【ドローン基礎講座】ドローン自律飛行とGNSSの仕組み

ドローンの特徴である自律飛行は、宇宙にあるGNSS衛星から地球上で受信し、地球上での現在位置の測位を正確に行うことにより成立しています。

またドローンの上位機種になると、GPSだけでなくGLONASS(グロナス)を併用させることによってGNSS衛星からの受信精度をさらに向上させることができます。

ここでは、これらのドローンの自律飛行とGNSS衛星のしくみについてまとめています。

 

 

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GNSS(汎地球測位航法衛星システム)とは

GPSとは一般的に聞きなれた衛星システムですが、GNSSはどういうシステムなのかご存じですか?

GNSSとは、GPSをはじめとする衛星測位システムの総称のことになります。

  • GPSはアメリカ合衆国
  • GLONASSはロシア
  • Galileoは欧州が

開発したものであり、それらの総称をGNSS(汎地球測位航法衛星システム)と呼んでいるのです。

原理は、空間で位置がわかっている3点から受信機の各距離を計算して位置座票を特定することができます。

参考リンク:GNSSの基本知識 測位衛星技術株式会社

 

 

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ドローンとGPS

GPSとはGlobal Positioning Systemの略になり、GNSSのひとつです。

GPSは地球上のどこにいても24時間受信機で受け取ることが可能で、宇宙へアメリカ合衆国が軍事用に打ち上げたものが多く主に赤道近くに位置しています。

GPS搭載型ドローンは、現在飛行している場所をGPS衛星と計算し移動の制御を行っています。

 

GPS搭載ドローンの自律飛行

GPS搭載型ドローンは、飛行中にいくつものGPS衛星より信号を受信しています。

ドローンでGPSを3個以上受信することで自分の位置を計算し自立飛行します。

またドローンとプロポで送受信を行うことで、飛行位置の指示や空中でのホバリングを行うことも可能となります。

よってGPSを受信できない環境(高層ビルや樹木がある場所)では、墜落などのリスクがあるということになります。

 

 

GLONASSとは

GLONASS(Global Navigation Satellite System:グロナス)もGNSSのひとつでロシアが運用する衛星システムです。

また、アメリカ合衆国のGPSと同様に軍事目的に開発されているシステムですが

2007年に民間へも開放されました。

現在販売されている上位機種のドローンは、GLONASSGPSを併用する事で測位精度を向上させることができます。

では、どういったメリットがあるのでしょうか?

 

GPSとGLONASSを併用することで、以下のことが改善されます。

  1.  GPS衛星だけでは困難な状況でも、GLONASS衛星次第では測位が可能になる場合もあります。
  2.  GPS衛星だけで測位可能でも、衛星配置や上空視界が悪く精度が劣化している場合、GLONASS衛星次第では測位精度が向上します。

 

 

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GPS搭載型ドローンの安全飛行のために

GPSは便利な機能ですが,GPSの精度が良い場合にしか自律飛行はできません。

GPSを理解し安全に飛行できる仕組みがあります。

GPS機能を安全に利用するための注意点

  • モニター画面で衛星補数は常に確認しましょう
  • 目視外飛行は避けましょう
  • 緊急時に対処できるようにマニュアル操縦を覚えておきましょう
  • GPSが受信できないような場所は避けましょう

 

GPS受信障害にならないための注意点

GPSを受信できないドローンは?

  • ドローンが自動航行中に突然ピタッと止まる
  • 航路とは全く違った方向に飛行する

対処法は?

  • リターントゥホーム機能を使う
  • 手動操縦にて帰還させる

GPS受信遮断にならないための注意点

GPSは見えない、音もしない、匂いもないので人間の目では監視できません。

ドローン飛行は高い建物や樹木がなく、遠くまで見とうしが良い場所から操縦するようにしてください。

特に山間部の谷底から飛行させる場合だと、GPSを受信する「空」のスペースが狭くなるので要注意ですね。

 

操縦者の私は、極力高い場所に行くように心がけています。

 

自律飛行は、GPSがきちんと受信できる環境で飛行させることが重要です。

また、日ごろからトラブルに備える手動操縦訓練も必要ですね。

GPS受信遮断や電波干渉になった時は、あわてずに対処して乗り越えましょう。

 

 

 

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