Intet är nytt under solen...

>>>Problemet är att terrängen är väldigt långt från den idealiska platta reflektorn och antennerna sitter ca 40-55 meter över omgivande terräng beroende på riktning och berg skärmar av markreflexen för låga vinklar i vissa riktningar. När jag simulerar loberna med HFTA-programmet ger små ändringar i horisontalplanet stora ändringar i lobernas utseende. Kort sagt: loberna är "trasiga".

Simuleringarna kan nog bara ge en ungefärlig bild av hur det möjligen kanske kan se ut men inte mer än så. Sedan behöver flikigheten inte betyda så mycket i praktiken då den reflekterade "vågen" i jonosfären inte är en tunn stråle i en bestämd vinkel utan snarare ett ganska diffust "energiknippe" som reflekteras i en stor volym. Vinkeln för optimal signal varierar dessutom ganska snabbt. Möjligen ger en helt ren bred huvudlob i vertikalplanet något stabilare signal än en flikig dito med djupa dipp. Inget jag vet men det låter logiskt att det blir så.

Om man nu skall göra drönarmätningar så kan det vara ide att försöka förenkla dom så långt det går. Positionen på marken räcker det med att ta ut på kartan. I det fall man använder omvänd mätmetod med sändaren i drönaren så skulle höjdinformationen från GPS kunna sändas via testsignalen. Om man sedan använder en SDR-mottagare så kan hela mätningen spelas in på hårddisken för senare analys. Då har man knutit ihop signalnivå, tid, och höjd eller positionen i XYZ-axlarna om man väljer att skicka ner hela paketet. Man låter drönaren stå stilla en stund på ett antal olika höjder så att signalen är helt stabil när höjdinfo läses ut.

Jag vet inte hur många bitar som en komplett GPS-position omfattar men det kan väl inte vara så värst många. Det behövs ett enkelt interface mellan GPS och sändare men säkert inga problem för "di digitala" att klura ut hur man gör. Finns kanske redan klart i APRS-protokollet som kan snidas till?
 
I den applikation som jag studerat är tanken att överföra positionsdata från drönarens autopilot i realtid via WLAN 2,4 GHz datalänk tillsammans med fältstyrkedata från tre axlar+dataloggerns egen GPS-information
Sampletakten skulle behöva vara 5 3D mätpunkter per sekund och frekvens, eller 5 Hz, och det går åt c:a 100 byte per datapunkt, alltså ett dataflöde av 1500 byte/s = 10 kbit/s.

Dessutom lagras hela mätförloppet i icke-flyktigt minne (några Mbyte) ombord för senare analys.

Anledningen till att systemet är tänkt att använda en mottagare+mätantenn med känd antennfaktor ombord är att avsikten med hela projektet är att kunna mäta upp både strålningsdiagram och antennverkningsgrader för både omni- och riktantenner i stora frekvensområden.

Ett system med en sändare ombord kan bara alstra relativmätningar, vilket förvisso är tillräckligt för amatörbruk.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Jag tror att relativa- och A/B-mätningar är fullt tillräckliga i det här projektet. Det borde också räcka med mätning i en axel för att ta upp vertikaldiagrammet för en GP.

Att ha mottagaren i drönaren har så klart sina fördelar då all data kan sparas ner samtidigt som den sänds i realtid till marken. Även viktmässigt och strömförbrukning bör bli mindre.

Mätproceduren blir då att ställa drönaren en stund på varje mäthöjd och växla mellan sändarantenn A och B ett antal gånger för att samla in data. Mottagaren kan göras mycket enkel om man begränsar det dynamiska området till c:a 40-50 dB vilket borde räcka mer än väl. Det finns ju kretsar typ NE604 som har analog SSI-utgång och som via en AD-omvandlare kan rätas upp i programvaran eller så har väl Analog Devices lämpliga log-amps i stil med de som används i effektmetrarna.

Möjligen får man vara beredd på att på varje mätavstånd först placera drönaren i maxloben för kalibrering för nära max SSI-nivå vilket då får göras med hjälp av sändareffekten på marken. Sen kan mätningen göras från noll till x meter i höjdled. Kan det vara en god kompromiss?
 
Nu kom det något nytt under solen. :)
Detta och inläggen angående drönarmätningar borde definitivt ligga i en egen tråd.
Ämnet är alldeles för intressant för att "drunkna" i denna nostalgitråd.
Kan en moderator fixa det tro?

SM6PXJ said:
OT
Vet inte om drönarbaserade fältstyrkemätningar har börjat användas bland amatörerna.
Ett sånt system borde spara tid jämfört med att samla in data vid RBN och man slipper variationerna i jonosfären.
http://www.rfcafe.com/miscellany/homepage-archive/2014/Drone-Based-Field-Measurement-System.htm
/Christer
Click to expand...
 
Last edited:
>>>Den GPS-baserade autopilot som jag tittade på i mitt projekt ger +/- 0,5 till 1 m i alla led vid "långsam" flygning.

Då var det väl ngn form av DGPS inblandad för att få den nogrannheten?
 
Fjärrstyrd flygande drönare med GPS, inbyggd mottagare och dator för loggning... nä, det VAR bättre (och enklare) förr, Hi ! ;)
 
SM0AOM said:
I den applikation som jag studerat är tanken att överföra positionsdata från drönarens autopilot i realtid via WLAN 2,4 GHz datalänk tillsammans med fältstyrkedata från tre axlar+dataloggerns egen GPS-information
Click to expand...

Eftersom nästan alla fjärrstyrningar ligger på 2,4 GHz så är det bättre att använda WLAN på 5 GHz för "nerlänken". Fjärrsyrningar typ Spektrum DSMX och Futaba FASST har annars rätt bra räckvidd, bortåt 2 km.
 
Om man vill hålla det på en rimligt enkel nivå så kan jag inte se att positionsdata behöver skickas över huvud taget. Man kan sätta en enkel GPS-logger i UAV:n. Ser t ex en på eBay för 16 USD som väger 62 g.
Mätsändaren placeras i UAV:n. På marken loggar man signalstyrka och tidpunkt på sekundnivå. Sen tankar man ur GPS-loggern och sammanställer data.
 
Enkel och bekväm metod PXJ.

Men klarar vanlig GPS den noggrannhet som behövs? Mäter man i övergångszonen där fjärrfältet dominerar så blir ju den totala mäthöjden inte särskilt stor för en 21 MHz antenn på marken. Man vill nog kunna bestämma höjden på bättre än en halvmeter när om olika antenners vertikaldiagram skall kunna jämföras med någon reda. Gissar att en teodelit eller "laserpekare på skalskiva" på lagom avstånd ger mer noggranna svar? Mer jobb och mer omständigt så klart plus att man får se till att drönaren befinner sig exakt på samma punkt på marken under hela mätningen. En annan markbaserad laserpekare riktad rakt upp kan kanske komma till nytta här. :)
 
Det hela beror på vilken upplösning som behövs för antenndiagrammet, och på vilken högsta elevationsvinkel som är av intresse.

Om vi antar att mätningarna ska göras på 21 MHz på antenner med liten antennvinst så är en lämplig radie på halvsfären 100m eller 7 våglängder.
Längden på den kvartscirkelbåge som uppstår är då 2*pi*100/4 = 150 m. Tänker vi nu oss en upplösning av 2 grader så blir mätpunkterna grovt räknat 4 m från varandra.
Detta klarar GPS-mottagare med lite klass, den som följer med WinRadio dataloggertillsatsen har 0,1 m i sista siffran i sin visning av Z-koordinat.
Låter man programvaran göra lite medelvärdesbildning eller ännu hellre Kalman-filtrering av positionsdata går det att jämna ut spridningen högst påtagligt.
Detta sker dock på bekostnad av ökad mättid.

Ifall vi inte vill flyga utefter en halvsfär utan stiga rakt upp så blir det praktiska problem någonstans vid en elevationsvinkel av 50-60 grader.
Gör man så behöver man även en avståndskorrektion och en korrektion för referensantennens antenndiagram ifall det inte är isotropiskt när vinkeln börjar överskrida 20-25 grader.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Vanlig GPS dvs Standard positioning service, SPS har inte den noggrannhet som krävs. Här krävs förmodligen både PPS och DGPS.
DGPS-korrektion kan man fixa till med efterbearbetning av GPS-data. Man kan själv mäta upp en känd position genom att medelvärdesbilda över en längre tidsperiod, dagar.
Utförs sedan antennmätningarna i samma område så fungerar denna typ av DGPS-korrektion.
En drönare som kan hålla höjden noga "position hold" har hjälp av både ultraljud på låg höjd och även barometrisk höjdmätare paralellt med GPS-höjd.
GPS-position i Z-led ger tyvärr den sämsta noggrannheten så man måste lita på att drönaren själv sammanställer korrekta höjdangivelser.
För att säkerställa att mätningen verkligen ger bra noggrannhet bör man kontrollera värdet för PDOP och FOM.
Dessa värden visar om det är gynnsamt att börja mätningen map antal synliga satteliter och hur lämpligt dessa är positionerade runt horisonten för en noggrann trigonometrisk beräkning.
Man vill ju ha minst 4st sattelliter för 3D position placerade i en perfekt tetraed. Ännu bättre blir det med 5st satteliter i pyramid-formation. Ännu fler är givetvis bättre.

Alltså vad jag vill komma till är att man bör ha koll på PDOP och FOM för att vara säker på att antenn-mätdata är jämförbara.
Man kan alltså inte bara starta en mätning utan att veta "godhetstalet" på sina mätdata.
 
Helst vill man naturligtvis flyga i en halvsvär för att slippa korrigera data men det blir snabbt mer invecklat och projektet övergår kanske ifrån antennmätning till att utveckla mätutrustning och mätmetoder. I mitt fall är utgångspunkten att en GP-antenn för 21 MHz som förses med olika antal radialer och som placeras lågt över marken med olika konduktivitet resp saltvatten skall jämföras i A/B-tester. Inga absolutmätningar är planerade i första skedet även om de är intressanta på sikt. Kan mäthöjden bli så hög att huvudlobens maxvärde fås med så är det bra nog. Allt över c:a 30 grader elevationsvinkel är mer eller mindre ointressant just nu.

Så om man försöker att skala av och förenkla projektet så mycket som det bara går så kanske man landar i ett koncept med en billig hobbydrönare som lyfter en batteridriven oscillator försedd med en kort vertikal tråd (1 m lång) som antenn. Tråden kanske kan förlängas med supertunn fisklina ner till marken med markeringar för vissa bestämda mäthöjder så att drönaren kan placeras på t ex 1, 3, 5, 25, .... 120 m höjd tillräckligt länge för att registrera ett relativt mätvärde i dBm eller dB på en mätmottagare ansluten till mätobjektet, GP-antennen. Huruvida en tunn fisklina som höjdmätare fungerar i verkligheten vet jag nu inte men vikten på linan borde inte vara större än att den kan förmodas hänga någorlunda vertikalt alla fall en bra bit upp? Eller så kan mätplattformen utgöras av en heliumballong med lina. Givetvis måste det vara vindstilla vilket kan vara ett problem i Skåne. Möjligen på natten...

Max tillåten flyghöjd för riktiga flygplan och helikoptrar i det aktuella området inom Köpenhamn TMA tycks vara 760 m men för drönare tillåts bara 120 m och att piloten på marken skall ha optisk kontakt utan hjälpmedel som kikare eller kamera i drönaren. Så har jag tolkat bestämmelserna. De begränsar ju de lagliga möjligheterna att mäta på längre avstånd långt bort i fjärrfältet för att få med den mellanliggande markens påverkan och se hur loberna trasats sönder en bit bort bakom div hus, kraftledningsstolpar m m. Alternativt är kanske att anlita något företag med tillstånd som kan flyga högre och lagligt. Själva mätningarna behöver ju inte ta så lång tid.

Men man får nog börja enkelt i liten skala för att se vad som går att uppnå och sen bygga på allt eftersom det finns möjlighet?
 
SM0GLD said:
<snip> man bör ha koll på PDOP och FOM för att vara säker på att antenn-mätdata är jämförbara.
Click to expand...

Trimble har ett program som heter "Planning" som talar om värdet på DOP för valbar tidpunkt.
Man ser de kraftiga varationerna över tid.
DOP_Vertical.png

Ett sätt att öka precisionen är att använda multipla GPS:er och sedan medelvärdesbilda dem.
Här har man nått <1 m onoggrannhet på en minut med tre GPS:er (sid 14).
http://2012.sensorapps.org/sites/default/files/uploads/1569519559.pdf
 
Last edited:
Jag har märkt att just höjdangivelserna är mycket dåliga på de GPS-mottagare jag använder. Jag har trott att det beror på den "dåliga" vinkeln till GPS-satelliterna för oss här uppe i norden. Men det är bara en spekulation.

/Roland
 
SM0BRF said:
Jag har märkt att just höjdangivelserna är mycket dåliga på de GPS-mottagare jag använder. Jag har trott att det beror på den "dåliga" vinkeln till GPS-satelliterna för oss här uppe i norden. Men det är bara en spekulation.

/Roland
Click to expand...

Du har rätt, vertikal-geometrin, VDOP, blir sämre på högre latitud men HDOP blir faktiskt bättre.
Mitt på polen ser man ju inga satteliter rakt upp bara runt horisonten.
 
SM6GXV said:
Kollegor har köpt en GPS-utrustad drönare (www.altigator.com) och tänker sig att använda denna för diverse
experiment där GPS kan utnyttjas. Tyvärr är Altigator ett företag som är svåra att handla med
om man inte betalar med kreditkort (och det gör inte CTH), men produkterna är ganska intressanta.
Click to expand...

Den var ett strå vassare än dom jag tidigare har kollat in.
Navigerar med hjälp av GPS, Glonass och Beidou!
Troligtvis kan detta hålla DOP lågt för det mesta.
 
Om man nöjer sig med att endast flyga rakt upp från marken till rimliga höjder så torde en laseravståndsmätare vara det enklast sättet att bestämma flyghöjden.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Verkar som laser över 15 m är svårt att finna till rimliga priser? Skall Googla mer sen.

Upp till 18 m mäthöjd klaras annars av med en Spiderbeam 18 m teleskopmast.
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top