Analysera dina flygningar med GPS, del 1

I denna artikelserie får du lära dig hur man med hjälp av en liten billig GPS enkelt och billigt kan logga sina flygningar. I efterhand kan du då analysera och visualisera planets position, hastighet, termik, höjdförändringar mm. Eller varför inte geotagga dina flygfoton?

GPS är en underbar teknisk pryl som kommit för att stanna. Idag används den till så vitt skilda tillämpningar som för att övervakning, navigering, bromsa bussar som kör för fort, lokalisering av bortsprungna hundar och styrning av vapensystem.
För att dra nytta av en GPS i ditt modellflygplan behöver den vara tillräckligt liten och lätt för att kunna placeras i planet. Man kan visserligen koppla en GPS direkt till ett radiosystem som sänder positionen tillbaka till dig som pilot, tex i ett FPV-system, men i den här artikelserien ska vi koncentrera oss på autonoma GPSer som lagrar informationen lokalt.
Här är ett exempel på analys över min Extras position och hastighet i söndags:

Lite teori om hur en GPS fungerar

Lite förenklat kan en GPS sägas fungera genom att den läser tids och potionsdata från ett antal satelliter. Med hjälp av tidsförskjutningen mellan satelliternas tidskoder kan GPSen beräkna avståndet till varje satellit. När GPSen samlat på sig avståndet till minst fyra satelliter kan det triangulera in sin postion horisontellt och i höjdled med några meters precision. Ju fler satelliter den har kontakt med, desto bättre blir noggrannheten. Den uppmärksamme läsaren kanske invänder och säger att det borde räcka med tre satelliter. Den fjärde satelliten används bland annat för att felkorrigera den erhållna positionen eftersom din GPS inte har något eget atomur att synka mot satelliternas.
GPSens beräkningar lagras sedan i vårt fall i form av NMEA-kod på det interna minneskortet. Här ser ni exempel på en sådan kod:
   $GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47
Ovantående sträng visar bland annat att vi vid tidpunkten 12.:35:19 UTC finns på latitud 48 deg 07.038′ N och longitud 11 deg 31.000′ E och att GPSen använt sig av 8 satelliter för beräkningen. Den berättar också att vi är 545,5 meter över medelhavsnivån.

Mitt lösning

Jag valde att köpa en GPS på Ebay som är avsedd för att kopplas till en dator via USB-uttaget. Priset var 39 dollar inklusive frakt. Storleken ”GPS-dongeln” är som ett ordinärt USB-minne och väger 22 gram.
Denna GPS saknar egen strömförsörjning, men det spelar ingen större roll då jag ändå tänker spänningsmata den från mottagaren för att undvika vikten av ytterligare ett batteri. Om man tar bort höljet på den hamnar vikten under 15 gram, men jag ansåg inte det vara nödvändigt.

Ordna strömförsörjning

Alla USB-enheter får enligt standard ström via USB-kontaktens yttre kontakter där pin 1 är +5 volt och pin 4 är nollan:
Eftersom jag inte litar på att alla tillverkare följer pinstandarden så mätte jag först upp utgångarna så jag var på den säkra sidan. Jag klippte därefter upp dongelns medföljande förlängningskabel och skarvade ihop den en standard servokabel.
Så här snyggt blev det:
Sedan var det bara att koppla in GPS:en i en ledig kanal på mottagaren så att den fick strömförsörjning. Har man inte använt GPSen på ett tag så tar det ett par minuter innan GPSen hittat tillräckligt många satelliter så att den kan beräkna sin position (man säger att GPSen fått fix).  Har man därmot nyligen använt enheten så vet GPSen var den ska börja leta efter satelliter och man får fix inom några sekunder.
I det program som medföljde GPSen kan man konfigurera tex hur dongeln ska lagra positionerna. Någor som är speciellt användbart för mig är att man kan kräva att positionen ska ha flyttat sig ett visst antal meter innan en ny position lagras. På så sätt sparar jag minnesutrymme och undviker att logga innan jag startat.
Du märker att GPSen fått fix genom att dess lysdiod börjar blinka. Jag rekommenderar dock att inte starta planet så fort du fått fix eftersom nogrannheten antagligen inte är speciellt bra de första minuterna vilket innebär att positionsangivelsen hoppar fram och tillbaka. Så ta en kopp kaffe till och låt positionen stabilisera sig.
Här är ett exempel där jag lagt ut planet på altanen och där delar av himlen (och satelliterna) skymts. Första GPS-fixen är då 30 meter fel och det dröjer drygt 2,5 minuter innan positionen hittat rätt. Den verkliga positionen har markerats med en röd ruta i bilden:
Nästa del i artikelserien handlar om hur man tar ut informationen efter flygningen och vad man kan göra med den.  Fortsätt direkt till del 2: http://mfkbluemax.com/article.php?articleID=391
  /stay tuned and positioned….

Om Mattias

Flygintresserad sedan barnsben. Sedan 2008 en modellflygare som bygger hellre (och bättre) än vad jag flyger. Sekreterare och webmaster i Bluemax.

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *