x:

--- Цитата: Ilya от 11 Ноября 2016, 22:59:29 ---Основная причина, при прочих равных - неизбежные помехи, задержки и неточности от прохождения сигнала через атмосферу (ионосферу в первую очередь).

--- Конец цитаты ---

И это в том числе, но! в GPS и Glonass есть гражданские данные и военные, не русские используют разные протоколы на одной частоте, или что то подобное что модуль обрабатывает именно гражданские данные. А наши разнесли частоты. И тот и другой способ позволяет внести заданное смещение координат для врага в то время как твои бойцы имеют точные координаты. и погрешность меньше. Случаем не так ли работает геодезическое оборудование? Но если ещё воспользоваться RTK будет совсем полный фарш. Я так думаю.
Что значит сырые данные я понял, а вот сырые гражданские или военные или уже ПО прёмника решает какие данные выдавать в NMEA это вопрос.

Ilya:
На неделе выступил на конференции ГИС Центра ПГУ как раз с выстраданным за уже года два сабжем.

Народу понравилось (халяву все любят, хы), вопросы задавали на предмет, как технически это реализовать и как оно работает, совместимо ли с базовыми станциями, раскиданными по всему краю (ответ - да, конечно). Но применять походу не будут, это тема ближе к разработчикам всевозможной робото и просто техники, им нужны недорогие решения по точному позиционированию. А ГИС специалисты и прочие геодезисты от вузов не заморачиваются, говорят - мы тут комплект ЖПС от "лейки" купили, будем осваивать сначала сами, потом и студентов учить.

Одна печаль - в процессе подготовки к докладу, хотел сам лично сделать скриншоты точной работы позиционирования, и кривые руки сделали из единственного работавшего в сыром режиме Ublox Neo M8T обычный кирпич - а не надо было прошивку на него от Neo M8P заливать. Жалко, но наука требует жертв..

А для желающих разложить по-полочкам как оно работает (Рустам!), выкладываю презентацию выступления, там все наглядно и с картинками. Смотрите, изучайте, пробуйте, вдруг на ваших ублохах будет работать?
 
https://yadi.sk/i/0E562tDEyvReX

master.x:

--- Цитата: Ilya от 18 Ноября 2016, 21:57:52 ---

А для желающих разложить по-полочкам как оно работает (Рустам!), выкладываю презентацию выступления, там все наглядно и с картинками. Смотрите, изучайте, пробуйте, вдруг на ваших ублохах будет работать?

--- Конец цитаты ---
Принято. Работа на L1 почитал это гражданские данные. Так то конечно зверь идея. Дёшево получить решение за 700 т.р. если до этого руки дойдут то буду работать с ML8088s.

Навигация

[0] Главная страница сообщений

[#] Следующая страница