High-frequency signal far-field measurement systems usually involve the use of complex and expensive equipment, since the measurements must be made at a distance of multiple wavelengths from the antenna. Helicopter surveyors are commonly utilized. However, in recent years, much research has focused on ways to lower measurement costs by lowering flying expenses or equipment costs, for as using helium aerostats. Despite this, costs are still high. The research question is whether the measurement of the far-field properties of HF-antennas can be accomplished using a simple low-cost GPS-configured unmanned aerial vehicle (UAV) and a simple single-frequency transmitter. The study includes the design and experimental verification of a radiation pattern measurement system for HF antennas, for which measurement accuracy is discussed. Finally, limitations and implementation-related issues are discussed. / System för mätning av högfrekventa signalers fjärrfält kräver vanligtvis komplicerad och dyr utrustning, eftersom mätningarna måste göras på ett avstånd av flera våglängder från antennen. Helikopterundersökningar används vanligtvis, men på senare år har mycket forskning fokuserat på att sänka mätningskostnaderna genom att sänka flygkostnaderna eller utrustningskostnaderna, exempelvis genom att använda heliumaerostater. Trots detta är kostnaderna fortfarande höga. Forskningsfrågan är om mätning av högfrekventa signaler kan utföras med hjälp av en enkel och billig obemannade flygplan (UAV) konfigurerade med GPS och en enkel enskild frekvenssändare. Studien omfattar konstruktion och experimentall verifiering av ett system för uppmätning av strålningsdiagram för HF-antenner, där mätnoggrannheten diskuteras. Slutligen diskuteras begränsningar och implementeringsrelaterade frågor.

Mänsklig aktivitet har ökat utsläppen av växthusgaser i atmosfären så mycket att det påverkat klimatet och spås förändra det mer om inte åtgärder vidtas för att utsläppen ska minksa och helst upphöra helt. För att lindra effekterna av koldioxid, som är den växthusgas med störst påverkan, kan skogen spela en stor roll. För att veta vilka åtgärder som är lämpliga krävs förståelse för hur olika ingrepp i skogen påverkar dess upptag och utsläpp. Under några decennier har koncentrationer och flöden av växthusgaser mätts med hjälp av fasta master. De är dock för få för att kunna generalisera resultaten över hela landskap. Här undersöks hur teknikläget för mobila mätmetoder ser ut idag via en litteratur- och surveyundersökning. Samtliga respondenter är hoppfulla och tror att det bara är en tidsfråga innan tekniken finns för att kunna använda sig av små drönare för att kunna genomföra mätningar av gaser över skogsmark. Ett koncept för en pilotstudie har tagits fram där koldioxidkoncentrationer ska mätas.

This volume covers the phases from design to manufacturing of a wind tunnel testsupport structure for a conceptual blended wingbodyUAV designed by KTH GreenRaven Project students. The innovative aircraft design demonstrates sustainabilitywithin aviation by utilizing a hybrid electricfuelcell propulsion system. The windtunnel test to be conducted at Bristol University will produce data to evaluate theaerodynamic properties of the model for design verification. The wind tunnel modelis a smallscaled1.5mspanmodel supported by struts that change the pitch andyaw angles during testing. An external force balance provided by Bristol Universitymeasures the loads and moments experienced by the model. The main requirementsfor the structure are to withstand the aerodynamic loads imposed by the model andto change the model’s orientation while maintaining wind speed during the test. Themaximum aerodynamic loads were provided in a matrix, the largest of which was usedas the load condition for the support equating to a 512N lift at 14◦ AOA. Trade studieswere conducted to determine the mechanisms to satisfy the requirements while stayingwithin budget. The chosen design for the support structure includes a circular baseplate constrained by a locking ring with positioning pins to change the yaw angle. Themain strut is mounted at the the center of the circular base plate. A hinge bracketat the top of the strut interfaces with another hinge bracket within the model viaa clevis pin. An electric linear actuator mounted downstream of the main strut isused to vary the pitch angle, with the center of rotation at the clevis pin. Once thedesign was finalized, finite element analysis was done to verify the structural stabilityof the design. The FEA results were compared to EulerBernoulliapproximations fordeflection. Manufacturing of the components was outsourcedwhile assembly andprogramming of the actuator was done inhouse. / Det här examensarbetet är en del av ett projekt som omfattar processen från designtill tillverkning av en vindstunnelstödstruktur för en konceptuell UAV av typenflygande vinge, designad av KTH Green Raven Projectstudenter.Den innovativaflygplanskonstruktionen visar hållbarhet inom flygindustrin genom att användahybridbränsleceller som framdrivningssystem. Vindtunneltest som genomförs vidBristol University kommer att producera data för att utvärdera de aerodynamiskaegenskaperna hos modellen för verifiering av designen. Vindtunnelmodellen är ennedskalad modell på 1,5 m som stöds av stag som ändrar anfallsochgirvinklarnaunder testningen. En extern mätsond från Bristol University mäter de krafter ochmoment som modellen utsätts för. De viktigaste kraven för konstruktionen är attmotstå de aerodynamiska lasterna som modellen påför och att ändra modellensorientering samtidigt som vindhastigheten bibehålls under testet. De maximalaaerodynamiska belastningarna tillhandahölls i en matris; varav den största användessom lastfall för stödet motsvarande en 512N lyftkraft vid 14◦ anfallsvinkel. Jämförandestudier genomfördes för att bestämma mekanismerna för att uppfylla kraven samtidigtsom de låg inom budgeten. Den valda konstruktionen för stödkonstruktionenbestår av en cirkulär basplatta som fixeras med hjälp av en låsring, och som harpositioneringsstift för att ändra girvinkeln. En huvudstång är monterad i mitten avbasplattan upp till ett gångjärnsfäste i modellen. Bakom detta sitter ett linjärt ställdonsom dras ut och skjuts ihop för att ändra modellens attityd med rotationscentrum viddet övre fästet på huvudstaget. När designen slutfördes gjordes en finit elementanalysför att verifiera dess strukturella stabilitet. FEAresultatenjämfördes med EulerBernoulliuppskattningarför utböjning. Tillverkningen av komponenterna överlätstill extern part, medan monteringen och programmeringen av ställdonet gjordesinternt.

I det här examensarbetet undersöks möjligheten att använda UAS över begränsade områden när den nationella höjdmodellen skapad av Lantmäteriet ska uppdateras. Ämnet var ett förslag från Lantmäteriet och huvudsyftet var att testa om UAS kan användas som komplettering till traditionell flygfotografering. Det blir allt vanligare att använda UAS inom till exempel geomatiken, eftersom det är ett bra verktyg när ett snabbt och effektivt resultat krävs. Lantmäteriet använder flygburen laserskanning vid genereringen av nationella höjdmodellen och den uppdateras med traditionell flygfotografering. Andra aspekter som undersökts i detta examensarbete var vilken mätosäkerhet kan uppnås med UAS vid framställandet av en DHM, vilken skillnad i lägesosäkerhet finns mellan studiens punktmoln jämfört med nationella höjdmodellen, samt mot punktmolnet genererat från traditionell flygfotografering och den ekonomiska aspekten vid användning av UAS. Detta utfördes genom att samla in data med hjälp av UAS över Furuvik, Gävle. Flyghöjden var 88 m över ett område på ca 1 ha. Därefter skapades en höjdmodell som kontrollerades enligt den tekniska specifikationen SIS-TS 21144:2013. I examensarbetet jämfördes punktmolnet som genererades från flygfoton tagna med UAS mot nationella höjdmodellen. Osäkerheten för den genererade höjdmodellen vid användandet av UAS visade ett bra resultat i höjd med en standardosäkerhet på 0,015 m. Punktmolnet genererat från Lantmäteriets bildmatchning låg 0,315-0,392 m under studiens punktmoln medan punktmolnet från laserskanningen låg 0,014-0,155 m över. Resultatet visade att användning av UAS är väldigt kostnadseffektivt när den nationella höjdmodellen över begränsade områden ska uppdateras. Det rekommenderas därför för Lantmäteriet att använda UAS för detta ändamål. Det blir mer än väl godkänt resultat och kostnaden är liten med tanke på resultatet, d.v.s. en metod för att verkligen kunna ajourhålla nationella höjdmodellen och komplettera traditionell flygfotografering över begränsade områden. Med denna metod slipper de vänta på att den traditionella flygfotograferingen ska ske. Tekniken går hela tiden framåt och inom en snar framtid kommer även laserskanning kunna ske med UAS. Det skulle vara intressant att se resultat av den metoden. Intressant skulle även vara att se om det i framtiden går att utesluta flygsignalering och verkligen kunna använda direkt georeferering för att spara tid ute i fält. / In this thesis we are going to investigate possibility of using UAS, over small areas, for updating national elevation model produced by the National Land Survey of Sweden. The subject of the thesis was proposed by the National Land Survey of Sweden. One of the main objectives of the study was to test if UAS can be used as a complement to traditional aerial photo. The use of UAS has increased over the years within for example geomatics, because it is a great tool when quick and effective results are required. The National Land Survey of Sweden uses airborne laser scanning to generate the national elevation model. The elevation model is then updated by traditional aerial photogrammetry. Other objectives that have been investigated in this study are what uncertainty can be expected with UAS when generating a DEM, the differences in uncertainty between the point cloud generated in this study to the national height model and to the point cloud generated from the traditional photogrammetry and the economic aspects when using UAS. For this purpose data was collected by UAS in Furuvik, Gävle. The flight height was 88 m over the area of about 1 ha. Then a DEM was created and controlled according to the technical specification SIS-TS 21144:2013. In this thesis a comparison between the point cloud generated in this study and the national elevation model has been performed. Uncertainty of the produced DEM using UAS showed very good result in height with a standard deviation of 0.015 m. The point cloud generated from the traditional photogrammetry was 0.315-0.392 m below the point cloud generated in this study, while the point cloud from laser scanning was 0.014-0.155 m above. The results showed that using UAS are very cost-effective to update the national elevation model. It is advisable for the National Land Survey of Sweden to update the national height model over small areas with this method. There will be more than efficient and the costs are small considering the result. In other word this method is to recommend when updating the national elevation model and can be used as a complement to traditional photogrammetry within limited areas. With this method, they will not have to wait for the traditional aerial photography to take place. The technology is constantly moving forward and in the near future laser scanning with UAS will occur. It would be interesting to see the results of that method. It would also be interesting to see if it is possible to exclude the ground control points, and really be able to use direct georeferencing to save time in the field.

UAS has been become a very popular tool in surveying and evaluation of the systems measurement uncertainties are necessary. The most common method for georeferencing UAS data is to use ground control points (GCP) in order to use them in block adjustment. In recent years’ new techniques for direct georeferencing with UAS have been presented, which in theory means that the position of the UAS can be determined accurately enough and therefore GCP’s can be excluded. This study evaluates  uncertainties of the UAS Freya from SmartPlanes that don’t need GCP’s for georeferencing. The technique applied in the evaluation is based on Post Processed Kinematic (PPK) for coordinate determination of the UAS, which means that the collected GNSS data can be post processed using a reference station.   The test area was a 280 x 320 m block in the north end of Gävle airport, Sweden. Each flight is conducted in two orthogonal blocks and evaluated in three different ways against the 16 GCP. The altitude was about 90 m for all flights. The uncertainty of the PPK-technique is tested and evaluated with three different methods to ensure both accuracy and potential use. In total five flights were assessed and evaluated with Agisoft PhotoScan against 16 GCP spread over the area. The position of each GCP’s was determined with four independent network RTK measurements.  The results show that the georeferencing with the PPK-technique and block adjustment has potential to meet the uncertainties in level with indirect georeferencing using GCP. The results show very similar planimetric uncertainties, around 0,020 m in RMS, for all evaluations with the PPK-technique. The results of the uncertainty in height is more scattered where the two lowest results in a RMS under 0,015 m and the highest over 0,100 m for the difference against the 16 GCP.  It is possible to achieve low uncertainties with the method without the use of GCP. For areas where establishment of GCP is not possible, using UAS equipped with PPKtechnology provides a very suitable alternative to use. The results show relatively large differences between the evaluations and in order to determine the exact cause of them, further studies are required. / Den starka teknikutvecklingen för UAS resulterar i flera nya produkter på marknaden och för att utvärdera deras mätosäkerheter krävs det kontroller av systemen. Den vanligaste metoden vid georeferering med UAS är att använda koordinatbestämda flygsignaler på marken. På senare år har metoder för direkt georeferering presenterats, vilket i teorin innebär att positionen för UAS kan bestämmas så pass noggrant att flygsignaler kan uteslutas. I denna studie utvärderas mätosäkerheter för Freya, ett UAS från SmartPlanes som med hjälp av bra positionering och blockutjämning ska kunna användas för georeferering utan flygsignalering. Systemet från Smartplanes bygger på Post Processed Kinematic (PPK) för koordinatbestämning, vilket innebär att insamlat GNSS data kan efterberäknas med korrektioner från en referensstation. Mätosäkerheten för PPK-tekniken testas och utvärderas med 3 olika metoder för att se både på mätosäkerhet samt möjlig användning. Totalt fem flygningar har utförts på ett testområde som var cirka 280x320 m och beläget i den norra delen av Gävle flygplats. Flyghöjden var kring 90 m för alla flygningar som vidare har bearbetats och utvärderats i programvaran PhotoScan från Agisoft. Kontrollen av mätosäkerheten har gjorts mot 16 spridda kontrollpunkter på marken som har positionsbestämts med fyra oberoende nätverks-RTK mätningar vardera. Varje flygning är utförd i två ortogonala block och utvärderades med fyra olika konfigurationer mot de 16 kontrollpunkterna.  Resultaten visar att georeferering med hjälp av blockutjämning och PPK-tekniken har potential för att uppnå mätosäkerheter i nivå med indirekt georeferering med hjälp av stödpunkter på marken. I plan visar resultaten på väldigt jämna mätosäkerheter, kring 0,020 m i RMS, för alla utvärderingar med PPK-tekniken. Resultaten i höjd är mer spridda där de lägsta visar mätosäkerheter under 0,015 m RMS och de högsta över 0,100 m i RMS för avvikelsen mot kontrollpunkterna. Det är fullt möjligt att uppnå låga mätosäkerheter med metoden utan användning av stödpunkter. För användningsområden där stödpunkter inte kan etableras är detta UAS med PPK-tekniken ett mycket lämpligt alternativ att använda. Resultaten visar på relativt stora skillnader mellan de olika testade metoderna och för att avgöra den exakta orsaken till dem skulle vidare studier behövas.

The drone industry is growing and the need for increased autonomy will be required if large fleetof drones will be able to fly without a single pilot per drone. A useful part of automating the flighten-route can be achieved with the upcoming standard of Direct Remote Id (DRI), which signalspositional data for drones and can be used as the perceptive part in a collision avoidance systembetween drones with the advantage of limited weight penalties and minimal financial cost.Simulations were carried out to understand different kinds of evasive maneuvers and develop asimple yet effective algorithm for avoiding obstacles and continue towards the next waypoint ona mission. Positional data can be retrieved with an ESP-32 board from a flight computer withMavlink protocol, which can then be broadcasted and received to an ESP-32 board using DirectRemote Id. The distances between the nearest drones can be computed, along with the shortest al-lowable distance and closest positions of the drones, if they were to continue on a straight course. Ifthe closest passing distance turned out closer than a set safety distance, an evasive maneuver is cal-culated and executed, with preliminary work focusing on evasion maneuvers on an horizontal plane.Flight tests showed that an evasive position could be calculated, and the drone successfully di-verted to it, while continuing with the mission after the evasion was completed. These resultsshowed the potential of using Direct Remote Id as a simple close proximity detection for use withcollision avoidance / Drönarindustrin växer allt snabbare och det kommer att krävas en större grad av autonomitet för att kunna få drönare att flyga av sig själva utan att ha en pilot per drönare. En användbar del av att kunna autonomisera flygrutten vid flykt kan vara den nya standarden Direct Remote Id (DRI), som sänder ut positionsdata för den individuella drönaren och kan användas för att kunna upptäcka och bli upptäckt av andra drönare med minimal vikt- och priskostnad.Simuleringar gjordes för att undersöka samt förstå olika typer av undanmanövrar och för att utveckla en simpel och effektiv algoritm för att kunna undvika objekt och fortsätta med en planerad rutt. Positionsdata kan skickas till ett ESP-32 kretskort fån en flygdator med hjälp av Mavlink protokoll, denna data kan sedan sändas och bli mottaget av ett annat ESP-32 kretskort med Direct Remote Id standarden. Avståndet till den närmsta drönaren kan beräknas samt den minsta passagedistansen mellan drönarna om de skulle fortsätta i rak riktning. Om den minsta passagedistansen mellan drönarna är mindre än ett satt säkerhetsavstånd, beräknas en undanmanöver samt utförs. Flygtester visade att en undanmanöver kunde beräknas samt att drönaren omdirigerades till sidan om objektet och därefter fortsatte på sin planerade flygrutt. Dessa resultat visade potentialen i att använda Direct Remote Id som ett enkelt sätt att upptäcka andra drönare för att användas i ett kollisionsundvikande system.

3D-models/maps are great to use for visualization of the real world and are easy to understand for the average person. The use of this data is becoming increasingly common. Karlstad municipality offers a web-based product with a 3D-map to show the city's residents what is happening in the city. Today, the models are produced using laser data and orthophotos collected by airplanes. Karlstad municipality has the ambition to maintain the 3D-map themselves. Due to practical and economic reasons, aerial photographing with airplanes is not suitable. This study examines the method of creating 3D-models using two data collection methods, UAV and TLS, in order to smoothly create models with higher quality LOD 3. The 3Dmodel created in this study should be able to be used for Karlstad municipality's 3D-map to realistically visualize one of the city's older known heritage sites, which is Karlstad's theatre. The method used in the study proves to be effective and creates a 3D-model with a LOD quality of 3. The method required planning, field collection, preprocessing of collected data, and data processing. Programs primarily used for the study were Agisoft Metashape, TBC, and Cloud Compare. The study showed that the method is time-consuming for conducting 3D-models of UAV and TLS data. Collection and 3D-modelling are much smoother with only UAV data as it is faster, but the quality is slightly lower. The method may be suitable for individual buildings with cultural historical values or socially important ones where detail richness and the quality of the 3D-model are more important and interesting. / 3D-modeller/kartor är bra för att visualisera verkligheten och är lätta att förstå för gemene man, användningen av denna typ blir allt vanligare. Karlstads kommun erbjuder en webbaserad produkt med 3D-karta som ett sätt att visa kommunens invånare vad som händer i staden. Idag tas modellerna fram med hjälp av laserdata och ortofoto insamlat med flygplan. Karlstads kommun har som ambition att själva underhålla 3D-kartan. På grund av praktiska och ekonomiska skäl lämpar sig ej insamling med flygplan.I denna studie undersöks metoden att skapa 3D-modeller med två datainsamlingsmetoder, UAV och TLS, detta för att smidigt kunna skapa modeller med högre kvalitet LOD 3. 3D-modellen som skapas i denna studie ska kunna användas till Karlstads kommuns 3D-karta för att realistiskt visualisera ett av stadens äldre kända stads arv som är Karlstads teater. Metoden som används i studien visar sig vara effektiv och skapar en 3D-modell med en LOD-kvalitet på 3. Metoden krävde en planering, fältinsamling, förarbete av insamlad data och bearbetning av data. Program som framför allt användes för studien var Agisoft Metashape, TBC och CloudCompare. Studien visade att metoden är tidskrävande för att genomföra 3D-modeller av UAV och TLS data. Insamling och 3D-modellering görs mycket smidigare med endast UAV data då det är snabbare men kvaliteten blir lite sämre. Metoden kan lämpa sig för enstaka byggnader med kulturhistoriska värden eller samhällsviktiga där detaljrikedom och där kvaliteten på 3D-modellen är viktigare och intressantare.

The purpose of this study was to compare the positional accuracy in UAV measurements using three methods: RTK (Real-Time Kinematic), PPK (Post-Processed Kinematic) with base station data, and MakeItAccurate (MIA) with both web service and KlauPPK software. The measurements were conducted at Karlstad University and evaluated against HMK standard levels. The study investigated the positional accuracy in UAV measurements. Data were collected using RTK, PPK with base station data, and post-processing with base station data, MIA's web service, and the KlauPPK software. RTK and PPK with base station data achieved high positional accuracy in the horizontal plane, both meeting HMK standard level 3. RTK showed a Root Mean Square Error (RMSE) of 0.026 meters horizontally and 0.15 meters vertically, while PPK with base station data showed an RMSE of 0.038 meters horizontally and 0.20 meters vertically. MIA's web service exhibited significant discrepancies in the horizontal plane (0.55 and 0.68 meters, respectively) and varying vertical results, indicating unreliability. MIA in KlauPPK demonstrated consistent but inadequate results in the horizontal plane with an RMSE of approximately 0.81 meters, but good vertical accuracy (0.0438-0.0506 meters), meeting HMK standard level 3. The results indicate that RTK and PPK with base station data performed best in horizontal accuracy but had poorer vertical accuracy. MIA's web service was the least reliable method, while MIA in KlauPPK showed better vertical accuracy but poorer horizontal accuracy. In conclusion, no methods alone meet HMK standard level 3 in horizontal and vertical planes without ground support. For further assurance, more measurements and calculations under varying conditions and expanded testing in different environments are recommended. / Syftet med denna studie var att jämföra lägesnoggrannheten vid UAV-mätningar med tre metoder: RTK (Real-Time Kinematic), PPK (Post-Processed Kinematic) med basstationsdata, och MakeItAccurate (MIA) med både webbtjänst och programvaran KlauPPK. Mätningarna utfördes vid Karlstads universitet och utvärderades mot HMK standardnivåer. Under arbetet undersöktes lägesnoggrannheten vid UAV-mätningar. Data samlades in med RTK, PPK med basstationsdata, och efterberäkning med skedde med basstationsdata, MIA:s webbtjänst och KlauPPK-programvaran. RTK och PPK med basstationsdata uppnådde hög lägesnoggrannhet i plan, där båda uppfyllde HMK standardnivå 3. RTK visade en RMS på 0,026 meter i plan och 0,15 meter i höjd, medan PPK med basstationsdata visade en RMS på 0,038 meter i plan och 0,20 meter i höjd. MIA:s webbtjänst visade stora avvikelser i plan (0,55 respektive 0,68 meter) och varierande höjdresultat, vilket indikerar opålitlighet. MIA i KlauPPK visade konsekventa men otillräckliga resultat i plan med en RMS på cirka 0,81 meter, men god höjdnoggrannhet (0,0438–0,0506 meter), som uppfyllde HMK standardnivå 3. Resultaten visar att RTK och PPK med basstationsdata presterade bäst i plan noggrannhet, men har sämre höjdnoggrannhet. MIA:s webbtjänst var den mest opålitliga metoden, medan MIA i KlauPPK visar bättre höjdnoggrannhet men sämre noggrannhet i plan. Slutsatsen är att ingen av metoderna ensam uppfyller HMK standardnivå 3 i både plan och höjd utan markstöd. För ytterligare säkerhet rekommenderas fler mätningar och beräkningar under varierande förhållanden, samt utökad testning i olika miljöer.

No description available.

The range of missions performed by Unmanned Aircraft Systems (UAS) has been steadily growing in the past decades thanks to continued development in several disciplines. The goal of increasing the autonomy of UAS's is widening the range of tasks which can be carried out without, or with minimal, external help. This thesis presents methods for increasing specific aspects of autonomy of UAS's operating both in outdoor and indoor environments where cameras are used as the primary sensors. First, a method for fusing color and thermal images for object detection, geolocation and tracking for UAS's operating primarily outdoors is presented. Specifically, a method for building saliency maps where human body locations are marked as points of interest is described. Such maps can be used in emergency situations to increase the situational awareness of first responders or a robotic system itself. Additionally, the same method is applied to the problem of vehicle tracking. A generated stream of geographical locations of tracked vehicles increases situational awareness by allowing for qualitative reasoning about, for example, vehicles overtaking, entering or leaving crossings. Second, two approaches to the UAS indoor localization problem in the absence of GPS-based positioning are presented. Both use cameras as the main sensors and enable autonomous indoor ight and navigation. The first approach takes advantage of cooperation with a ground robot to provide a UAS with its localization information. The second approach uses marker-based visual pose estimation where all computations are done onboard a small-scale aircraft which additionally increases its autonomy by not relying on external computational power.