Приветствуем вас, любители технических приключений! Сегодня мы погружаемся в мир GPS-модулей для беспилотников, где размер, скорость и точность являются главными условиями игры. Если вы когда-нибудь испытывали острые ощущения от возврата к запуску (RTL), проносясь по небу в режиме акро, вы знаете, насколько важны надежные GPS-данные. Мы хотим узнать, какое из этих маленьких чудес спутниковой навигации окажется на высоте, если испытать его на высокоскоростном дроне.
Задача
Задача была проста: выяснить, какие GPS-навигаторы могут поддерживать высокую скорость дрона в режиме акро, сохраняя при этом точность при выполнении RTL и автономных миссий. Я хотел избежать тех моментов, когда теряется радиосвязь, и дрон катится в небытие. Вместо этого мне нужна была надежность GPS, чтобы сделать полет максимально беззаботным и веселым.
Конкуренты
В этом углу мы имеем Matek M10Q - солидный, надежный выбор, который хорошо послужил мне в прошлом. А в другом углу, представляющем новую породу компактных GPS-модулей, находятся Holybro M10 Micro, M9N Micro и тяжеловес F9P. Этих претендентов будут оценивать по их способности справляться с высокоскоростными автоматическими миссиями и по тому, насколько хорошо они сохраняют точность, когда дрон испытывает серьезные крены.
Но сначала давайте определимся с обстановкой. Задание? Быстрые автополеты по схеме «коробка», доводящие GPS-модули до предела с помощью резких поворотов и высоких ускорений. Цель? Выяснить, кто из этих крошечных титанов сможет обеспечить точное позиционирование в самый нужный момент.
Настройки
Чтобы борьба была честной, я протестировал каждый GPS-навигатор в одинаковых условиях, установленный на небольшом маневренном дроне. Тесты проводились с различными ориентациями и настройками, чтобы увидеть, могут ли небольшие изменения улучшить производительность. Джастин, мой друг, занимающийся 3D-печатью, предоставил специальные крепления для GPS, позволяющие использовать различные ориентации, и мы не оставили ни одного камня без внимания.
Протестированные GPS-навигаторы:
- Matek M10Q (наш базовый вариант)
- Holybro M10 Micro
- Holybro M9N Micro
- Holybro F9P (более дорогая модель с поддержкой RTK)
Схемы полетов и графики
Каждый GPS-модуль был протестирован путем выполнения серии быстрых автоматических полетов в различных погодных условиях, пытаясь достичь скорости, при которой ускорение превысит магический предел 4G. Этот предел очень важен, потому что большинство GPS-модулей используют кинематическую модель для своих оценок, и все, что превышает 4 Гбит/с, может поставить под сомнение их точность.
Вот тут-то и начинается самое интересное: анализ данных! Вы увидите графики, демонстрирующие различные показатели, такие как скорость, положение и высота, а также скорость и вертикальную точность. Эти графики подчеркнут различия в производительности каждого GPS-модуля во время высокоскоростных маневров.
Результаты: Кто может удержаться на ногах?
Раунд 1: Matek M10Q против Holybro M10 Micro
Начнем с Matek M10Q, нашего надежного ветерана. Он показал отличные результаты, сохранив приемлемую точность при высоких G-силах. Но когда мы заменили его на Holybro M10 Micro, то заметили несколько значительных улучшений. M10 Micro лучше справлялся с изменениями скорости, удерживая их ниже критических порогов, что крайне важно для EKF (расширенного фильтра Калмана), чтобы поддерживать стабильную оценку положения.
Раунд 2: Holybro M10 Micro против M9N Micro
Далее M10 Micro сразился с чуть более старым M9N Micro. Хотя M9N Micro не был слабым, более новый чипсет M10 Micro дал ему небольшое преимущество. Он постоянно обеспечивал более высокую точность определения высоты, что очень важно, когда для определения высоты используется GPS, а не барометр - особенно в динамичных сценариях полета.
Раунд 3: Большой - Holybro F9P
Наконец, мы сравнили M10 Micro с более дорогим F9P. Этот GPS оснащен спиральной антенной и поддержкой RTK (хотя в этом раунде мы не тестировали возможности RTK). F9P показал впечатляющую точность, особенно по количеству спутников, к которым он мог привязаться, но это не было ночным и дневным отличием от M10 Micro. Учитывая, что F9P в шесть раз дороже, его производительность была немного выше, но не настолько, чтобы оправдать разницу в цене для приложений, не связанных с RTK.
Вердикт: маленький, могучий и как раз то, что нужно
Итак, что мы узнали? Matek M10Q по-прежнему является отличным вариантом, но если вы ищете лучшее соотношение цены и качества, то Holybro M10 Micro займет первое место. Он обеспечивает наилучший баланс между точностью, размером и производительностью, с легкостью справляясь с высокоскоростными маневрами.
Для тех, у кого побольше денег, F9P - это фантастический набор, особенно если вам нужны возможности RTK. Однако для большинства любителей и даже некоторых профессиональных приложений M10 Micro предлагает все необходимое за меньшую цену.
Заключение: Уверенная навигация по небу
В стремительно развивающемся мире гонок дронов и автономных полетов наличие GPS-модуля, на который можно положиться, имеет решающее значение. Holybro M10 Micro стал безусловным победителем, предлагая высокую производительность в компактном корпусе. Неважно, рассекаете ли вы небо в режиме акро или полагаетесь на RTL, чтобы вернуть свой дрон домой, этот GPS прикроет вас.
Я бы хотел протестировать эти GPS-модули в еще более экстремальных условиях, возможно, с использованием RTK - а пока держите свои дроны в воздухе, а сигналы GPS - сильными! Счастливых полетов!
Оригинал: The Great GPS Showdown: Speed, Precision, and a Few Surprises от 20 Aug 2024
