Drones DJI: Vous avez Besoin de Ces Nombreux Satellites GPS pour Voler

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Depuis l’avènement de la technologie des drones dans le monde, elle a fonctionné conjointement avec un autre exploit technologique majeur de l’homme. C’est le Système de Positionnement global ou GPS pour faire court. Le GPS est ce qui a pris ce quadrirotor jouet facilement écrasable et en a fait un kit viable. 

Nous ne serions nulle part sans ce qui fait le GPS, eh bien le GPS et ce sont les satellites. Sans 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 miles de la surface de la terre, certains sont un peu plus proches et d’autres plus loin. Il y en a près de 5 000 actuellement en orbite, et plusieurs réseaux sont aujourd’hui 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, il en faut plus d’un 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 point d’origine enregistre avec précision. 

Dites que vous parcourez 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 beaucoup 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 de connaître une position à partir de seulement 4 satellites. Et puis pour avoir le positionnement très précis pour maintenir un vol stationnaire, bien 7 à 12 semble à peu près juste.

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 autant? 

L’une des fonctionnalités les meilleures et les plus bénéfiques intégrées à tous les drones DJI est la fonction Retour à la maison. Cette fonction ramènera l’engin dans 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 de Bagdad. 

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

Modèle de Drone DJI Satellites minimum requis pour le décollage
Étincelle 10-11
Mini Série 8-10
Série Air 8-11
Série Mavic 10-11
Série Phantom 4 6-7
Série Inspire 6-7

Raisons importantes d’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 pour que vous puissiez obtenir le tir parfait. Sans l’unité GPS, vous ne sauriez pas l’emplacement du drone sur une carte, par rapport à votre propre position. 

Sans GPS, il n’y aurait pas de cartographie orthomosiaque et ce merveilleux Phantom 4 Pro aura beaucoup moins de travail à effectuer. 

Les drones ne se seraient pas formés dans une nouvelle industrie comme elle l’a fait, sans GPS. Oh non, nous aurions toujours des 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 être piloté sans GPS? Assurer. Mais où est le plaisir de combattre le vol? Si je devais choisir, je garderais le GPS.

» PLUS: Que Sont les Drones GPS et Pourquoi Est-Ce Important 

Fond 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 de zone de DroneZone lors d’événements et autres, gardant les participants à l’événement et les drones confortablement les uns des autres. 

Cela montre juste 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 se produire. Bien sûr, l’autre côté de l’accessoire est, qui a besoin de publicités qui volent? J’ai raison ?!

Le GPS a vu le jour lorsque le ministère de la Défense cherchait un système de navigation par satellite robuste et fiable dans les années 1970. Ils ont d’abord mis en ligne une première version en 1978. Ce système était connu sous le nom de NAVSTAR ou Système de navigation avec synchronisation 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 un arrière-plan lourd 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 est entré en ligne en 1993. 

Le système GPS actuel offre deux niveaux de service. Celui que nous utilisons et que nous connaissons le plus est le Service de positionnement standard ou SPS pour faire court. 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 réservé à un usage gouvernemental. GPS appartient aux États-Unis et est exploité par l’US Air Force.

GLONASS

Tout comme les 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 Système mondial de Navigation par satellite. 

Tout comme le système GPS américain, le GLONASS suit une chronologie similaire de la création et du raisonnement, 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 tous dans le monde entier 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 vaste avec 35 satellites au total dans sa configuration par rapport aux 24 que l’on trouve dans les autres systèmes. 

Avec les satellites supplémentaires, on s’attend à ce que le système BDS soit capable d’une précision au millimètre près. 

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

Alors, comment tout cela fonctionne-t-il?

Dans votre drone DJI 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. Voici où cela peut devenir vraiment compliqué très rapidement. 

Vous pouvez recevoir un signal d’un satellite qui est juste hors de portée, ou au-dessus de l’horizon. Après tout, le satellite typique roule par camion à 27 400 km/h (17 000 mi/h) à une altitude de 242 km (150 miles). 

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 celui de l’engin. Mais vous n’obtenez peut-être pas un bon positionnement précis à partir des 4 ou même des 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 possède de nombreuses fonctions de sécurité intégrées. Dans ce cas, ils ont programmé le drone non seulement pour acquérir la lecture de base d’une position, mais une lecture de sauvegarde 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 capable de disposer de données de localisation précises. 

Problèmes avec le GPS 

Dilution de la précision (précision de la position)

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

Il y a une échelle de valeur pour DOP et votre drone DJI aura des algorithmes programmés qui calculeront cela 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. 

Valeur DOP Évaluation Description
1 Idéal Il s’agit du niveau de confiance le plus élevé possible pour les applications exigeant la plus grande précision possible à tout moment.
1-2 Excellent À ce niveau de confiance, les mesures de position sont considérées comme suffisamment précises pour répondre à toutes les applications sauf les plus sensibles.
2-5 Bien Représente un niveau qui marque le minimum approprié pour prendre des décisions d’affaires. Des mesures de position pourraient être utilisées pour faire des suggestions de navigation fiables en route à l’utilisateur.
5-10 Modéré Des mesures de position pourraient être utilisées pour les calculs, mais la qualité de la fixation pourrait encore être améliorée. Une vue plus ouverte du ciel est recommandée.
10-20 Juste Représente un faible niveau de confiance. Les mesures de position doivent être ignorées ou utilisées uniquement pour indiquer une estimation très approximative de l’emplacement actuel.
>20 Pauvre À ce niveau, les mesures sont inexactes jusqu’à 300 mètres avec un appareil précis de 6 mètres (50 DOP × 6 mètres) et doivent être jetées.

La DOP peut être mesurée de plusieurs façons. Il y a Horizontal, vertical, Position 3D, Dilution temporelle et Géométrique. Quand il s’agit de mesurer la DOP, tout dépend de la géométrie. Pour nous, utilisateurs de drones, heureusement, l’engin fait tout ce nombre. Pouvez-vous imaginer? 

Qu’est-ce que tout cela signifie alors? Cela signifie que même si nous pouvons avoir de bons nombres élevés dans le nombre de satellites, nous n’avons peut-être pas toute la force du signal qui dépend 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 mesurer les effets de l’activité solaire, connu de la plupart comme simplement l’indice Kp. 

Cet indice est la mesure de l’interférence magnétique dans le champ magnétique terrestre. Le champ magnétique terrestre peut introduire des erreurs dans le positionnement GPS de votre drone et, par conséquent, les événements qui affectent ce champ affecteront également ce positionnement. 

Puisque vous utilisez des satellites situés dans l’espace, des événements liés à l’espace tels que des 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 météorologiques telles que les prévisions de drones. En règle générale, il est acceptable de voler si l’index est inférieur à 5, donc tout Kp compris entre 1 et 4 est un feu vert au vol. L’indice va jusqu’à 9, avec 5 et plus peut-être pour savoir si vous êtes en mesure d’acquérir des satellites et si ces satellites sont en mesure de fournir un bon positionnement. 

Positionnement par satellite (par rapport à vous)

Comme nous l’avons vu plus haut, la position du satellite est tout aussi importante pour avoir un bon signal que d’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 zone dans laquelle vous volez. Si vous êtes 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 peut également 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 son tour, cette interférence peut avoir un effet sur votre GPS.

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

Il est toujours possible que votre signal GPS tombe sur vous en vol. Cela peut être une chose momentanée ou durer plus longtemps. Cet événement peut vous amener à voler en mode ATTI (Attitude) ou à amener l’engin et à 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, « Boussole de calibrage par Inférence magnétique Forte », « Perte GPS, Passage en mode Atti »” 

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

Ainsi, la source de l’interférence est souvent une source au sol. Comme nous l’avons couvert, il existe également des sources spatiales d’interférence. 

Peu importe la cause de la perte de signal, sachez simplement que l’engin entrera en mode Atti. Dans ce mode, l’engin maintiendra son altitude définie et volera normalement. Cependant, sans le GPS, l’engin sera soumis aux vents qui peuvent se trouver dans la région et vous devrez tenir compte de cette dérive en vol.

Les drones volants ne seraient tout simplement pas les mêmes sans que nos amis en orbite là-haut s’assurent que nous savons où nous sommes. Le GPS est tout autour de nous aujourd’hui, mais ce n’était pas toujours le cas. Avant le GPS, nous tracions un parcours sur une carte et nous nous appuyions sur des roulements de boussole. 

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

Volez En Toute Sécurité, Volez Toujours, Volez Toujours en Toute Sécurité!

Ces informations sont tirées de drone blog.