基建、巡检、警用(yòng)和消防领域的应用不(bú)断扩展,针对(duì)无人机的(de)应用现状(zhuàng)而言,如何提(tí)高(gāo)定(dìng)位精度一直是(shì)无人(rén)机厂商们努力的方(fāng)向,而RTK技术的出现为无人机提供了新的高精度定位(wèi)系统。
我们知(zhī)道无人机的飞行航线依赖于导(dǎo)航定位系统,可以根据定(dìng)位系统所得(dé)到(dào)的(de)信息让无人(rén)机在指定(dìng)的(de)时间内完成航行任(rèn)务(wù),而(ér)其(qí)精准(zhǔn)度与所搭载的定位(wèi)技(jì)术直接(jiē)挂钩,基于RTK技(jì)术的无人(rén)机定位系统可以(yǐ)通过(guò)实时获取导航卫星信号和RTK差分定位信息,为无人机飞行作(zuò)业提(tí)供(gòng)高(gāo)精(jīng)度定(dìng)位支持(chí)。
技术(shù)简介
RTK的中(zhōng)文全称(chēng)是实时动态差(chà)分法,是建立在实时处理两个测站的载波(bō)相位基础上的(de)种新(xīn)的常用的GPS测量方法,与之前的(de)GPS定(dìng)位技术相比,采用了载波相位动态实时差分(fèn)方法,可以(yǐ)在(zài)野外实时得到厘米(mǐ)级定(dìng)位(wèi)精度(dù)。
RTK作业模式是通过基准站(zhàn)采集卫星数据后,通过数据链(liàn)将(jiāng)其观(guān)测值和站点坐标信息一起传送给流(liú)动(dòng)站(zhàn),而流动站通过对所采集到的卫星数据(jù)和接(jiē)收到的数据(jù)链进行实时载波相位差分的(de)处(chù)理,得出定位结果,可以消除无人机传(chuán)统的GPS定位技术所带来的卫星钟误差、星历误差,并修(xiū)正信号(hào)在电离层及(jí)对流层中传播的(de)误(wù)差。
由此可见,RTK 技术(shù)的关键在于数据处理和数据传输方(fāng)面,其(qí)中求(qiú)解起始的整周模糊(hú)度、基准站与流(liú)动站间的数据传(chuán)输及坐标转换参数的求解技术是核(hé)心重点所在。
根据实际(jì)应用显(xiǎn)示,主要由GPS 接收设(shè)备、无线电通讯设备、电(diàn)子(zǐ)手(shǒu)簿、蓄(xù)电(diàn)池、基站(zhàn)和流动站天线及连线配套设备组成(chéng)的RTK定(dìng)位系统(tǒng)可以实时提供观(guān)测点的(de)三维坐标,并达到(dào)厘米(mǐ)级(jí)的高精度(dù)。
与以前的(de)静态、快速(sù)静态、动态测量都需要(yào)事后进行解算才能获得厘米级的精(jīng)度相比,为工程放样、地形测图,各种控制测(cè)量带来了新(xīn)曙光,极大地提高了外业作业效率。
技术优(yōu)势
与传统(tǒng)的定(dìng)位(wèi)技术相比,RTK技术因其(qí)作(zuò)业自(zì)动化、集成化程度高,测绘功能强大而胜任各种作业领域。内装式软件控制系统可自动实现(xiàn)多种测绘功能,减少人为误(wù)差,保证了作业精度(dù)。
RTK技术是通过基准(zhǔn)站和流动(dòng)站之(zhī)间进行的数据采集、传输(shū)和处理来(lái)进行定位,且在一般(bān)的地理条件下,RTK设站后一次(cì)可以(yǐ)完成(chéng)的(de)作业区域(yù)是半径10KM左(zuǒ)右,极大的(de)减少了传统测(cè)量作业中的“搬站”次(cì)数,因此与传统(tǒng)全(quán)站仪等测量仪器相(xiàng)比(bǐ),数(shù)据可(kě)靠性高,累计误差几乎为零,且作业速度快,不仅提高(gāo)了测量效率(lǜ)也节(jiē)省了作业经费。
在作业条(tiáo)件方(fāng)面,RTK技术不要求(qiú)两点间满足光学通视,只要求(qiú)满足"电磁波(bō)通视"和对天基本通视,因此受到通视条件(jiàn)、能见度、气候等因素的影(yǐng)响较小,在(zài)传(chuán)统(tǒng)定位技术教难完(wán)成作业的区域也可轻(qīng)松完成作业。
随(suí)着RTK技术的不断(duàn)发展,其数据通讯(xùn)技术也在不断完(wán)善,目前作业过程中受到电(diàn)台(tái)稳(wěn)定性(xìng)、电源电(diàn)量、天线(xiàn)性能等因素的影响较少,操(cāo)作简单编辑,而(ér)且系统可(kě)以随时与(yǔ)计算(suàn)机或其它测量仪器通信(xìn), 拥有(yǒu)极强的(de)数据处理能(néng)力,可以快(kuài)速的进行数据的输入、输出和转换等。
实际(jì)应用
目前RTK技术已经在多(duō)个领域得到广泛应(yīng)用,而在无人机(jī)行业也成为(wéi)了(le)新科技中的一匹(pǐ)黑马,为无人机的精准(zhǔn)飞行提供了技术支持,也为无人(rén)机飞行(háng)任(rèn)务的完成提供了保障。
RTK定位系统(tǒng)应用在无人机领域上主要(yào)分为(wéi)远程终端控制系统和无人机移动定位几首系统(tǒng)两(liǎng)部分,可以为无人机制(zhì)定精密(mì)的(de)飞行(háng)作业方案,并且规划飞行(háng)路(lù)线(xiàn),不仅可以提高自动化作业的(de)能(néng)力(lì),还可以(yǐ)提(tí)高作业的效率。
举例(lì)来说(shuō),传统的无人机植保(bǎo)作业由于定(dìng)位技术的问(wèn)题,常常面临重喷、漏喷等(děng)问题,如何精确完成(chéng)断点续(xù)喷也是一直在解决的技术问题,而搭载(zǎi)RTK定位(wèi)系统后(hòu),则可以先(xiān)通过搭(dā)载(zǎi)RTK模块的手(shǒu)持(chí)测绘器进行地(dì)块测量(liàng)以获取高精度的田地(dì)边(biān)界(jiè)信息,作为制定精确度达到厘(lí)米级别航线的数据基础,而无人机则可以在航线制定后进行飞行作业,妥善解(jiě)决因航线偏移而带来的(de)重喷(pēn)、漏(lòu)喷等问题(tí)。目前,零度智控的农业整(zhěng)机守护者和极翼的农(nóng)业植保(bǎo)整机方案,均有采用RTK技术。
随(suí)着人类活动范围的不断扩张,建设中心(xīn)开始向(xiàng)建设环境(jìng)恶劣的领(lǐng)域不断延伸,而复杂的地形地质(zhì)条件和(hé)其他(tā)因(yīn)素的影响使得搭(dā)载(zǎi)传统定位系统的航测变得问题凸显,而RTK与无人机低空摄影(yǐng)测量技术的(de)结合颠覆了(le)也传(chuán)统航(háng)测技术(shù)需(xū)要(yào)大量布(bù)设(shè)地面控制点或者(zhě)稀少(shǎo)控制点的作(zuò)业流程,成(chéng)为无人机领域新的研究方(fāng)向。
随着技术(shù)的不断发展,RTK技术(shù)已由(yóu)传统的(de)1+1或1+2发展(zhǎn)到了广域差分(fèn)系统WADGPS,并在一些城市设立了CORS系统(tǒng),数据传输(shū)也由最初的电台传输发(fā)展到了现在的GPRS和GSM网(wǎng)络传输,不仅提(tí)高了RTK的测量范围(wéi),也为(wéi)未来技(jì)术(shù)的广泛应用提供了技(jì)术基(jī)础(chǔ)。

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