โมดูล 1/5 · สัปดาห์ 1–3 · 27 ชม.

การวางแผนภารกิจ

DRT 342 การวางแผนภารกิจ การปฏิบัติการอัตโนมัติ และการบินนอกระยะสายตา

เวลาเรียนประมาณ 90 นาทีร่าง รอตรวจปรับปรุงล่าสุด 26 กันยายน 2569

เมื่อเรียนจบโมดูลนี้ ผู้เรียนจะสามารถ

อธิบายวงจรการวางแผนและปฏิบัติภารกิจตั้งแต่ brief จนถึงการทบทวนหลังบิน
กำหนดพื้นที่ปฏิบัติการด้วยแนวคิด flight geography, contingency volume และ ground risk buffer
เลือกอากาศยานและ payload จากคำถามของภารกิจ
วางแนวบินสำรวจจากค่า GSD และส่วนซ้อนของภาพ
คำนวณเวลาบินเมื่อมีลมและงบพลังงานพร้อมพลังงานสำรอง

ความรู้พื้นฐานที่ควรมี: DRT 341 โมดูล 1–4 · พื้นฐานเวกเตอร์และตรีโกณมิติ (DRT 111)

ทำไมต้องรู้

อุบัติเหตุโดรนจำนวนมากไม่ได้เกิดจากเครื่องเสีย แต่เกิดจาก แผนที่ไม่พอ เช่น ไม่รู้ว่าลมแรงขึ้นตอนบ่าย ไม่ได้คิดพลังงานขากลับ หรือไม่รู้ว่ามีถนนตัดผ่านใต้แนวบิน การวางแผนภารกิจจึงเป็นทักษะหลักของผู้ปฏิบัติการ UAS วิชาชีพ ยิ่งภารกิจเป็นแบบอัตโนมัติหรือบินนอกระยะสายตา ความผิดพลาดของแผนยิ่งแก้ยากกลางอากาศ เพราะคนไม่ได้อยู่ในวงควบคุมตลอดเวลา

เปรียบเทียบง่าย ๆ การวางแผนภารกิจคล้ายการวางแผนเดินทางไกลด้วยรถยนต์ ต้องรู้ว่าจะไปทำอะไร เส้นทางไหน น้ำมันพอไหม ถ้ารถเสียกลางทางจะจอดที่ไหน และใครต้องรู้ว่าเรากำลังเดินทาง

โมดูลนี้ใช้หน่วยความรู้จากคลังความรู้โดรนเป็นฐาน ได้แก่ การเขียน brief การประเมินพื้นที่ การรวมข้อมูลอากาศเข้ากับแผน และบทฝึกกำหนดแนวคิดภารกิจ ผู้เรียนควรอ่านก่อนเข้าชั้นเรียน

วงจรภารกิจ

ภารกิจที่ดีไม่ได้เริ่มจากการเปิดโปรแกรมวาด waypoint แต่เริ่มจาก คำถามที่ต้องการคำตอบ

วงจรหกขั้น เริ่มจาก brief คำถามและผลส่งมอบ ประเมินพื้นที่และอากาศ วางแผนเส้นทาง พลังงาน และขั้นตอนฉุกเฉิน ตัดสินใจ GO HOLD หรือ NO-GO บินและติดตามภารกิจ แล้วทบทวนหลังบินและนำบทเรียนกลับไปใช้ใน brief ครั้งถัดไป — ภาพที่ 1 วงจรการวางแผนและปฏิบัติภารกิจ

Brief ระบุคำถาม ผู้รับผลงาน เวลาที่ผลยังมีประโยชน์ และบทบาทของทีม เช่น “ต้องการภาพความละเอียดไม่หยาบกว่า 3 cm ต่อพิกเซลของแนวคลองยาว 2 km ส่งให้เทศบาลภายใน 48 ชั่วโมง” ดีกว่า “ถ่ายรูปคลองให้ชัดที่สุด”
ประเมินพื้นที่และอากาศ ตรวจสิ่งกีดขวาง คน ถนน ห้วงอากาศ จุดขึ้นลงและจุดสำรอง รวมทั้งพยากรณ์และรายงานอากาศ แยก “สิ่งที่ตรวจแล้ว” ออกจาก “สิ่งที่ยังเป็นสมมติฐาน”
วางแผน เส้นทาง ความสูง ความเร็ว พลังงาน และขั้นตอนเมื่อเกิดเหตุผิดปกติ
ตัดสินใจ GO เมื่อเงื่อนไขครบ HOLD เมื่อข้อมูลสำคัญยังไม่ยืนยัน NO-GO เมื่อความเสี่ยงเกินเกณฑ์
บินและติดตาม เทียบสถานะจริงกับแผนตลอดเวลา
ทบทวนหลังบิน บันทึกสิ่งที่ต่างจากแผนและนำบทเรียนกลับไปใช้ครั้งต่อไป

กพท. จัดทำแนวทางรูปแบบคู่มือปฏิบัติการบิน (Operations Manual, OM) เลขที่ CAAT-GM-UAS-001 ซึ่งแยกหัวข้อความรับผิดชอบ การวางแผน การสำรวจพื้นที่ และการสื่อสารไว้ ผู้ดำเนินการแต่ละรายต้องเขียนขั้นตอนของตนใน OM ตามรุ่นอากาศยานและลักษณะงาน ตารางในบทเรียนนี้เป็นแบบฝึกเท่านั้น ไม่ใช่แบบบังคับของหน่วยงาน

พื้นที่ปฏิบัติการ

แผนที่มีเส้นทางบินเส้นเดียวยังไม่พอ เพราะโดรนจริงไม่ได้บินตรงเส้นพอดี ระเบียบวิธี SORA 2.5 ของ JARUS แบ่งพื้นที่เป็นชั้น ๆ ซึ่งเป็นแนวคิดที่มีประโยชน์แม้ในภารกิจที่ไม่ได้ใช้ SORA

ภาพตัดขวาง flight geography อยู่ชั้นในสุดมีเส้นทางบินอยู่ภายใน ล้อมด้วย contingency volume ด้านนอกเป็นพื้นที่ข้างเคียง ใต้พื้นที่บินบนพื้นดินมี ground risk buffer รองรับ operational volume ประกอบด้วย flight geography รวมกับ contingency volume — ภาพที่ 2 ชั้นของพื้นที่ปฏิบัติการตามแนวคิด SORA

ชั้น	ความหมาย	ตัวอย่างการกำหนด
Flight geography	พื้นที่และความสูงที่อากาศยานบินในสภาวะปกติ	แนวคลองกว้าง 200 m ความสูงไม่เกินที่ได้รับอนุญาต
Contingency volume	พื้นที่ล้อมรอบที่ใช้เมื่อเกิดเหตุผิดปกติ และใช้ขั้นตอน contingency พากลับเข้าพื้นที่ปกติ	เผื่อความคลาดเคลื่อนตำแหน่ง ลมพัด และระยะเบรก
Ground risk buffer	พื้นที่บนพื้นดินรอบ operational volume ที่คาดว่าอากาศยานจะตกภายในถ้าเสียการควบคุม	SORA 2.5 เสนอหลัก 1 ต่อ 1 คือกว้างเท่าความสูงบินเป็นค่าเริ่มต้น
Adjacent area	พื้นที่ถัดออกไปที่ต้องประเมินว่าถ้าหลุดออกไปจะกระทบใคร	ชุมชนหรือถนนใหญ่ข้างพื้นที่งาน

SORA 2.5 ระบุว่าการกำหนด operational volume ต้องคิดถึงความแม่นยำของการนำทาง ความคลาดเคลื่อนในการบินตามเส้นทาง ความคลาดเคลื่อนของแผนที่ และความหน่วงของระบบ ไม่ใช่ขีดเส้นตามความรู้สึก

เลือกอากาศยานและ payload

เลือกจาก คำถามของภารกิจ ไม่ใช่จากเครื่องที่มีอยู่ในห้อง (ทบทวน DRT 341 โมดูล 2 และ 4)

คำถามภารกิจ	ข้อกำหนดที่ตามมา	ทางเลือกที่เหมาะ
ทำแผนที่แปลงเกษตร 300 ไร่	พื้นที่กว้าง บินแนวตรงยาว	ปีกตรึงหรือ VTOL กล้อง RGB หรือมัลติสเปกตรัม
ตรวจรอยร้าวใต้สะพาน	ลอยนิ่งใกล้โครงสร้าง GNSS อาจถูกบัง	มัลติโรเตอร์ มีกล้องซูมและระบบกันชน
ค้นหาผู้สูญหายตอนกลางคืน	มองเห็นความร้อน ต้องส่งภาพสด	มัลติโรเตอร์หรือ VTOL กล้องความร้อน ลิงก์วิดีโอ
ตรวจแนวท่อยาว 30 km	บินไกลนอกระยะสายตา	ปีกตรึงหรือ VTOL C2 ระยะไกล (โมดูล 3–4)

วางเส้นทางและ waypoint

ภารกิจอัตโนมัติประกอบด้วยรายการ waypoint ซึ่งแต่ละจุดมีพิกัด ความสูง และคำสั่ง (โมดูล 2) รูปแบบเส้นทางที่ใช้บ่อยคือ

จุดต่อจุด สำหรับการขนส่งหรือการไปถึงพื้นที่งาน
แนวบินสำรวจแบบไปกลับ (lawnmower) สำหรับทำแผนที่
วงโคจรรอบวัตถุ สำหรับถ่ายโครงสร้างสามมิติ
แนวเส้นตรงตามโครงสร้าง สำหรับตรวจสายไฟหรือท่อ

ความละเอียดภาพและแนวบินสำรวจ

ขนาดภาพบนพื้นต่อหนึ่งพิกเซล (Ground Sampling Distance, GSD) ขึ้นกับความสูงบิน $H$ ขนาดพิกเซลของเซนเซอร์ $p$ และความยาวโฟกัส $f$

GSD = \frac{H \cdot p}{f}

ภาพติดกันต้องมีส่วนซ้อนเพื่อให้ซอฟต์แวร์ต่อภาพได้ ถ้าความกว้างภาพบนพื้นเป็น $W$ และส่วนซ้อนด้านข้าง $o_{side}$ ระยะห่างแนวบินคือ $s = (1 - o_{side}) W$ รายละเอียดเชิงโฟโตแกรมเมตรีจะเรียนในวิชาทำแผนที่

มุมมองจากด้านบน แนวบินไปกลับแปดแนวครอบพื้นที่สี่เหลี่ยม แถบภาพของแต่ละแนวซ้อนกัน ระยะห่างแนวบินเท่ากับหนึ่งลบส่วนซ้อนคูณความกว้างภาพบนพื้น — ภาพที่ 3 แนวบินสำรวจแบบไปกลับและส่วนซ้อนของภาพ

ตัวอย่างที่ 1 วางแนวบินสำรวจ

กล้องมีเซนเซอร์กว้าง 13.2 mm ภาพกว้าง 5472 พิกเซล เลนส์ 8.8 mm บินที่ความสูง 80 m ต้องการส่วนซ้อนด้านข้าง 70% พื้นที่กว้าง 540 m ยาว 800 m บินที่ 10 m/s

ขนาดพิกเซล $p = 13.2/5472 = 0.002412$ mm $= 2.412 μ m$
$GSD = \frac{80 \times 2.412 \times 1 0 ^{- 6}}{8.8 \times 1 0 ^{- 3}} = 0.0219$ m $\approx 2.2$ cm ต่อพิกเซล
ความกว้างภาพบนพื้น $W = 5472 \times 0.0219 \approx 120$ m
ระยะห่างแนวบิน $s = (1 - 0.7) \times 120 = 36$ m
จำนวนแนว $= 540/36 + 1 = 16$ แนว ระยะบินรวม $16 \times 800 + 15 \times 36 = 13340$ m
เวลาบิน $13 340/10 = 1334$ s $\approx 22.2$ นาที ยังไม่รวมขึ้นลง

ถ้าต้องการ GSD 3 cm จะบินได้สูงถึงราว 109 m แต่เงื่อนไขทั่วไปในประกาศกระทรวงคมนาคม พ.ศ. 2558 กำหนดไม่ให้บินสูงกว่า 90 m จากพื้น การบินสูงกว่านั้นต้องได้รับอนุญาตเป็นกรณีพิเศษ ตัวเลขคำนวณจึงเป็นแค่ขอบบนทางเทคนิค

พลังงานและลม

ลมเปลี่ยนเวลาบิน

ความเร็วเหนือพื้นคือผลรวมเวกเตอร์ของความเร็วสัมพัทธ์อากาศกับลม $v_{ground} = v_{air} + w$ เวลาแต่ละขาคือระยะหารด้วยความเร็วเหนือพื้นของขานั้น

t = i \sum \frac{d _{i}}{v _{ground, i}}

ตัวอย่างที่ 2 ลมตามขาไปชดเชยลมสวนขากลับได้หรือไม่

โดรนบินด้วยความเร็วอากาศ 12 m/s ไปจุดที่ห่าง 2 km แล้วกลับ มีลมสวนขาไป 4 m/s

ขาไป $v = 12 - 4 = 8$ m/s เวลา $2000/8 = 250$ s
ขากลับ $v = 12 + 4 = 16$ m/s เวลา $2000/16 = 125$ s
รวม 375 s เทียบกับไม่มีลม $4000/12 \approx 333$ s

ลมทำให้ใช้เวลามากขึ้นราว 12.5% แม้จะมีทั้งลมสวนและลมตาม เพราะช่วงลมสวนกินเวลานานกว่า มัลติโรเตอร์ใช้กำลังเกือบคงที่ตามเวลา พลังงานที่ใช้จึงเพิ่มตามไปด้วย

งบพลังงาน

พลังงานที่ใช้ได้จริงไม่เท่ากับพลังงานบนฉลาก ต้องหักส่วนที่ไม่ควรใช้ (สัดส่วน $η$ ) แล้วหารด้วยกำลังเฉลี่ย $P$

t = \frac{η E}{P}

ผู้ดำเนินการกำหนดพลังงานสำรองขั้นต่ำไว้ใน OM เช่น ต้องลงจอดโดยเหลือพลังงานไม่ต่ำกว่าร้อยละที่กำหนด ในรายวิชานี้ใช้นโยบายตัวอย่าง “ใช้ได้ 80% ของพลังงานแบตเตอรี่” ค่าจริงต้องอิงคู่มือผู้ผลิตและ OM

ตัวอย่างที่ 3 ภารกิจนี้บินเที่ยวเดียวได้หรือไม่

ใช้ภารกิจจากตัวอย่างที่ 1 แบตเตอรี่ 22.2 V 8.0 Ah กำลังเฉลี่ยขณะบินสำรวจ 350 W ขึ้นลงใช้เวลารวม 2 นาที

พลังงาน $E = 22.2 \times 8.0 = 177.6$ Wh ใช้ได้ $0.8 \times 177.6 = 142.1$ Wh
เวลาบินได้ $142.1/350 = 0.406$ h $\approx 24.4$ นาที
เวลาที่ภารกิจต้องการ $22.2 + 2 = 24.2$ นาที

เหลือเผื่อเพียง 0.2 นาที ยังไม่รวมลม การไต่ระดับ หรือการบินวนรอ ภารกิจจึงควร แบ่งเป็นสองเที่ยว เช่น แนวที่ 1–8 และ 9–16 และวางจุดเปลี่ยนแบตเตอรี่ไว้ในแผน

กิจกรรมในชั้นเรียน

กิจกรรม: ทำแฟ้มแนวคิดภารกิจ

ใช้ใบงาน B01 จากคลังความรู้โดรน (ภารกิจสมมติสำรวจแนวคลองยาว 2 km)

เขียน brief หนึ่งหน้า ระบุคำถาม ผู้รับผล เวลา และบทบาททีม
ร่าง flight geography, contingency volume และ ground risk buffer บนแผนที่ฝึก พร้อมเหตุผลของแต่ละระยะ
คำนวณ GSD ระยะห่างแนวบิน และเวลาบิน แล้วตรวจงบพลังงานด้วยค่าที่อาจารย์กำหนด
ทำทะเบียนสมมติฐาน ระบุสิ่งที่ยังต้องตรวจ เจ้าของข้อมูล และเงื่อนไขที่ทำให้ต้อง HOLD

แฟ้มนี้เป็นงานฝึก ไม่ใช่แผนการบินที่ได้รับอนุญาต

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ระวัง

เริ่มจากการวาดเส้นทาง โดยยังไม่ได้เขียนคำถามและผลส่งมอบ
ขีดพื้นที่บินเท่าเส้นทางพอดี ไม่เผื่อ contingency volume และ ground risk buffer
คิดว่าลมตามขากลับชดเชยลมสวนขาไปได้พอดี
ใช้พลังงานบนฉลากเต็มจำนวน ไม่หักพลังงานสำรอง
ถือว่าภาพแผนที่เก่าบอกสภาพวันบิน ไม่มีคนในภาพไม่ได้แปลว่าไม่มีคนในวันปฏิบัติ

สรุป

วงจรภารกิจคือ brief → ประเมินพื้นที่และอากาศ → วางแผน → ตัดสินใจ → บินและติดตาม → ทบทวน
พื้นที่ปฏิบัติการตามแนวคิด SORA ประกอบด้วย flight geography, contingency volume และ ground risk buffer
เลือกอากาศยานและ payload จากคำถามภารกิจ
GSD $= H p / f$ และระยะห่างแนวบิน $s = (1 - o_{side}) W$
ลมเพิ่มเวลาบินไปกลับเสมอ งบพลังงานต้องหักพลังงานสำรองตาม OM

แบบฝึกตรวจความเข้าใจ

ทำไม brief ว่า “ถ่ายภาพให้ชัดที่สุด” จึงไม่พอสำหรับการวางแผน
Contingency volume ต่างจาก flight geography อย่างไร
บินที่ความสูง 60 m ด้วยกล้องขนาดพิกเซล 2.412 µm เลนส์ 8.8 mm GSD เท่าใด
ภาพกว้างบนพื้น 100 m ส่วนซ้อนด้านข้าง 75% ระยะห่างแนวบินเท่าใด
ความเร็วอากาศ 10 m/s ไปกลับระยะ 1.5 km มีลมสวนขาไป 5 m/s ใช้เวลารวมเท่าใด เทียบกับไม่มีลม

เฉลย

ไม่บอกว่าใช้ภาพทำอะไร ความละเอียดเท่าใด ส่งให้ใคร และเมื่อใด ทีมจึงเลือกความสูง อุปกรณ์ และเกณฑ์ตรวจผลไม่ได้
Flight geography คือพื้นที่บินในสภาวะปกติ ส่วน contingency volume ล้อมรอบไว้สำหรับเหตุผิดปกติ และใช้ขั้นตอน contingency พากลับเข้าพื้นที่ปกติ
$GSD = 60 \times 2.412 \times 1 0^{- 6} /8.8 \times 1 0^{- 3} \approx 0.0164$ m หรือราว 1.6 cm
$s = (1 - 0.75) \times 100 = 25$ m
ขาไป $1500/5 = 300$ s ขากลับ $1500/15 = 100$ s รวม 400 s เทียบกับไม่มีลม 300 s (มากขึ้น 33%)

สรุปสูตรสำคัญ

ความเร็วเหนือพื้น	$v_{ground} = v_{air} + w$
เวลาบินรวมหลายขา	$t = \sum_{i} \frac{d _{i}}{v _{ground, i}}$
ขนาดภาพบนพื้น (GSD)	$GSD = \frac{H \cdot p}{f}$
ระยะห่างแนวบินสำรวจ	$s = (1 - o_{side}) W$
เวลาบินจากพลังงาน	$t = \frac{η E}{P}$

แหล่งอ้างอิงหลัก

Joint Authorities for Rulemaking on Unmanned Systems. (2024). JARUS guidelines on Specific Operations Risk Assessment (SORA), main body, edition 2.5 (JAR-DEL-SRM-SORA-MB-2.5). link
สำนักงานการบินพลเรือนแห่งประเทศไทย. (2565). รูปแบบคู่มือปฏิบัติการบินของอากาศยานซึ่งไม่มีนักบิน (CAAT-GM-UAS-001, Issue 01 Rev 00). link
International Organization for Standardization. (2023). Unmanned aircraft systems – Part 3: Operational procedures (ISO 21384-3:2023). link
Fahlstrom, P. G., Gleason, T. J., & Sadraey, M. H. (2022). Introduction to UAV systems (5th ed.). Wiley.
Wolf, P. R., Dewitt, B. A., & Wilkinson, B. E. (2014). Elements of photogrammetry with applications in GIS (4th ed.). McGraw-Hill.
สำนักงานการบินพลเรือนแห่งประเทศไทย. (2569). ประกาศ กพท. เรื่อง หลักเกณฑ์และวิธีการในการอนุญาตให้ผู้บังคับหรือปล่อยอากาศยานซึ่งไม่มีนักบิน ประเภทอากาศยานที่ควบคุมการบินจากภายนอก ที่มีน้ำหนักไม่เกิน 25 กิโลกรัม ปฏิบัติแตกต่างไปจากเงื่อนไขที่กำหนด พ.ศ. 2569 (มีผล 17 พฤษภาคม 2569). link
กระทรวงคมนาคม. (2558). ประกาศกระทรวงคมนาคม เรื่อง หลักเกณฑ์การขออนุญาตและเงื่อนไขในการบังคับหรือปล่อยอากาศยานซึ่งไม่มีนักบิน ประเภทอากาศยานที่ควบคุมการบินจากภายนอก พ.ศ. 2558. ราชกิจจานุเบกษา, 132(86 ง), 6–12. link

อ่านเพิ่มเติม

ศึกษาหน่วยความรู้ที่กำหนดล่วงหน้า ดูสื่อประกอบ และทำ quiz ประจำโมดูล

พร้อมใช้D08

ในชั้นเรียน / ภาคสนาม

บรรยาย อภิปรายกรณีศึกษา และแก้โจทย์ในชั้นเรียน

หลักฐานการเรียนรู้: ผล quiz และแบบฝึกหัดที่ส่ง

แบบทดสอบประจำโมดูล

แบบทดสอบนี้ใช้ตรวจความเข้าใจ (formative) ไม่ใช่การสอบเก็บคะแนน

โดเมนความรู้: การวางแผนภารกิจ การบิน และการจำลอง · กฎหมาย ความปลอดภัย และความเสี่ยง