DJI Drones :Vous avez besoin de ce nombre de satellites GPS pour voler

Depuis l'avènement de la technologie des drones dans le monde, elle a fonctionné en conjonction avec une autre prouesse technologique majeure de l'homme. C'est le système de positionnement global ou GPS en abrégé. Le GPS est ce qui a pris ce quadcoptère jouet facilement crashable et en a fait un kit viable.

Nous ne serions nulle part sans ce qui fait le GPS, enfin le GPS et ce sont les satellites. S'il n'y avait pas ce réseau d'objets en orbite autour de notre globe, le GPS ne serait pas possible et, en tant que tel, un vol stationnaire stabilisé ne serait pas possible, ni la fonction de retour à la maison.

Le satellite moyen étant à environ 1200 milles de la surface de la Terre, certains sont un peu plus proches et d'autres plus éloignés. Il y en a près de 5 000 actuellement en orbite, et il existe aujourd'hui de multiples réseaux disponibles pour le positionnement, tels que GLONASS ou Global Navigation Satellite System ou BeiDou, le système de positionnement chinois.

En raison de la distance et de l'emplacement de l'orbite des satellites, plusieurs sont nécessaires pour trianguler une position.

Pour trouver simplement votre position, vous avez besoin d'un minimum de quatre satellites, mais En moyenne, vous avez besoin d'environ 7 à 12 satellites pour une connexion solide et stable à un drone. Selon le drone que vous pilotez, vous avez également besoin de 7 à 12 pour que le Home Point enregistre avec précision.

Supposons que vous parcouriez un sentier et que vous vouliez connaître votre emplacement. Le simple fait d'acquérir quatre satellites, dans ce cas, vous donnerait une bonne idée de votre position.

Nos téléphones portables sont un excellent exemple d'appareil que nous transportons tous les jours et qui utilise le GPS pour toujours connaître l'emplacement du téléphone. Ne vous inquiétez pas, il y a plein de papier d'aluminium pour faire des chapeaux.

Les drones, bien que similaires, se déplacent à des vitesses plus élevées et peuvent changer d'altitude, ce qui rend un peu plus difficile la connaissance d'une position à partir de seulement 4 satellites. Et puis pour avoir le positionnement très précis pour maintenir un vol stationnaire, eh bien 7 à 12 semble à peu près correct.

Combien de satellites voler ?

Cela soulève la question, sur ces près de 5 000 satellites, de combien ai-je besoin pour piloter mon drone et pourquoi tant ?

L'une des fonctionnalités les meilleures et les plus avantageuses intégrées à tous les drones DJI est la fonction de retour à la maison. Cette fonction ramènera l'engin à sa zone d'atterrissage si la connexion est perdue avec le contrôleur ou pour une autre raison pour laquelle vous avez configuré le drone.

Le GPS fournit également l'emplacement en temps réel de l'engin et du contrôleur. Sans ces sortes d'aides au vol, piloter un drone serait très différent. Un peu comme allumer une ampoule avec une batterie Bagdad.

Il est donc important d'enregistrer votre Homepoint avant le décollage. Pour que le Home Point soit enregistré, vous aurez besoin d'un nombre minimum de satellites pour chacun de ces drones DJI :

Raisons importantes pour avoir un GPS

Les drones DJI d'aujourd'hui sont connus pour leur qualité et leurs capacités de vol. D'une pléthore de modes de vol intelligents au simple maintien d'une position stable, c'est le GPS qui rend tout cela possible.

C'est ce qui maintient ce Mavic 2 Pro dans cette position stable afin que vous puissiez obtenir la photo parfaite. Sans l'unité GPS, vous ne connaîtriez pas l'emplacement du drone sur une carte, par rapport à votre propre position.

Sans GPS, il n'y aurait pas de cartographie orthomosiac et ce fantastique Phantom 4 Pro aura beaucoup moins de travail à effectuer.

Les drones ne seraient pas devenus une nouvelle industrie comme c'est le cas sans le GPS. Oh non, nous aurions toujours les doigts collants en construisant des modèles en bois de baume et en les regardant s'écraser à plusieurs reprises en essayant de les faire voler.

Un drone peut-il voler sans GPS ? Bien sûr. Mais où est le plaisir de combattre le vol? Si je devais choisir, je garderais le GPS.

Contexte du GPS

Tout comme notre industrie, le GPS a eu des effets mondiaux sur presque tous les aspects de nos vies. Après tout, avez-vous vu le dernier? Il y a une entreprise qui propose maintenant de la publicité par drone, comme des panneaux d'affichage volants. Le drone est programmé pour maintenir un vol et une position dans une zone DroneZone lors d'événements et autres, en gardant les participants à l'événement et les drones confortablement les uns des autres.

Cela montre simplement qu'il y a tellement d'utilisations nouvelles et créatives pour les drones auxquelles nous n'avons même pas encore pensé. Sans GPS, ce type de vol n'aurait jamais pu avoir lieu. Bien sûr, l'autre côté de l'accessoire est, qui a besoin de publicités qui circulent ? Ai-je raison ? !

Le GPS a vu le jour lorsque le ministère de la Défense recherchait un système de navigation par satellite robuste et fiable dans les années 1970. Ils ont d'abord mis une première version en ligne en 1978. Ce système était connu sous le nom de NAVSTAR ou système de navigation avec chronométrage et télémétrie, mais il n'était pas disponible pour un usage civil.

Le système que nous connaissons aujourd'hui sous le nom de GPS est disponible et utilisé par de nombreuses entités. Toujours avec une forte expérience autour des systèmes militaires, il est également utilisé pour des besoins civils, commerciaux et scientifiques. Le système GPS d'aujourd'hui utilise 24 satellites et a été mis en ligne en 1993.

Le système GPS actuel offre deux niveaux de service. Celui que nous utilisons et que nous connaissons le mieux est le service de positionnement standard ou SPS en abrégé. Ce système SPS est disponible en continu dans le monde entier et est gratuit pour les utilisateurs finaux.

L'autre côté du système GPS actuel, connu sous le nom de système de positionnement précis ou PPS, est limité à l'usage gouvernemental. Le GPS appartient aux États-Unis et est exploité par l'US Air Force.

GLONASS

Semblables aux raisons pour lesquelles les États-Unis ont créé un tel système, d'autres pays ont fait de même. La Russie a son propre système appelé GLONASS ou Global Navigation Satellite System.

Tout comme le système GPS américain, le GLONASS suit une chronologie de création et de raisonnement similaire, avec sa création en tant que système militaire qui a finalement été mis à la disposition du grand public.

De plus, comme le système GPS, le système GLONASS est disponible pour tout le monde dans le monde sans frais pour l'utilisateur final. GLONASS, comme le GPS, utilise un système de 24 satellites.

Système de navigation par satellite BeiDou

Un troisième système exploité par le gouvernement chinois est le système de navigation par satellite BeiDou, BDS pour la version courte. Ce système est devenu opérationnel à l'échelle mondiale en 2018 et dispose d'un réseau plus large avec 35 satellites au total dans sa configuration sur les 24 trouvés dans les autres systèmes.

Avec les satellites supplémentaires, on s'attend à ce que le système BDS soit capable d'une précision millimétrique.

Vous pouvez trouver d'autres systèmes de positionnement global, tels que le système de positionnement Galileo. Cependant, DJI utilise ces trois systèmes pour leurs systèmes de positionnement, le système BeiDou étant trouvé sur le nouveau Mavic 3 pour la première fois.

Alors, comment ça marche ?

Dans votre DJI Drone ainsi que le contrôleur se trouve une unité GPS, un émetteur. Cet appareil envoie constamment un signal. Les satellites à portée de ce signal répondront. C'est là que ça peut devenir très compliqué très rapidement.

Vous pouvez recevoir un signal d'un satellite qui sort juste de sa portée ou qui dépasse l'horizon. Après tout, le satellite typique roule à 17 000 mph (27 400 km/h) à une altitude de 150 miles (242 km).

Pour qu'une position soit connue, un minimum de 4 signaux satellites doivent être acquis, en raison du positionnement de ces satellites et de leur mouvement, ainsi que de l'engin. Mais vous n'obtiendrez peut-être pas un bon positionnement précis uniquement avec le 4 ou même le 6.

L'utilisation de plus de satellites pour augmenter cette précision et confirmer les ensembles de données fournit ce vol stationnaire stable que nous tenons pour acquis.

DJI aime la redondance et intègre de nombreuses fonctions de sécurité. Dans ce cas, ils ont programmé le drone pour acquérir non seulement la lecture de base pour une position, mais une lecture de secours qui vérifie la première, et dans certains cas même une troisième.

C'est pour cette raison que la plupart des drones DJI nécessiteront un nombre minimum de satellites compris entre 6 et 12 . Avec ce nombre de satellites fournissant des données de localisation, l'avion est en mesure d'avoir des données de localisation précises.

Problèmes avec le GPS

Dilution de Précision (précision de position)

Lors de l'utilisation du positionnement GPS, il existe quelques problèmes connus. L'un d'eux est la dilution de la précision, DOP en abrégé. Le DOP est la mesure de la précision de la position des quatre satellites par rapport au récepteur.

Il existe une échelle de valeur pour le DOP et votre drone DJI aura des algorithmes programmés qui le calculeront pour vous. C'est en raison de ce problème que DJI a pris la précaution d'exiger plus que les quatre satellites minimaux nécessaires, car plus vous avez de connexions, plus vos données de positionnement peuvent être précises.

Le tableau ci-dessous couvre les valeurs DOP allant de 1 à 20.

Le DOP peut être mesuré de plusieurs façons. Il y a Horizontal, Vertical, Position 3D, Dilution temporelle et Géométrique. Lorsqu'il s'agit de mesurer le DOP, tout est une question de géométrie. Pour nous, utilisateurs de drones, heureusement, l'engin fait tout ce calcul. Pouvez-vous imaginer?

Qu'est-ce que tout cela signifie alors? Cela signifie que même si nous pouvons avoir un nombre élevé de satellites dans le nombre de satellites, nous n'avons peut-être pas une puissance de signal aussi bonne en fonction de la façon dont ces satellites sont regroupés.

En effet, les satellites plus éloignés fourniront de meilleures données de positionnement que les satellites proches les uns des autres. Triangulation, tu te souviens ?

Indice Kp (Effets de l'activité solaire)

Un autre problème connu qui peut survenir avec le positionnement GPS est ce que l'on appelle l'indice K et son extension l'indice K planétaire. Ce système d'indexation est utilisé pour évaluer les effets de l'activité solaire, connus de la plupart sous le simple nom d'indice Kp.

Cet indice est la mesure des interférences magnétiques dans le champ magnétique terrestre. Le champ magnétique terrestre peut introduire des erreurs dans le positionnement GPS de votre drone et, à ce titre, les événements qui affectent ce champ affecteront également ce positionnement.

Étant donné que vous utilisez des satellites situés dans l'espace, les événements liés à l'espace tels que les tempêtes solaires ou d'autres événements affectant le champ magnétique doivent être pris en compte.

Vous avez peut-être remarqué cet indice si vous utilisez des applications météo telles que UAV Forecast. En règle générale, il est acceptable de voler si l'indice est inférieur à 5, donc tout Kp entre 1 et 4 est un feu vert pour voler. L'indice monte à 9, 5 et plus pouvant affecter si vous êtes en mesure d'acquérir des satellites et si ces satellites sont capables de fournir un bon positionnement.

Positionnement satellite (par rapport à vous)

Comme nous l'avons vu ci-dessus, la position du satellite est tout aussi importante pour avoir un bon signal qu'avoir un nombre élevé de satellites, car un nombre élevé de satellites fournira toujours un signal faible s'ils sont regroupés.

L'acquisition d'une bonne couverture satellite peut également être affectée par le terrain de la région dans laquelle vous volez. Si vous vous trouvez dans une vallée profonde avec des parois rocheuses autour de vous, les satellites pourraient avoir du mal à vous trouver.

Votre position sur ce rocher qui orbite autour de la boule de feu dans le ciel est également quelque chose qui peut affecter votre GPS. Étant donné que la plupart des satellites orbitent près de l'équateur, si vous êtes dans un endroit à haute latitude comme l'Alaska ou le nord du Canada, vous pouvez voir plus de jours où l'indice Kp est plus élevé.

Dans des zones comme celle-ci, vous pouvez voir un phénomène unique également connu sous le nom d'aurores boréales ou d'aurores boréales. Si vous vous trouvez en Australie, vous pourriez trouver un événement similaire connu sous le nom d'Aurora Australis.

Ces deux phénomènes sont observés lorsque la terre subit des niveaux élevés de rayonnement solaire ou de tempêtes solaires. Pendant ces périodes, il est très possible de subir de fortes interférences électromagnétiques. À leur tour, ces interférences peuvent avoir un effet sur votre GPS.

Que se passe-t-il si vous perdez le GPS ?

Il est toujours possible que votre signal GPS vous tombe dessus pendant le vol. Cela peut être une chose momentanée ou cela peut durer plus longtemps. Cet événement peut vous obliger à voler en mode ATTI (Attitude) ou à amener l'engin et à l'atterrir.

En tant que sécurité intégrée, tous les drones DJI sont programmés pour passer en mode ATTI en cas de perte du signal GPS. La vue de l'application affichera des avertissements de la nature, "Forte interférence magnétique Calibrer la boussole", "Perte GPS, passage en mode Atti".

Dans la plupart des cas, il s'agit d'une perte momentanée et avant même que vous ne puissiez réagir, le GPS est revenu. Dans certains cas, vous pouvez être à proximité d'une zone qui affecte votre signal, comme des lignes électriques à haute tension, des sous-stations, dans une vallée profonde et étroite, etc.

Ainsi, la source de l'interférence est souvent une source au sol. Comme nous l'avons vu, il existe également des sources d'interférences basées dans l'espace.

Quelle que soit la cause de la perte de signal, sachez simplement que le vaisseau passera en mode Atti. Dans ce mode, l'engin maintiendra son altitude de consigne et volera normalement. Cependant, sans le GPS, l'engin sera soumis aux vents qui peuvent être dans la zone et vous devrez tenir compte de cette dérive en vol.

Les drones volants ne seraient tout simplement pas les mêmes sans nos amis en orbite là-haut pour s'assurer que nous savons où nous sommes. Le GPS est partout autour de nous aujourd'hui, mais cela n'a pas toujours été le cas. Avant le GPS, nous tracerions un parcours sur une carte et nous nous fierions aux relèvements au compas.

Parmi tous les nombreux changements dans ce monde moderne, le GPS a eu un effet profond sur la façon dont nous voyageons et nous déplaçons, que ce soit par voie aérienne, terrestre ou maritime. Pour nous, pilotes de drones, nous ne pourrions tout simplement pas faire les choses incroyables que nous faisons sans lui.

Volez en sécurité, volez toujours, volez toujours en toute sécurité !