ติดตั้ง FC GNSS และเซนเซอร์

ตัวอย่างที่ 1 ติดเข็มทิศห่างสายแบตเตอรี่เท่าใด

สายแบตเตอรี่มีกระแสขณะลอยตัว 30 A ทีมต้องการให้สนามรบกวนไม่เกิน 5% ของสนามแนวราบของโลก

import math

MU0 = 1.25663706127e-6                         # N/A² (CODATA 2022)
H_EARTH = 41_168e-9                            # T แนวราบ กรุงเทพฯ 2026 (WMM2025)
I = 30.0                                       # A

def b_single(i, r):
    return MU0 * i / (2 * math.pi * r)

def b_pair(i, s, r):                           # สายไปกลับห่าง s ใช้ได้เมื่อ r >> s
    return MU0 * i * s / (2 * math.pi * r ** 2)

print(f"single wire at 5 cm: {b_single(I, 0.05) * 1e6:.1f} uT ({b_single(I, 0.05) / H_EARTH:.1f} x Earth's horizontal field)")
for s in (0.005, 0.02):
    for r in (0.10, 0.20):
        b = b_pair(I, s, r)
        err = math.degrees(math.atan(b / H_EARTH))
        print(f"pair {s * 1000:.0f} mm apart at {r * 100:.0f} cm: {b * 1e6:5.2f} uT = {b / H_EARTH:5.1%} of H, heading error up to {err:.1f} deg")
    r_min = math.sqrt(MU0 * I * s / (2 * math.pi * 0.05 * H_EARTH))
    print(f"  distance for 5% of H with pair {s * 1000:.0f} mm apart: {r_min * 100:.0f} cm")

single wire at 5 cm: 120.0 uT (2.9 x Earth's horizontal field)
pair 5 mm apart at 10 cm:  3.00 uT =  7.3% of H, heading error up to 4.2 deg
pair 5 mm apart at 20 cm:  0.75 uT =  1.8% of H, heading error up to 1.0 deg
  distance for 5% of H with pair 5 mm apart: 12 cm
pair 20 mm apart at 10 cm: 12.00 uT = 29.1% of H, heading error up to 16.3 deg
pair 20 mm apart at 20 cm:  3.00 uT =  7.3% of H, heading error up to 4.2 deg
  distance for 5% of H with pair 20 mm apart: 24 cm

สายเส้นเดียวที่ระยะ 5 cm สร้างสนามแรงกว่าสนามโลกเกือบสามเท่า เข็มทิศจึงใช้ไม่ได้เลย การวางสายไปกลับชิดกันหรือพันเกลียวลดสนามลงมาก แต่ถ้าสายแยกห่าง 2 cm ต้องติดเข็มทิศไกลขึ้นเป็นสองเท่า นี่คือเหตุผลที่โดรนส่วนใหญ่ติด GNSS กับเข็มทิศบนเสาสูง ArduPilot มีการทดสอบ compassmot ซึ่งวัดสนามรบกวนเทียบกับกระแสจริง ค่าต่ำกว่า 30% ยอมรับได้ 31–60% ก้ำกึ่ง และเกิน 60% ต้องย้ายตำแหน่งหรือใช้เข็มทิศภายนอก

ตัวอย่างที่ 2 ผลของระยะห่างเสาอากาศ

เสาอากาศอยู่หน้า IMU 0.12 m และสูงกว่า 0.10 m (แกน Z ชี้ลง จึงเป็น −0.10)

import math

X, Z = 0.12, -0.10                             # m, GPS1_POS_X และ GPS1_POS_Z
for roll in (10, 25):
    shift = abs(Z) * math.sin(math.radians(roll))
    print(f"roll {roll} deg: antenna moves sideways {shift * 100:.1f} cm while the IMU stays put")
yaw_rate = math.radians(60)                    # rad/s
print(f"yaw at 60 deg/s: antenna velocity {yaw_rate * X:.3f} m/s from rotation alone")
print(f"set GPS1_POS_X = {X}, GPS1_POS_Y = 0, GPS1_POS_Z = {Z}")

roll 10 deg: antenna moves sideways 1.7 cm while the IMU stays put
roll 25 deg: antenna moves sideways 4.2 cm while the IMU stays put
yaw at 60 deg/s: antenna velocity 0.126 m/s from rotation alone
set GPS1_POS_X = 0.12, GPS1_POS_Y = 0, GPS1_POS_Z = -0.1

ตำแหน่งขยับหลายเซนติเมตรเมื่อเอียง และความเร็วที่วัดได้คลาดเกือบ 0.13 m/s เมื่อหมุนหัวเร็ว สำหรับ GNSS ทั่วไปที่คลาดเคลื่อนระดับเมตรอาจไม่เห็นผล แต่สำหรับ RTK ระดับเซนติเมตรมีผลชัดเจน จึงต้องวัดและใส่ค่าชดเชยทุกครั้ง