基建、巡检、警用和消(xiāo)防领域(yù)的(de)应用不断扩展,针对无人机的应用现状而言,如何(hé)提高定位精度一直是无人机厂(chǎng)商们努力的方向,而RTK技术的(de)出(chū)现为无人机提供了(le)新的(de)高精度(dù)定(dìng)位系统。
我们知(zhī)道无(wú)人机的飞行航线依赖于导(dǎo)航定位系统(tǒng),可(kě)以根据定位(wèi)系统所得到的信息(xī)让无人机在指(zhǐ)定的时间内完成航行任务,而其(qí)精准度与所搭载的定(dìng)位(wèi)技术直接挂钩,基于RTK技术(shù)的(de)无人机定位系统可以通过实时获取导航卫星信号和RTK差分定位信息,为无人机(jī)飞行作业提供高精度(dù)定位支持。
技术(shù)简介
RTK的中文全称是实时动态(tài)差分法,是建立在实时处理两个(gè)测(cè)站的载(zǎi)波相位基础上的种新的常用的GPS测(cè)量(liàng)方法,与之(zhī)前的GPS定(dìng)位技术相比(bǐ),采用了载波相位动态实(shí)时(shí)差分方(fāng)法,可以在(zài)野外(wài)实时得到(dào)厘米级定位精度。
RTK作(zuò)业模式是(shì)通过基准站采集(jí)卫星数据后,通(tōng)过(guò)数(shù)据链将其观(guān)测值和站(zhàn)点(diǎn)坐标信息一起传送(sòng)给流动站,而流动站通过对所采(cǎi)集到的卫星数据和(hé)接收(shōu)到的数(shù)据链进行实时载(zǎi)波相位差分的处理(lǐ),得出(chū)定位结果,可以消除(chú)无人机传统的GPS定(dìng)位(wèi)技术所带来的卫星钟(zhōng)误差、星历误(wù)差,并修正信号在(zài)电离层及对(duì)流层中(zhōng)传播(bō)的误差。
由此(cǐ)可见,RTK 技术的关键在于数据处理(lǐ)和数据传输方面(miàn),其中求解起始(shǐ)的整周模糊(hú)度(dù)、基(jī)准(zhǔn)站与流动站间(jiān)的数据(jù)传输及(jí)坐(zuò)标(biāo)转换参数的求解技术是核心重(chóng)点所在。
根据实际(jì)应(yīng)用显示,主要由GPS 接收设(shè)备、无线电通讯设备(bèi)、电子手簿(bù)、蓄电池、基站和(hé)流动站(zhàn)天线及连线配套设(shè)备组成的(de)RTK定位系(xì)统可以实(shí)时提供观(guān)测点的(de)三维坐标,并达到厘米级的(de)高(gāo)精度。
与以前的静态(tài)、快速静态(tài)、动态测(cè)量(liàng)都需要事后(hòu)进行解算(suàn)才能获(huò)得厘米级的(de)精度相比,为工程放样(yàng)、地形测图,各种(zhǒng)控制测(cè)量带来了新曙光,极(jí)大地提高(gāo)了外业作业效率。
技术优势
与传统的定(dìng)位技术相比,RTK技术因(yīn)其(qí)作业自(zì)动化、集成(chéng)化(huà)程(chéng)度高,测绘功能强大而(ér)胜任(rèn)各种(zhǒng)作业领域。内装式软件控(kòng)制系统可自动实(shí)现多种测绘功能,减少人为误差,保(bǎo)证了作业精度。
RTK技术是通过基(jī)准(zhǔn)站和流动站之间进行的数据采集、传输和处理来(lái)进(jìn)行定位,且在(zài)一般的地理条件下,RTK设站后一次可以完成的作业(yè)区域是半(bàn)径10KM左(zuǒ)右,极大的减少了传统(tǒng)测量(liàng)作业中的“搬(bān)站”次数,因此与传统全站仪(yí)等测量仪器相比(bǐ),数据可靠性(xìng)高,累(lèi)计误差几(jǐ)乎为零,且作业速度快,不仅提(tí)高了(le)测量效(xiào)率也节(jiē)省(shěng)了作业经费。
在(zài)作业条件(jiàn)方面,RTK技术(shù)不(bú)要(yào)求两点(diǎn)间满足光学通视(shì),只要求(qiú)满足"电磁(cí)波通视"和(hé)对天基本(běn)通(tōng)视,因此受到通视条件、能见度(dù)、气候等因素的影(yǐng)响(xiǎng)较小,在传统定位技术教(jiāo)难完成(chéng)作业的区域也(yě)可轻松完成(chéng)作(zuò)业。
随(suí)着RTK技术的不(bú)断发展,其数据通讯技术也在不(bú)断(duàn)完善,目前作业过程中受到电台(tái)稳定(dìng)性、电源电量(liàng)、天线性能等因素(sù)的(de)影(yǐng)响较少,操作(zuò)简单编辑(jí),而且系统(tǒng)可以随时与计算(suàn)机或其(qí)它(tā)测量仪器通信(xìn), 拥(yōng)有(yǒu)极强(qiáng)的数据处理(lǐ)能力,可以快速的进行数据的输入、输出和(hé)转换等。
实(shí)际应用(yòng)
目前RTK技(jì)术已经在多个领域得到广(guǎng)泛应用(yòng),而(ér)在无(wú)人机行业也成为了新科技中的一匹黑(hēi)马,为无(wú)人机的精准飞行(háng)提供了技术支持,也为(wéi)无人机飞行任务的完成提(tí)供了(le)保(bǎo)障。
RTK定位(wèi)系统(tǒng)应用(yòng)在无人机领(lǐng)域上主要分为远程终端控制系统和(hé)无人机移动定位几首系统两部分,可以为无人机制定精密(mì)的飞行(háng)作业方(fāng)案,并且规划飞行路线,不仅可以提高(gāo)自动(dòng)化作业的能力,还可以(yǐ)提高作业的效率。
举例来说,传统的无人机植(zhí)保(bǎo)作(zuò)业由(yóu)于定位技术的问题,常常(cháng)面临重喷、漏喷等(děng)问题(tí),如何精确完成断点续喷也(yě)是(shì)一直(zhí)在解决(jué)的技术问(wèn)题,而搭(dā)载RTK定位(wèi)系统(tǒng)后,则可以先通过搭载RTK模(mó)块的手持(chí)测绘器进(jìn)行地块测量以(yǐ)获取高精度的田(tián)地边界(jiè)信息(xī),作(zuò)为(wéi)制(zhì)定精确度达(dá)到厘米级别航线的(de)数据基础,而无(wú)人机(jī)则可以在航线制定后(hòu)进(jìn)行飞行作(zuò)业,妥善解(jiě)决因(yīn)航线(xiàn)偏移(yí)而带来(lái)的重喷、漏喷等问题。目前,零度智控(kòng)的农业整机守护者和(hé)极(jí)翼的农业植(zhí)保整机方(fāng)案,均有采用RTK技术。
随(suí)着人类活动(dòng)范(fàn)围的不断扩张,建设中(zhōng)心开始向(xiàng)建设环境恶(è)劣(liè)的领(lǐng)域不断延(yán)伸,而复杂的地(dì)形(xíng)地质条(tiáo)件(jiàn)和其他因(yīn)素的影响使得搭(dā)载传统定(dìng)位系统的航测变得问题(tí)凸显,而RTK与(yǔ)无人(rén)机(jī)低(dī)空摄影测(cè)量技术的结合颠覆(fù)了(le)也传统航(háng)测(cè)技术需要(yào)大量布设地面(miàn)控制点(diǎn)或者稀少控制点的作(zuò)业(yè)流程,成为无人机领域新的研究方向。
随着技(jì)术的不断发展,RTK技术已由传统的1+1或(huò)1+2发(fā)展到了广域差分(fèn)系统WADGPS,并(bìng)在一些城市设立了CORS系(xì)统,数据传输也由最(zuì)初的电台传(chuán)输(shū)发展到(dào)了现(xiàn)在的GPRS和GSM网(wǎng)络传输,不仅提高了RTK的测量范围,也为(wéi)未来(lái)技术的广泛应(yīng)用提供了技术基础。

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