Gps untuk uav

Jenis GPS untuk UAV

GPS untuk UAV dapat melacak lokasi kendaraan udara tak berawak secara real-time untuk meningkatkan keamanan dan efisiensi selama penerbangan. Berbagai sistem GPS tersedia untuk UAV, masing-masing dengan karakteristik yang unik.

• DGPS (Sistem Posisi Global Diferensial)

  DGPS UAV menggunakan stasiun referensi darat yang mengirimkan sinyal koreksi ke satelit GPS. Stasiun referensi memperhitungkan kesalahan yang disebabkan oleh faktor-faktor seperti kondisi atmosfer, efek multipath, dan ketidaksesuaian jam satelit. Sinyal koreksi ini disiarkan pada frekuensi radio, yang dapat ditangkap oleh penerima DGPS dan digunakan untuk meningkatkan keakuratan posisi. Sistem ini dapat mengurangi keakuratan posisi GPS hingga dalam satu hingga tiga meter, sehingga meningkatkan presisi navigasi UAV.

• SBAS GPS (Sistem Augmentasi Berbasis Satelit)

  Sistem SBAS GPS memiliki jaringan satelit geostasioner yang menerima data dari jaringan referensi stasiun pemantauan darat. Satelit akan meningkatkan sinyal GPS di area cakupannya dengan memberikan data koreksi untuk sistem navigasi satelit. Sinyal akan memiliki akurasi sekitar tujuh meter. Contoh sistem SBAS adalah WAAS (Sistem Augmentasi Area Luas) yang digunakan di Amerika Utara dan EGNOS (Sistem Overlay Navigasi Geostasioner Eropa).

• RTK GPS (Kinematika Real-Time)

  Sistem RTK GPS dapat memberikan akurasi tingkat sentimeter untuk lokasi UAV. Sistem ini memiliki stasiun dasar dengan lokasi yang diketahui yang memproses data satelit GPS untuk menghitung kesalahan. Rover RTK menerima kedua sinyal satelit GPS dan sinyal koreksi dari stasiun dasar melalui radio atau jaringan seluler.

  Di luar sinyal GPS, RTK GPS menggunakan sinyal frekuensi tinggi dari penerima GNSS (Sistem Navigasi Satelit Global), seperti GLONASS, Galileo, atau BeiDou. Sinyal GNSS membantu meningkatkan keakuratan posisi, terutama di lingkungan yang menantang seperti ngarai perkotaan atau area berhutan lebat. Selain itu, sistem RTK menggunakan metode sinkronisasi waktu untuk memberikan cap waktu yang akurat untuk data posisi, yang penting untuk beberapa aplikasi UAV.

• Posisi Titik Presisi (PPP) PS:

  GPS yang mendukung PPP menerima data koreksi dari konstelasi satelit yang mencakup sistem Galileo, GPS, GLONASS, atau BeiDou. Sistem ini dapat menentukan lokasi UAV dengan akurasi sekitar 10 cm. Koreksi ditransmisikan oleh konstelasi satelit menggunakan koreksi internet real-time (RTCM) atau Pesan dari format International Telecommunications Union (ITU).

• INS GPS (Sistem Navigasi Inersial)

  Integrasi GPS dan Sistem Navigasi Inersial menyediakan data posisi untuk UAV dalam semua kondisi. IMU (Unit Pengukuran Inersial) dan sistem GPS dapat saling melengkapi. Sementara GPS bergantung pada sinyal satelit yang dapat diblokir, IMU menggunakan akselerometer dan giroskop untuk mengukur gerakan dan orientasi UAV. INS dapat memberikan data real-time tentang kecepatan, arah, dan ketinggian UAV untuk navigasi yang lebih baik.

Fungsi dan fitur GPS untuk UAV

Sistem GPS untuk UAV memiliki berbagai fitur yang meningkatkan kinerjanya untuk aplikasi komersial. Termasuk yang berikut ini:

• Integrasi Perangkat Lunak yang Kuat

  Selain posisi GPS, GPS UAV membutuhkan perangkat lunak yang kuat yang dapat melakukan penerbangan yang didukung perangkat lunak dan perencanaan penerbangan otomatis. Perangkat lunak juga harus memiliki fitur untuk pemantauan penerbangan real-time, analisis data, dan pemrosesan pasca misi. Integrasi perangkat lunak yang kuat memfasilitasi pemetaan berbagai aplikasi komersial dan industri menggunakan drone, seperti survei, inspeksi, dan pemantauan.

• Tautan Komunikasi Tingkat Lanjut

  Peningkatan komunikasi antara stasiun kontrol darat dan drone meningkatkan pemantauan dan kontrol drone secara real-time. Komunikasi tingkat lanjut memungkinkan perencanaan misi, transfer data telemetri, dan pembaruan misi. Ini juga memberikan kesadaran situasional untuk misi kritis, seperti pencarian dan penyelamatan. Tautan komunikasi tingkat lanjut meliputi komunikasi 4G, 5G, frekuensi radio, dan satelit.

• Waktu Penerbangan yang Lama

  GPS UAV kelas komersial harus memiliki kemampuan untuk mendukung penerbangan yang lama sehingga dapat menyelesaikan misi yang lebih lama tanpa memerlukan pengisian bahan bakar rutin.

• Kompatibilitas dengan Sensor Lainnya

  Selain bergantung pada sinyal dari satelit GPS, sistem GPS drone harus kompatibel dengan sensor navigasi dan posisi lainnya untuk meningkatkan akurasi dan keandalan posisi drone. Sensor termasuk altimeter barometrik, odometer visual, dan unit pengukuran inersia (IMU). IMU mengukur percepatan dan kecepatan sudut, sehingga memberikan data real-time tentang gerakan pesawat.

• Kemudahan Integrasi

  Sistem GPS drone harus mudah diintegrasikan ke dalam ekosistem platform UAV yang ada, sehingga kompatibel dengan berbagai UAV. Integrasi yang mulus memastikan kinerja dan keandalan misi yang optimal.

• Pemrosesan Real-Time

  Pemrosesan data dari GPS secara real-time meningkatkan kesadaran situasional operator. Pemrosesan data real-time meningkatkan respons terhadap perubahan dinamis. Ini penting untuk misi yang peka terhadap waktu, seperti pengiriman pasokan medis dan inspeksi infrastruktur penting. Pemrosesan data real-time memungkinkan pengambilan keputusan yang lebih baik dan keberhasilan misi.

Skenario GPS untuk UAV

Pasar global untuk drone yang mendukung GPS diproyeksikan mencapai $16,92 miliar pada tahun 2032, tumbuh dengan CAGR sebesar 19,2%. Ini menunjukkan meningkatnya permintaan untuk drone UAV GPS di berbagai industri. Berikut adalah beberapa kasus penggunaan penting GPS untuk UAV:

• Pemantauan Pertanian: Drone GPS digunakan dalam kegiatan pertanian presisi seperti pemetaan tanaman, penanaman, pemantauan lapangan, dan penyemprotan tanaman. UAV membantu petani dalam menentukan kesehatan tanaman, mengidentifikasi area masalah, dan meningkatkan praktik pertanian mereka.
• Pemetaan Geografis: Pemetaan GIS melibatkan penggunaan drone yang mendukung GPS untuk pemetaan topografi, survei tanah, dan pemetaan sistem informasi geografis. Drone UAV dapat secara efisien mencakup area yang luas dengan pemetaan presisi tinggi.
• Pengiriman Paket: Beberapa perusahaan e-commerce sedang mengeksplorasi kemungkinan penggunaan drone GPS untuk pengiriman paket jarak jauh melalui program percontohan. Drone ini dapat menavigasi ke lokasi pengiriman dan mengangkut paket, membantu mengurangi waktu pengiriman.
• Respons Darurat: Selama situasi kritis seperti bencana alam, penyelamatan darurat, dan pemadaman kebakaran, drone GPS digunakan untuk memetakan area yang terkena dampak, melakukan operasi pencarian, dan mendistribusikan pasokan penting.
• Inspeksi Infrastruktur: Drone GPS semakin banyak digunakan untuk memeriksa saluran listrik, pipa, jembatan, dan bangunan. Dilengkapi dengan sensor tambahan seperti kamera termal dan kamera multispektral, drone UAV dapat dengan aman menilai kondisi infrastruktur.
• Pemantauan Lingkungan: Drone GPS digunakan untuk kegiatan pemantauan lingkungan seperti pelacakan satwa liar, penilaian polusi, pemantauan cuaca, dan kepatuhan lingkungan. UAV membantu dalam mengumpulkan data yang berharga untuk memahami dan melindungi ekosistem.
• Pengawasan UAV: Drone GPS menemukan aplikasi di sektor keamanan dan pertahanan untuk kesadaran situasional, patroli perbatasan, perlindungan infrastruktur penting, dan keamanan perimeter.

Cara memilih GPS untuk UAV

Saat memilih GPS untuk UAV, pengguna perlu mempertimbangkan berbagai faktor yang sesuai dengan kebutuhan/persyaratan aplikasi UAV mereka. Berikut adalah aspek penting yang harus dipertimbangkan saat memilih sistem GPS untuk UAV.

• Persyaratan akurasi

  Saat memilih GPS untuk UAV, persyaratan akurasi untuk aplikasi tertentu harus dipertimbangkan. Untuk penerbangan rekreasi, akurasi GPS standar sudah cukup. Di sisi lain, UAV yang melakukan pemetaan, survei, dan pertanian presisi membutuhkan RTK/PGPS untuk memenuhi persyaratan akurasi aplikasi tingkat sentimeter.

• Ukuran dan berat

  Ukuran dan berat sistem GPS harus dipertimbangkan karena secara langsung memengaruhi kemampuan muatan dan waktu terbang UAV. Sistem GPS yang kecil dan ringan adalah pilihan ideal karena mengurangi dampak pada berat dan ukuran keseluruhan drone.

• MTBF

  Waktu rata-rata antara kegagalan (MTBF) yang panjang dari sistem GPS adalah pilihan ideal karena meningkatkan pengoperasian UAV yang andal dan berkelanjutan. Sebagian besar aplikasi UAV bersifat sensitif terhadap waktu; dengan demikian, setiap kehilangan waktu yang disebabkan oleh kegagalan sistem GPS dapat menyebabkan kerugian finansial yang signifikan. Itulah mengapa, saat memilih sistem GPS, MTBF adalah faktor penting untuk dipertimbangkan.

• Integrasi

  Penting untuk memastikan bahwa sistem GPS yang dipilih dapat diintegrasikan dengan mudah dan efisien ke dalam desain UAV yang ada. Pengguna perlu mempertimbangkan kompatibilitas sistem GPS dengan sensor muatan dan sistem kontrol penerbangan lainnya pada drone untuk menghindari masalah integrasi.

• Jenis GPS

  Jenis GPS yang ingin digunakan untuk aplikasi tertentu harus ditentukan. Ini karena setiap jenis GPS menawarkan kemampuan dan fitur yang berbeda. Misalnya, L1 GPS adalah pilihan yang paling umum dan hemat biaya untuk sebagian besar aplikasi UAV. Namun, GPS L1 dan L5 dual-frequency adalah pilihan yang lebih baik karena ketahanan dan kinerjanya yang lebih baik.

• Anggaran

  Anggaran adalah faktor penting untuk dipertimbangkan saat memilih sistem GPS untuk UAV. Pengguna perlu mengeluarkan lebih banyak untuk sistem GPS akurasi dan fleksibilitas yang lebih canggih, sementara mereka yang memiliki anggaran terbatas dapat memilih sistem GPS standar yang memberikan kinerja yang diperlukan dengan biaya yang wajar.

• Dukungan dan Kemungkinan Upgrade

  Pengguna harus memastikan bahwa sistem GPS yang dipilih dapat ditingkatkan dan memiliki dukungan yang tepat. Ini karena, seiring waktu, persyaratan misi UAV dapat berubah; dengan demikian, memiliki sistem GPS yang dapat ditingkatkan akan memenuhi permintaan yang berubah. Selain itu, dengan dukungan yang berkelanjutan, pengguna dapat mengatasi masalah yang mungkin muncul dengan cepat dan efisien.

Tanya Jawab

T1: Berapa lama UAV dapat beroperasi dengan bantuan GPS?

A1: Durasinya tergantung pada jenis UAV dan baterainya. Beberapa dapat terbang selama berjam-jam dengan bantuan GPS yang meningkatkan efisiensi.

T2: Dapatkah sistem GPS untuk UAV diretas?

A2: Secara teori itu mungkin, tetapi sangat sulit. UAV memiliki tautan komunikasi yang aman yang sulit ditembus.

T3: Seberapa jauh UAV dapat terbang tanpa GPS?

A3: GPS memungkinkan navigasi yang tepat, tetapi penerbangan di luar jangkauan pandang membutuhkan persetujuan tambahan karena masalah hukum dan keamanan.

T4: Bagaimana jika sinyal GPS hilang?

A4: Sebagian besar UAV memiliki rencana darurat. Mereka dapat mendarat dengan aman atau menavigasi menggunakan sistem inersia hingga GPS kembali.