測繪無人機上RTK到底有什麼意義

2020-11-30 電子發燒友

測繪無人機上RTK到底有什麼意義

發表於 2019-06-21 17:00:30

測繪無人機採用RTK差分定位系統（可實現釐米級定位），這樣也是為了加快作業效率。據介紹如果採用普通GPS定位，為了校正誤差還需要派人去實地布設若干個像控點，而用了RTK則可以基本不用、或是只需要少量像控點。

這篇文章告訴你測繪無人機上RTK到底有什麼用？

第一：我們得明白什麼是RTK？

RTK（Real - time kinematic）定位技術就是基於載波相位觀測值的實時動態定位技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，並達到釐米級精度。

第二：RTK是幹什麼用的？

RTK（Real - time kinematic）定位技術就是基於載波相位觀測值的實時動態定位技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，並達到釐米級精度。

如上圖所示，基站與A點的距離比較近，因此他們接收衛星信號時受到的大氣層影響也基本接近，基站本身已知所處位置的坐標，在得到衛星信號提供的坐標之後與原數據做新差分，並將差分的結果告知A點，因此A點也可以得到高精度的結果。

第三：RTK對於無人機來說有什麼用？

自從RTK帶入無人機領域以後，最近一段時間RTK技術在無人機上的應用有點火。在農業植保領域，大家都已經知道它能為無人機提高定位精度，降低飛行誤差。

由於衛星信號的多路徑效應以及大氣中對衛星信號的折射和反射，當農田周邊出現防風林或者天氣環境影響時，衛星的定位精度就會降低，導致作業中的無人機出現航線偏移。

航線偏移存在一定的風險，在便用普通GPS進行定位，航線偏移的誤差甚至可能達到10米左右，如果偏移量太大，將可能導致植保無人機撞上防風林或者其他事故發生。因此這樣的自主飛行並不能讓人安心，也沒有辦法真正的解放操作員的雙手，操作員仍需要全神貫注地盯著整個作業過程，隨時準備救場。

通過下圖我們先來了解一下GPS和RTK定位的其中一個特點：

普通GPS的圓概率誤差（CEP）有50%左右的概率在2.5米以內，另外50%的誤差可能更大，甚至接近10米。上圖中，當我們想要尋找O點的位置時，普通的GPS會告訴我們O點在A處，而A則是黃圈直徑10米範圍內的任意一個點。RTK通過實時差分技術，可以將範圍縮小到10cm內。

飛機在作業時獲取到的航線坐標並不是一條直線，而是一個有寬度的區域，如果使用GPS定位進行航線作業，則區域的寬度在0－10米的範圍內，此時飛機實際飛行的軌跡將會是一條歪歪扭扭的曲線，並且每一次飛行的曲線都不一致。

而使用RTK技術時，航線將是一個0-10釐米寬度的區域，與GPS相比，RTK基本等於是直線飛行，彎曲的幅度很小，因此效果將更均勻可控。

植保無人機：在一些壟間距較大的田間作業時，如發生的偏移較大，甚至可能產生作物本身大部分漏噴和土地汙染等次生危害，總而言之，RTK通過大幅提高定位精度來拓寬GPS定位技術的應用場景。在未來的農田裡，RTK也會有更多產生作用的地方。它將融入作物生長的每一個階段，幫助我們實時獲取農田中任意位置的時間和空間信息，再搭配對應的設備，實現定時、定點、定量的農藥化肥投放，取得最佳的經濟效益和環境效益。除了植保作業外，高精度的實時定位還可以協助農村土地測量、確權和提供其他農田中的無人自動化設備高精度導航與數據服務。

第四：在植保無人機上使用RTK技術存在哪些問題？

1、基站的設置及作業半徑對RTK 的測量精度和作業速度有直接影響。基準站應儘量架設在地勢較高的地方，而且要遠離強電磁幹擾源和大面積的信號反射物。

2、RTK技術的本身，是依賴於GPS衛星定位的，它的使用要有四顆以上衛星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，如果所在地本身接受GPS的信號就很差，那RTK也沒有什麼作用。另外在有大面積的信號反射物的地方是無法定位的，如高層建築附近，茂密的森林等；強電磁源也會干擾信號，如高壓輸電線附近，變電站等，在雲層較厚的時候也有影響。

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