GPS چیست؟ و اهمیت آن در کوادکوپتر

واژه ی GPS مخفف عبارت Global Positioning System به معنی یک سیستم مسیریابی ماهواره ای است که به کمک گیرنده های رادیویی به جمع آوری سیگنال های ارسالی از سوی ماهواره های در حال چرخش به دور زمین می پردازد تا با استفاده از آن ها موقعیت مکانی، سرعت و زمان پهباد را تعیین کند.
سیستم GPS نسبت به سایر سیستم های مسیریابی فوق العاده دقیق تر است و تنها با چند متر اختلاف موقعیت مکانی پهباد را تعیین می کند. این در حالی است که سیستم های GPS پیشرفته حتی می توانند عملکرد بهتری نیز داشته باشند و با دقت سانتی متری موقعیت مکانی را مشخص نمایند.
از سوی دیگر ساختار کوچک و فشرده مدار های الکتریکی مورد استفاده در گیرنده های GPS باعث شده است تا این نوع سیستم ها از لحاظ اقتصادی بسیار مقرون به صرفه باشند و به راحتی در اختیار عموم مردم قرار گیرند.
به طور کلی می توان گفت GPS یک سیستم رادیویی گسترده است که تقریبا تمام نقاط موجود روی کره زمین را تحت پوشش قرار می دهد، و به همین دلیل دسترسی به آن تحت هر شرایطی بسیار آسان است.

سیستم ناو بری و موقعیت یابی ماهواره ای یکی از مهمترین آپشنها در یک کوادکوپتر می باشد ، امروزه اکثر کمپانیهای سازنده مولتی روتور بر روی محصولات خودشان از سیستم موقعیت یابی GPS استفاده می کنند ، زیرا با وجود GPS ، کوادروتور یا هر وسیله دیگر پرنده همانند پهپاد قادر خواهد بود تا لوکیشن برخواستن و تیکاف خود را از طریق ماهواره های GPS رد یابی کرده و به نقطه تیکاف خود بازگردند ، اما در سایر کوادکوپترهایی که از سیستم GPS بر روی آنها استفاده نشده است بازگشت به خانه میتواند از طریق قطب نما و جایروسکوپ عمل نماید که زیاد دقیق نخواهد بود و ممکن است با خطا مواجه گردد.

سیستم GPS به کمک مفهوم فرایند Triangulation یک موقعیت مکانی را روی سطح کره زمین تعیین می کند. در فرایند Triangulation که به معنای ردیابی و اندازه گیری شبکه ای از مثلث هاست، موقعیت مکانی یک گیرنده رادیویی از طریق محاسبه فاصله شعاعی سیگنال دریافت شده از منابع ارسال گوناگون تعیین می شود.

در پهباد ها نیز به منظور اجرای مسیریابی ماهواره ای از روش trilateration استفاده می شود که حداقل نیازمند چهار سیگنال متفاوت است تا بتواند موقعیت مکانی یک گیرنده GPS تعبیه شده داخل پهباد را مشخص کند.
در این روش سیگنال دریافت شده از یک ماهواره به پهباد اعلام می کند که روی سطح یک کره به شعاع مشخص از آن ماهواره قرار گرفته است. در ادامه سیگنال دوم که از سوی ماهواره دیگری ارسال می شود، کره دیگری را نشان می دهد که قسمتی از آن با کره اول در تداخل است.
در این مرحله می توان گفت پهباد و گیرنده GPS داخل آن در نقطه ای روی دایره به وجود آمده در اثر تقاطع دو کره قرار دارد. حالا سیگنال سوم از طرف ماهواره سوم کره سوم را به وجود می آورد که با دو کره دیگر تداخل دارد و دایره مذکور را در دو نقطه قطع می کند. به این ترتیب موقعیت مکانی پهباد تنها به دو نقطه محدود می شود.

به منظور انتخاب نقطه مناسب و مشخص کردن موقعیت مکانی دقیق پهباد، باید به ماهواره چهارم و سیگنال ارسالی از سوی آن رجوع شود. البته در بسیاری از موارد یکی از این دو نقطه به دلیل فاصله بیش از حد از سطح زمین و یا حرکت با سرعت غیر واقعی کنار گذاشته می شود، اما با این حال دلایل دیگری نیز وجود دارند که استفاده از ماهواره چهارم و محاسبه اطلاعات به دست آمده از سیگنال آن را به امری حیاتی تبدیل می کند.

فعالسازی خلبان خودکار با GPS:

یکی از آپشنهای بسیار مهمی که میتواند باعث شود تا فرق بین یک کوادکوپتر حرفه ای و یک کوادکوپتر مبتدی را تشخیص دهید سیستم اوتوپایلوت می باشد ، با فعالسازی سیستم اتوپایلوت ، CPU اصلی کوادکوپتر وارد عمل شده و از طریق موقعیت یابی ماهواره ای که توسط GPS فعال می گردد ، میتواند در حفظ و پایداری پرواز کوادکوپتر بسیار دقیق عمل کند ، بنابراین شخص خلبان می تواند هدایت پرنده را به اتوپایلوت بسپارد و به راحتی به تصویر برداری بپردازد.

کاربردهای GPS:

بسیاری از مردم با گیرنده های GPS نصب شده روی اتومبیل ها آشنا هستند و مسیریابی از طریق GPS برای آن ها امری عادی به حساب می آید. اما واقعیت این است که تعیین موقعیت مکانی دقیق روی سطح زمین تنها آغاز راه است و تکنولوژی های خلاقانه می توانند آن را نقطه ای برای شروع تلقی کنند.
به عنوان مثال تصور اتومبیل های بدون سرنشین که با استفاده از مسیریابی GPS در خیابان ها و بزرگراه ها حرکت می کنند خیلی دور از انتظار نیست. چنین قابلیتی ایمنی جاده ها را افزایش می دهد و باعث از بین رفتن خطای انسانی و حوادث ناشی از آن ها می شود. همین نتایج در صورت استفاده از سیستم GPS در کنترل ترافیک هوایی نیز وجود خواهند داشت. جالب است بدانید که در طول چند دهه پیش رو سیستم موقعیت یابی GPS نیاز به سیستم های راداری را کاهش می دهد و ردیابی انواع هواپیما ها و سیستم های پروازی را با دقت بیشتری به انجام می رساند.

علاوه بر وسایل نقلیه و انواع سیستم های پروازی به خصوص پهباد های کنترلی، سیستم GPS کاربرد های دیگری نیز دارد که در مواقع گوناگون باعث برجسته شدن آن می شود.
به عنوان مثال تیم های عملیاتی جستجو و نجات در مواقع اضطراری می توانند با بهره گیری از GPS بهترین مسیر ممکن را تعیین کنند و به سرعت در محل حادثه حاضر شوند.

امروزه کشاورزان نیز در تجهیزات کشاورزی خود از سیستم های GPS استفاده می کنند تا فرایند کاشت و برداشت را مدیریت کنند و در پایان محصولات بیشتری داشته باشند. از سوی دیگر قلاده های مجهز به GPS یکی از ضروری ترین ابزار های مورد استفاده در ردیابی حیوانات به حساب می آید. کسانی که مشکل بینایی نیز دارند می توانند از دستگاه های الکتریکی سخنگو و مجهز به سیستم GPS نهایت بهره را ببرند.


ممکن است سوال برای شما پیش بیاید که آیا برای خرید یک کوادکوپتر به آپشن GPS آن توجه کنیم یا خیر ، در پاسخ به این سوال باید گفت که همه چیز بسته به بوجه شما دارد ، اما اگر از نظر کارشناسی بخواهید این مسئله را بررسی کنید بهتر است اگر مبتدی هستید ، از یک کوادکوپتر مبتدی شروع کرده تا به تبحر کافی در هدایت و پرواز آن برسید و سپس در مرحله بعدی برای خرید یک مولتی روتور یا هلی شات حرفه ای تر مجهز با GPS اقدام کنید ، طبیعتا هدایت کوادکوپتر همانند اتومبیل می باشد ، شما برای آموزش رانندگی از یک ماشین منوال باید شروع کرده تا فوت و فنهای راندن اتومبیل را به خوبی فرا بگیرید.