در این مقاله قصد داریم به تعریف و بررسی دقیق مقوله های نقشه برداری همچون PPK، RTK و GCP بپردازیم.
دسترسی سریع به داده ها و دقت در نتایج حاصله در نقشه برداری هوایی نیازمند وجود ابزارهایی است که در کیفیت و هزینه کار نقش مهمی را ایفا می کنند. با در نظر داشتن این مهم می توان به سه ابزار مهم در نقشه برداری هوایی نظیر ماژول PPK،RTK و نقاط کنترل زمینی (GCP) اشاره نمود که نقش مهمی را در تعیین موقعیت مکانی تصاویر دارا می باشند. به همین منظور برای انتخاب بهترین روش و شناخت کامل این سه روش به بررسی اجمالی ماژول های PPK,RTK و نقاط کنترل زمینی یا GCP می پردازیم.
نقاط کنترل زمینی GCP
نقاط کنترل زمینی Ground Control Point که به اختصار GCP نامیده میشود، غالباً در صنعت نقشه برداری، طراحی مجازی و ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرند، دقت کلی نقشه های پهپادی را بطور فوق العاده ای افزایش می دهند. اگرچه، استفاده از GCP ها در هر شرایطی الزامی نیست، آنها ابزاری حیاتی برای نقشه برداری دقیق هستند. در نقاط تعیین شده در اندکس پرواز و با دانش و تخصص افراد متخصص و با تجربه در این زمینه انتخاب ، علامت گذاری و توسط ابزارآلات نقشه برداری نظیر GPS تعیین مختصات میشوند . GCP به پهپاد این امکان را می دهد تا دقت را در حد سانتی متر پایین بیاورد که البته برای استفاده از این روش بایستی موقعیت مکانی نقاط زمینی تعیین گردد که این امر منجر به صرف وقت و هزینه زیادی می گردد. GCP ها برای ارجاع دقیق جغرافیایی و هم ترازی پروژه ها از دقت نسبی یک تا دو متر تا دقت مطلق دو تا پنج سانتی متر استفاده می شوند.
با پیشرفت تکنولوژی، فناوری جدیدی به نام GPS ایجاد گردید که در این روش با استفاده از گیرنده‌های سیستم موقعیت جهانی (GPS)، تولید و کیفیت داده‌ها بهبود یافته است. گرچه در هر دو روش GCP و GPS تصحیح شده، داده‌های تولیدی کیفیت مطلوبی دارند، اما به تنها تفاوتی که می توان به آن اشاره نمود این است که فناوری GPS انرژی، وقت و هزینه بسیار کمتری را برای کاربر ایجاد می کند.
| نقاط قوت | نقاط ضعف |
| به طور گسترده ای شناخته شده و مورد اعتماد است | در مقایسه با RTK و PPK می تواند چهار برابر طولانی تر از زمان تنظیم شود |
| در صنعت نقشه برداری، طراحی مجازی و ساخت و ساز مورد استفاده قرار می گیرند | برای تعیین نقاط ممکن است به نیروی کار و زمان و مکان زیادی داشته باشید |
| دقت کلی نقشه های پهپادی را بطور فوق العاده ای افزایش می دهند | می تواند در محیط های خاص خطرناک باشد |
| سطح بالایی از دقت برای اثبات اعتبار فناوری ارائه می دهد | به تجهیزات اضافی ، از جمله Rover جی پی اس ، پایه زمینی، مجوز شبکه VRS، اسپری رنگ و… نیاز دارد. |
تفاوت PPK و RTK
در چند سال اخیر، دو ابزار جدید با نام هایPPK و RTK مورد توجه نقشه برداران قرار گرفته است.
از تفاوت اصلی دو ابزار PPK و RTK که می توان به آن اشاره نمود این است که PPK بدان معناست که فرآیند تعیین مختصات دقیق عکس‌ها، پس از پایان پرواز و دریافت داده‌ها از پهپاد امکان پذیر است. این در حالی است اما در روش RTK تصحیح مختصات به صورت لحظه‌ای و در زمان تصویربرداری انجام می پذیرد.
در حالی که PPK عمدتا در نقشه برداری پهپاد استفاده می شود ، همچنین می تواند به عنوان پشتیبان برای RTK برای کار نقشه برداری استفاده شود. PPK گردش کار انعطاف پذیرتری را ارائه می دهد و به شما این امکان را می دهد پردازش را چندین بار با استفاده از تنظیمات مختلف انجام دهید. در روش PPK دیگر نیازی به اتصال دائم بین پرنده و ایستگاه زمینی نیست و این مختصات گذاری ها بعد از انجام عملیات تصویر برداری توسط ایستگاه زمینی موقت و دائم انجام می شود. فناوری هر دو روش بسیار مشابه است. ولی تفاوت ماهیت این دو روش نشان می دهد که نتایج حاصل از PPK از اطمینان بیشتری برخوردار می باشند.
ماژول PPK
استفاده از PPK برای نقشه برداری با هواپیمای بدون سرنشین چندین مزیت دارد از جمله اینکه با ماژول PPK دیگر نیازی به قرار دادن نقاط کنترل زمینی نخواهید داشت و همچنین امکان بازرسی از مناطق وسیع و گسترده ای را فراهم می آورد.
ماژول ppk از یک آنتن و چندین قطعه الکترونیکی تشکیل شده است و قابلیت نصب بر روی پرنده های فانتوم ۴ پرو و مویک ۲ پرو را داراست.
از موارد ضروری و مورد بحث در زمینه تصویربرداری و نقشه برداری با پهپاد می توان به نقاط کنترل زمینی (GCP) اشاره نمود. نقاط کنترل زمینی مستلزم هزینه و صرف زمان بیشتر در پروسه نقشه برداری با استفاده از پهپادهاست.
یکی از روش هایی که به کاهش نیاز به نقاط کنترل زمینی کمک می کند نصب ماژول PPK بر روی پهپادهایی از قبیل فانتوم ۴ پرو و مویک ۲ است.
ماژول PPK نیاز به نقاط کنترل زمینی که هزینه و زمان زیادی را صرف میکند به حداقل می رساند.
سیستم PPK از چند برد الکترونیکی و یک آنتن تشکیل شده است . بردهای الکترونیکی داخل پهپاد و آنتن بر روی بدنه پهپاد نصب می گردد.
عملکرد ماژل PPK
ماژول PPK در حالیکه پرنده در حال پرواز و تصویربرداری است، یک ایستگاه زمینی مانند GPS و یک گیرنده GNSS بر روی زمین و در حالت استاتیک قرار می گیرد که این ایستگاه شروع به جمع آوری داده های ماهواره ای می نماید. پس از اتمام پرواز پرنده دو سری داده خام که از پرواز پرنده و از گیرنده زمینی ایجاد می گردد پس پردازش (Post Process) می شوند. که نتیجه این پردازش مختصات دقیق برای مراکز تصویر است که از دقتی در حدود ۵ سانتی متر برخوردار است.
