İnsansız hava araçlarında (İHA) düşük maliyetli GNSS alıcılarının konum belirleme performansı

Abstract

Günümüzde jeodezik sdandartlarda düşük maliyetli GNSS cihazları üretilmekte ve bunlar otonom araçlar, insansız hava araçları (İHA), demiryolları, denizcilik, tarım, haritacılık, haberleşme, enerji, doğa olayları, spor ve meteorolojik çalışmalar gibi birçok alanda kullanılmaktadır. İHA ile harita üretiminde yüksek konum doğruluğunun elde edilebilmesi, zemin tesislerinin konumlarının hassas bir şekilde hesaplanması ile gerçekleşmektedir. Ancak bu tesislerin kurulması ve değerlendirilmesi süreci uzun sürmekte, konumlama hızını geciktirmektedir. Ayrıca ticari İHA'lar üzerinde tesis edilen yüksek maliyetli sistemler, harita üretim maliyetlerini de arttırmaktadır. Üretilmeye başladıklarında kod ölçümleri ile konumlama yapan düşük maliyetli alıcıların, tek ve çift frekanslı ölçümlerle yapılmaya başlanması ile birlikte İHA'larda tercih edilmeye başlanmıştır. Artık GNSS alıcısı üreticileri, jeodezik konum belirleme hassasiyeti seviyesinde (±2-5 cm) düşük maliyetli ve gerçek zamanlı çözümlemeye sahip ürünler sunmaktadır. Bu çalışmada, tek frekanslı düşük maliyetli GNSS alıcısı, konum doğruluğu performansı açısından incelenmiştir. Test çalışmasında DJI Phantom 4 Pro İHA platformuna ilave edilen Ublox C94M8P tek frekanslı GNSS alıcısının performansı, gerçek zamanlı kinematik (RTK), ağ üzerinden kinematik (N-RTK) ve ölçme sonrası (PPK) veri değerlendirme teknikleri kullanılarak, Ublox ZEDF9P ve Leica Viva GS14 çift frekanslı referans alıcılarının PPK sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Veriler U-Center, RTKLIB gibi açık kaynaklı yazılımlar ve Leica Geo Office 8.4 ticari yazılımı ile değerlendirilmiştir. Tek frekanslı GNSS alıcısının kinematik ölçme tekniğiyle elde edilen sonuçlarının cm mertebesinde olduğu görülmüştür.

Today, low-cost GNSS devices are produced in geodetic standards and they are used in many fields such as autonomous vehicles, unmanned aerial vehicles (UAV), railways, maritime, agriculture, cartography, communication, energy, natural events, sports, and meteorological studies. Achieving high position accuracy in map production with UAV is realized by precisely calculating the locations of the ground facilities. However, the process of establishing and evaluating these facilities takes a long time and delays the positioning speed. In addition, high-cost systems installed on commercial UAVs increase map production costs. When they started to be produced, low-cost receivers making positioning with code measurements started to be preferred with single and dual-frequency measurements and started to be preferred in UAVs. GNSS receiver manufacturers now offer products with low cost and real-time resolution at the geodetic positioning accuracy level (± 2-5 cm). In this study, a single-frequency low-cost GNSS receiver has been examined in terms of location accuracy performance. In the test study, the performance of Ublox C94M8P single-frequency GNSS receiver added to the DJI Phantom 4 Pro UAV platform, real-time kinematics (RTK), network kinematics (N-RTK) and post-processing (PPK) data evaluation techniques were used. These measurement results were then compared with the PPK results of Ublox ZEDF9P and Leica Viva GS14 dual-frequency reference receivers. The data were evaluated with open source software such as U-Center, RTKLIB, and Leica Geo Office 8.4 commercial software. It has been seen that the results of the single-frequency GNSS receiver with the kinematic measurement technique are in cm range.