در حال حاضر پروژههای نقشهبرداری زیادی در سطح کشور در حال انجام هستند. در این بین نقشه برداری هوایی از محبوبیت بیشتری برخوردار است. به دلیل آنکه نقشه برداری زمینی زحمت و زمان زیادی را میطلبد، و همچنین نقشه برداری هوایی برای مکانهایی با دسترسی دشوار مانند معادن و دامنههای ناپایدار مناسبتر است. با استفاده از پهپادها میتوان نقشههای سه بعدی، توپوگرافی، ارتوفتو و … را گرفت. با این حال این روش نیز چالشهای خاص خود را دارد. مهمترین چالش پیشرو خطای GPS در به دست آوردن مختصات دقیق نقاط و عکسها میباشد. GPS ها به دلایل معلوم که در این مقاله آورده شده است، دارای خطایی حدود یک الی چهار متر میباشد که به هیچ وجه برای نقشه برداریهای هوایی مناسب نیستند. از این رو برای تهیه نقشهای با مختصات دقیق به تعداد زیادی نقاط کنترل زمینی (gcp) نیاز است. برای به دست آوردن این نقاط زمان زیادی صرف میشود و گاها تا یک روز زمان میبرد، از همین رو عملیات نقشهبرداری سخت و دشوار میشود. اما در حال حاضر به لطف پیشرفت تکنولوژی با استفاده از ماژولهای RTK و PPK این کار به شدت راحتتر شده و تنها به یک نقطه زمینی مرجع نیاز است. با استفاده از این ماژولها دقت مکان یابی تا سه سانتی متر کاهش پیدا میکند. در ادامه به توضیح هر سه روش نقشهبرداری و فرآیند تصحیح خطای مکان یابی میپردازیم.
نقاط کنترل زمینی (gcp)
در ابتدا برای افزایش دقت مکان یابی پرنده، نقاط کنترل زمینی زیادی را در زمینی که نقشهبرداری هوایی از آن صورت میگرفت، به دست میآوردند. این کار نیاز به یک گروه چند نفره دارد و زمان زیادی را که گاها به یک روز نیز میکشد، میبرد. Gcpها نقاط شناخته شدهای در سطح زمین هستند که مختصات جغرافیایی دقیق آنها مشخص هستند یا از طریق روشهای خاصی به دست آورده میشوند. از مختصات این نقاط برای پیدا کردن مختصات دقیق عکسهای گرفته شده توسط پهپاد استفاده میشود. همان طور که در بالا گفته شد مدت زمان آماده سازی برای این روش طولانی است. به همین دلیل این روش جای خود را به ماژولهای RTK و PPK داده است.
فرآیند تصحیح خطا:
با استفاده از ماژولهای RTK و PPK تنها به یک نقطه مرجع زمینی نیاز است. مختصات دقیق این نقطه با روشهای خاصی تعیین میشود. پس از به دست آوردن این نقطه، بر روی آن یک ایستگاه که حاوی GPS است و به آن base board گفته میشود، قرار میگیرد که این ایستگاه با کوادکوپتر در ارتباط است. اگر ایستگاه و پرنده در یک منطقه جغرافیایی باشند، GPS آنها خطایی مشابه هم را نشان میدهند. بنابراین مقدار خطای GPS پرنده که اصطلاحا به آن rover board گفته میشود را میتوان با توجه به خطای GPS زمینی با استفاده از ماژولهای RTK و PPK اصلاح کرد. تفاوت این دو ماژول در نحوه اصلاح مختصات عکسها و نقشهها است که در ادامه نحوه کار و تفاوتهای آنها با یکدیگر آورده شده است.
ماژول RTK :
ماژول RTK (Real-time Kinematic) به صورت لحظهای خطای GPS پرنده را در حین پرواز اصلاح میکند و مختصات دقیق عکسهای گرفته شده را به فلایت کنترل میدهد. از این تکنولوژی بیشتر برای انجام نمایشهای هوایی و گروهی با پهپادها که نیاز به انجام پرواز دقیق هستند، استفاده میشودند. برای نتایج بهتر توصیه میشود فاصله بین ایستگاه زمینی و پرنده بیشتر از 20 الی 30 کیلومتر تجاوز نکند. مزیت بزرگ این ماژول اصلاح لحظهای خطای مکان یابی و محاسبه مختصات نقاط با دقت مطلوب است. RTKها با وجود تمام مزایایی که دارند در صورتی که پشت مانعی همچون کوه و درخت قرار گیرند و ارتباطشان با ایستگاه زمینی قطع شود قادر به مکانیابی دقیق نیستند و مختصات عکسها دچار خطا میشوند. از این رو این ماژول برای نقشه برداری هوایی پیشنهاد نمیشود.
ماژول PPK :
ماژول PPK (Post processing kinematic) پس از اتمام پرواز و فرآیند نقشه برداری، خطای مکان یابی را اصلاح میکند و موقعیت دقیق عکسها و نقشهها را به دست میآورد. به همین علت پرنده در حین پرواز نیازی به ارتباط با ایستگاه زمینی را ندارد و اگر پهپاد پشت موانعی همچون کوه، درخت و … قرار بگیرد به فرآیند اصلاح مکان یابی خدشهای وارد نمیشود. همچنین با استفاده از ماژول PPK امکان دسترسی به دادههای قبلی و بعدی وجود دارد که همین امر قابلیت اطمینان عملیات نقشهبرداری وردیابی آن را افزایش میدهد. به علاوه قیمت این ماژول پایینتر است و برای نقشه برداران مقرون به صرفهتر خواهد بود. از این رو در نقشه برداری هوایی بیشتر از ماژول PPK استفاده میشود. از نکات مثبت این ماژول میتوان به ثبات و همگام سازی بهتر، دسترسی به داده های قبلی و بعدی، قابلیت ردیابی اطلاعات و چک کردن صحت اطلاعات اشاره کرد.
کدام ماژول بهتر است؟
با توجه به مطالب گفته شده هر یک از این دو ماژول دارای ویژگیهای خاص خود هستند، از این رو برای مصارف و کاربردهای مختلف استفاده میشوند. اما اگر شما به دنبال کوادکوپتری مناسب برای نقشهبرداری هستید به شما کوادکوپتر حاوی ماژول PPK را پیشنهاد میکنیم به دلیل قیمت مناسبتر، صحت بالای اطلاعات، همگام سازی بهتر و امکان ردیابی اطلاعات به دست آمده از ماژول PPK.
در حال حاضر مدلهای کمی از کوادکوپترها حاوی این دو ماژول حیاتی هستند. که یکی از معروفترین آنها کوادکوپتر phantom 4 RTK شرکت DJI است. این کوادکوپتر حدود 7000 دلار قیمت دارد که برای نقشه برداران مقرون به صرفه نخواهد بود. اما ما این مژدگانی را به نقشه برداران عزیز میدهیم که کارشناسان خبره گروه پرومک توانایی نصب ماژول PPK و RTK را بر روی پرنده فانتوم 4 پرو با قیمتی به مراتب پایینتر دارند بدون آنکه تاثیری بر عملکرد پروازی پرنده داشته باشد.