Разработка высокоточного приемника GPS. Приемник планируется для применения в системе автопилота и навигации СЛА (сверхлегкие летательные аппараты).
В настоящий момент мировая промышленность производит достаточно версий GPS приемников, но точность позиционирования равна 15 метрам. Следующий класс приемников – дециметры и миллиметры имеют запредельную стоимость, и по оценке специалистов завышены в несколько раз.
Задача: разработка приемника с точностью позиционирования - дециметры.
Функции – точное определение координат, высота, скорость СЛА., работа в составе PC.


Помимо «железа», видимо придется разрабатывать soft, этот будет вопрос следующий ...

Обращаю внимание, что мне не требуется в этом топе обсуждение и рассуждение на тему целесообразности такой разработки, мне вообще не надо мнения по этому вопросу, нужен только реальный разработчик, поэтому прошу вносить предложения только по вопросу участия в проекте.

Все предложения, в личку или на e-mail.

БПЛА может взлетать и приземляться при помощи наземной станции, проще говоря - с пульта управления, к примеру как у авиамоделистов.

Система управления БПЛА с земли будет стоить немеренных денег, (я имею ввиду, не только координация полета на протяжении всего полета, но и передача визуальных и других данных) да еще надо частотный диапазон иметь для передачи данных. Управлять БПЛА с земли не самый лучший способ. А если произойдет потеря связи, или станция управления находится в такой зоне, что не сможет принимать или передавать сигналы? Что тогда? Тогда, это просто груда аварийного железа, потеря оборудования и возможно другие проблемы, так как неизвестно, куда может аппаратик залететь при потере с ним связи.
Эйфория, просто управляемых БПЛА уже прошла, наелись потребители несовершенным девайсом, который просто улетает с концами в землю. Наш заказчик ставит задачу универсальную, не только управление с земли (взлет-посадка), но и в случае непредвиденных обстоятельств, БПЛА переходит на автоматический, управляемый режим полета, координаты, которого задаются GPS, и в этом случае так же должна быть «аварийная» - автоматическая посадка, без участия оператора. Разные случаи бывают. Я был в Самаре в июне, попал на соревнования моделистов. Произошел такой случай. Моделист управлял летающей моделью, человек в возрасте 50-55 лет. Споткнулся о камень, упал прямо на пульт управления, сломалась антенна. Как следствие модель крутилась, крутилась и завалилась, хорошо, что не в людей.

Применять разные наземные маяки – это то же не подходит. Нужна универсальная разработка, так как не каждый потребитель захочет тащить с собой еще комплект маяков и другого железа. Условия у потребителей разные, и под каждого не подстроишься.

Точность, необходима для различных условий посадки БПЛА. Не известно, какие возможности будут у потребителей, поэтому заказчик ставит задачу именно таким образом.

Забыл добавить, сегодня переубедил заказчика отказаться от дециметровой точности, и его устраивает точность 3-5 метров, но не более.

В сети нашел много продавцов, котрые продают готовые модули GPS. к примеру www.prin.ru
Вопрос: возможно ли из готовых модулей собрать приемник с точностью позиционирования 3-5 метров?

И еще вопрос. Совершенно не понятно качество определения высоты с помощью GPS. Если следовать
логике, тогда получается, что и высота дается с погрешностью +- 15 метров?

1. Гарантированно - только в дифф. режиме.
2. Так и есть. По вертикали GPS "колбасит" гораздо больше, чем по горизонту.

Можно и без привязки, с космическим сегментом. Путём "скрещивания" дешёвых инерциальной и спутниковой нав. систем.
Инерциалка на БПЛА всё равно необходима (или крайне желательна).

Можно и без привязки, с космическим сегментом. Путём "скрещивания" дешёвых инерциальной и спутниковой нав. систем.
Инерциалка на БПЛА всё равно необходима (или крайне желательна).
[/quote]


Вот, наверно это самое подходящее решение, если возможно более подробно о скрещивании.

А мы не забыли о том, что при возникновении необходимости какой-нибудь заокеанский дядя
повернет рубильник, и не будет у нас не то что какой либо точности определения координат, а самого
факта определения этих самых координат?
С привязкой к GPS мы имеем неавтономную систему со всеми вытекающими ограничениями.
Это Вам не привязка к положению астрономических объектов, с которыми никто ничего сделать не может.

Но самое главное: несоизмеримый масштаб затрат.
Уважаемые коллеги (Vadim_spb, Stanislav) в своих сообщениях уже говорили об этом, не буду повторяться.

Сверхлегкий БПЛА , исходя из его функционального назначения и условий эксплуатации, должен быть дешевым.
Вспомним разработку 50...60 годов - метеорологический радиозонд (воздушный шар с передатчиком).
Для него (с целью удешевления!) был даже специально разработан и выпускался генераторный триод с низким анодным напряжением и дешевая анодно-накальная батарея.

Сверхлегкий БПЛА - это тот-же радиозонд 21 века.

Мне прекрасно известен перечень задач, решаемый сверхлегким БПЛА. В свое время приходилось разрабатывать для него специализированный канал связи. Основное требование Заказчика- габариты, минимум энергопотребления, дешевизна и помехозащищенность от известного рода помех.

При всем глубоком уважении к задаче точного определения координат, для сверхлегкого БПЛА - это далеко не главная задача.





Система управления БПЛА с земли - это само по себе, система точного определения координат БПЛА - это само по себе. Для тех, кто знает, сколько и за что платит наш уважаемый Заказчик - затраты на разработку этих самостоятельных, но совместно работающих систем можно оценить на уровне как "заметно ниже среднеобщепринятых".






Вот и я об этом. Понимаю тонкости процесса переговоров с Заказчиком. Но здесь я и мои уважаемые коллеги говорим о технической стороне вопроса прежде всего, которая тесно переплетается с экономической стороной и элементарным здравым смыслом.




Опять прошу прощения,НО:
-Если посадка осуществляется на заранее обустроенной позиции, пусть даже при нулевой видимости, при чем здесь точное определение координат? Если позволяют метеоусловия, организация автоматической посадки без повреждений при этом несложный и дешевый вопрос. Добраться лишь бы до этого места... Если не позволяют метеоусловия.....будет жалко дорогой и точный определитель координат.

Если посадка осуществляется на непредусмотренную позицию, то тогда знание точных координат уж точно не поможет..
Или я чего-либо не понимаю....?



Габариты бортовой(!) части измерителя координат с этой точностью 60*48*4(миллиметров). Ток потребления-около миллиампера. Стоимость всей покупной комплектации в пределах 100$.

Это - исходя из работы БПЛА в автономной системе управления!!!





Проходит эйфория доступности GPS.

Точность автоматического позиционирования при заходе на посадку в большой авиации (курсо-глисадные приводы) обеспечивают не лучше, чем +/- 7-10 метров ко курсу, и +/- 50-100 метров по глисаде (имею в виду горизонтальную, а не вертикальную точность). О ближних, и тем более дальних приводных маяках и говорить не хочется - там вообще +/- лапоть.
Зачем СЛАшке пространственная ориентация +/-3 метра???

Касаемо GPS - система изначально военная, кодированная, с несколькими уровнями точности. Примерно так: +/- 50 метров - открыта для всех, +/- 20 метров - для некоторых, +/- 10 метров - для особо приближенных, +/- 1-2 метра - ДСП, все, что менее метра - сов.секретно, и для того, чтобы реализовать такой потенциал позиционирования, нужно или в Белый дом, или в Лэнгли дверь открывать пинком ботинка. ИМХО.

Вот, вот... для посадки в автоматическом режиме...

Более того, высота эта условно говоря "среднебарометрическая", над уровнем некого мифического моря.....
А нам нужна (не только для посадки), высота "геометрическая".
Если какой-нибудь хорек сделал небольшую кучку на ВПП, мы её должны увидеть.... Иначе при посадке будут неприятности....
Следовательно (пытаюсь сделать общий вывод по плодотворному обсуждению сегодняшнего дня):
Измеритель координат для сверхлегкого БПЛА - это специализированное устройство. Оно отличается простотой, дешевизной, малым энергопотреблением, малыми габаритами и весом. Одновременно это устройство выполняет функции радиовысотомера и широкополосного (СВЧ) канала передачи информации. Точность определения координат - дециметры. Точность определения высоты -менее дециметра. Полоса пропускания канала связи - не менее 100 Мгц.




!!!!!!

А об одних и тех же вещах мы говорим?

Могу книгой поделиться:
"Global Positioning Systems, Inertial Navigation, and Integration" (Grewal,Weill,Andrews-2001)
Скажите, куда залить только (4 метра).
Там много всего, в двух словах не скажешь.

Возможно.
По крайней мере, автоматическую стабилизацию полёта БПЛА без инерциалки сделать трудно.
PS. А каково минимальное гарантированное расстояние, на котором может работать упомянутая Вами система определения координат, например, в чистом поле?

[quote name='Mirabella' post='137288' date='Jul 24 2006, 19:32']
[quote name='RuSystems' post='137240' date='Jul 24 2006, 17:39']
тогда получается, что и высота дается с погрешностью +- 15 метров?
[/quote]

Вот, вот... для посадки в автоматическом режиме...

Более того, высота эта условно говоря "среднебарометрическая", над уровнем некого мифического моря.....
А нам нужна (не только для посадки), высота "геометрическая".
Если какой-нибудь хорек сделал небольшую кучку на ВПП, мы её должны увидеть.... Иначе при посадке будут неприятности....
Следовательно (пытаюсь сделать общий вывод по плодотворному обсуждению сегодняшнего дня):
Измеритель координат для сверхлегкого БПЛА - это специализированное устройство. Оно отличается простотой, дешевизной, малым энергопотреблением, малыми габаритами и весом. Одновременно это устройство выполняет функции радиовысотомера и широкополосного (СВЧ) канала передачи информации. Точность определения координат - дециметры. Точность определения высоты -менее дециметра. Полоса пропускания канала связи - не менее 100 Мгц.

Определить высоту, это не проблема, будет установлено дополнительное оборудование - лазерный высотомер, как например ДЛ1 http://www.skat-r.ru/Development.htm
Программно это вообще просто решается, допустим на определенной заданной высоте дается команда - не примать данные от GPS по высоте, а принимать только от ДЛ1, и все, БПЛА будет идти в точно выверенной траектории снижения, с учетом и дерьма от хорька и стороений и деревьев и прочей торчащей ерунды на пути движения

Сообщение отредактировал RuSystems - Jul 24 2006, 18:00

Конечно, это даже не обсуждается. Без датчиков угловых и линейных перемещений далеко не улетишь. Стабилизация углов ориентации БПЛА в полете - здесь полная ясность, как это работает и контролируется. Насчет контроля высоты, я уже ответил чуть выше, остается только определиться с горизонтальным полетом.

На другом форуме прочитал следующее:
Автор Nostrom.
Наш директор увлекается парапланеризмом. В июне, он принес в контору три приемника GPS, которые используют спортсмены для навигации в полете. Все приемники разных производителей. При включении, все приемники показывали разные координаты. Мы нанесли их на карту, и получилось, что если взять среднее значение, то точность позиционирования получалась 5 метров. Для подтверждения «эксперимента» мы сделали более 50 измерений в разных условиях, в городе и области, среднее оказалось таким же, не более 5 метров. Это как один из вариантов, определения точности позиционирования, наиболее простой и дешевый, особенно если Вам уже не надо дециметровую точность.

Может действительно это решение вопроса?

Если у Вас на борту есть все, что Вы перечислили выше, т.е.

-инерциалка, содержащая гироскопы и акселерометры;

-лазерный высотомер;

то приемник GPS с горизонтальной точностью в пять метров решает все ваши проблемы.

А именно - по инерциалке, позиционный канал которой корректируется от GPS выводите Ваш аппарат в заданный район с точностью до пяти метров. Для автоматической посадки все равно нужна подготовленная площадка. В крайнем случае эту площадку можно поискать в том районе, в который выведен аппарат - если Вы заложили радиоканал с полосой 100МГц - там наверняка будет видео в реальном времени.


Но здесь есть серьезная проблема - угловой канал инерциалки от приемника с одной антенной откоректировать не получится. Поэтому кроме GPS желательно предусмотреть какой-нить маятниковый датчик вертикали (или его аналог). Иначе сначала разойдется канал ориентации, что потянет за собой расходимость канала положения. И никакие GPS в этом случае уже не спасут.

[quote name='NickNich' date='Jul 24 2006, 22:58' post='137359']
Если у Вас на борту есть все, что Вы перечислили выше, т.е.

-инерциалка, содержащая гироскопы и акселерометры;

-лазерный высотомер;

то приемник GPS с горизонтальной точностью в пять метров решает все ваши проблемы.

Вы наверно, что то неправильно поняли. У меня нет такого приемника, я с этой проблемой я и пришел на форум. Если будет такой приемник, все остальное решаемо.

Сообщение отредактировал RuSystems - Jul 24 2006, 19:25

Вот один из вариантов комплексного решения подобной задачи: http://www.teknol.ru/products/aviation/uav/

Говорили мы все-же о разных вещах.
Я имела ввиду сверхлегкие БПЛА.
Как мне кажется, есть ЛА (МиГ, СУ...), есть сверхлегкие ЛА(дельтоплан, метла), есть БПЛА ("Пчела" и т.п.)(некоторые БПЛА иногда называют МБР ) а есть сверхлегкие БПЛА.
Я не авиационный специалист, эту классификацию придумала сама.
Так вот, из бесед с Заказчиком я поняла, что на сверхлегких БПЛА нет места ни для чего. Ни для двигателя, ни для движителя, ни для топлива, ни для какого-либо "лазерного дальномера".
В качестве большого одолжения они могут выделить на размещение РЭА несколько кубических сантиметров.
А если на аппарате нашлось место для гироскопов, лазерных дальномеров и т.п., то это действительно
БПЛА. Здесь задачи другого уровня. Многие из них решаются, как выражается современная молодежь, как два пальца об асфальт.(Никак не могу понять, при чем здесь асфальт....? ).

Извините, не поняла.

Вполне возможно.
В обсуждении уже привели пример построения системы управления БПЛА с коррекцией от GPS. Тамошний чипсет обеспечивает точнгсть 10-15 метров в автономном режиме

Если все будете самостоятельно делать приемник, не учитывающий дифф. попправки, то получите примерно такую же точность. Например:
http://www.spirit.ru/gps.html

оно же с фотографией
http://www.spirit.rasu.ru/ecatalog.php?id=...502&irazd=1