基(jī)建、巡检、警用(yòng)和消防领域的应用不断扩展,针对无人机的应用现状而言,如何提高定位精度一直是无人机厂商们努(nǔ)力的方(fāng)向,而RTK技术的(de)出现为无人机提供了(le)新的(de)高精度定位系统(tǒng)。
我们(men)知(zhī)道无人(rén)机的飞行航线(xiàn)依赖于导航定位系统,可(kě)以根据定位系统所(suǒ)得到的信息让无人(rén)机在指定的时间内完成(chéng)航行任(rèn)务,而其精准(zhǔn)度与所搭(dā)载的定位技术直接挂钩(gōu),基于RTK技术的无人机定位系统可以通过实时获(huò)取导航卫星信(xìn)号和RTK差分定位信(xìn)息(xī),为无(wú)人(rén)机飞行(háng)作业提供高精度定位支持。
技术简介
RTK的中文全称(chēng)是实时动态差(chà)分法,是建立在实时处(chù)理两个测站(zhàn)的载波相(xiàng)位基础上的种(zhǒng)新(xīn)的常用的GPS测量方法,与(yǔ)之前的GPS定位技术相比,采(cǎi)用(yòng)了载波相(xiàng)位动态(tài)实时差(chà)分方法,可以在(zài)野外实(shí)时得到厘米(mǐ)级定位精度(dù)。
RTK作业模式是通过基准站采集卫星数(shù)据后,通(tōng)过数(shù)据链(liàn)将其(qí)观(guān)测值和站点(diǎn)坐标信息一起(qǐ)传(chuán)送(sòng)给流动站,而流动站通过对所采(cǎi)集到的卫星数据(jù)和接(jiē)收到(dào)的数据链进行实(shí)时载波相位(wèi)差(chà)分的处理,得出定位结果,可以消除无人(rén)机传统的GPS定(dìng)位技(jì)术所带来的卫(wèi)星钟(zhōng)误差、星(xīng)历误(wù)差,并修正信号(hào)在电离层(céng)及对流(liú)层中传播(bō)的误差。
由此可见,RTK 技术的关键在于数据处理和数(shù)据传输方面,其中求解起始的整周模糊度、基准站与(yǔ)流动站间的数据传输及(jí)坐标转(zhuǎn)换参(cān)数的求解技术是核心(xīn)重点所在。
根据实际应用显示,主要由GPS 接收设备、无线电通讯(xùn)设备、电(diàn)子(zǐ)手簿、蓄电池、基站和(hé)流动站天线及(jí)连线配套设(shè)备组成的RTK定位(wèi)系统可以实(shí)时(shí)提供观测点的三维坐标,并达到(dào)厘米级(jí)的高精度。
与以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后(hòu)进(jìn)行解算才能获得(dé)厘米级(jí)的精度相比,为(wéi)工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高(gāo)了外业作业效(xiào)率。
技术优势(shì)
与传统的(de)定位技术相比,RTK技术因其作(zuò)业(yè)自动化、集(jí)成化(huà)程度高,测(cè)绘功(gōng)能(néng)强大而胜任各种作业(yè)领域。内装(zhuāng)式软(ruǎn)件控制系统可(kě)自动(dòng)实现多种测绘功能,减少人为误差,保证了作业精度。
RTK技术(shù)是通过基准(zhǔn)站和流动站之间进行的(de)数据(jù)采(cǎi)集、传输和处理来进行定位,且在一般的地理条件下,RTK设站后(hòu)一次可以完成的作业区域是(shì)半径10KM左右,极大的减少了传统测量作业中的“搬站”次(cì)数,因此与传统全站仪等(děng)测(cè)量仪器相比,数据可靠性高,累计误差(chà)几乎为零,且作业速度快,不仅提高了测量效率也节省了作业经费(fèi)。
在(zài)作业条件方面,RTK技术不要求两点间满(mǎn)足光学通视(shì),只要求满足"电磁波通视"和对天基本通视,因此(cǐ)受到通视(shì)条(tiáo)件、能见度、气候等因素(sù)的(de)影响较小,在传统定位技术教难完(wán)成作业的区域(yù)也可轻松完成作业。
随着RTK技术的不断发展(zhǎn),其数据通讯技(jì)术也在不断(duàn)完善,目前作业过程(chéng)中受到(dào)电(diàn)台(tái)稳定性、电源电量、天线性能等因素的(de)影(yǐng)响较少,操作简单编辑,而且系(xì)统可(kě)以(yǐ)随时与计算机或其它测量仪器通信, 拥有极强的数据处理能力,可以快速(sù)的进(jìn)行数据的输(shū)入(rù)、输出和(hé)转换(huàn)等(děng)。
实(shí)际应用
目前RTK技(jì)术已经在多(duō)个领域得到广泛应用,而在无人(rén)机行业也(yě)成为(wéi)了新科技中的一匹(pǐ)黑马,为无人机的精准飞行提供了技术支持,也(yě)为无人(rén)机飞行任务的完成提(tí)供(gòng)了保(bǎo)障。
RTK定(dìng)位系统应用在无人机领域上主(zhǔ)要(yào)分为远程终端控制系(xì)统和无人机移动(dòng)定位(wèi)几首系统两部分,可以为无人(rén)机(jī)制(zhì)定精密的飞行作(zuò)业方案,并且规划飞(fēi)行路线,不仅可以提高自动化作业的能力,还(hái)可以(yǐ)提高作(zuò)业的效率。
举例来说,传统的无人机植保作业由于定位技术的问题,常常面临(lín)重喷、漏喷等问题,如(rú)何精确(què)完成断点续(xù)喷也是一(yī)直在解决(jué)的(de)技术问题,而搭载RTK定位系统后,则可以先通过搭载RTK模块的手持(chí)测(cè)绘器(qì)进行地块测量以获取高精(jīng)度(dù)的田(tián)地边界信息,作(zuò)为制定(dìng)精确度(dù)达到厘米级别航线的数据基础,而无人机则可以在航线(xiàn)制定后(hòu)进行飞(fēi)行作业,妥善解决因航线偏移而(ér)带来的重(chóng)喷、漏喷(pēn)等问题。目(mù)前,零度智控(kòng)的农业(yè)整机(jī)守护者和极翼(yì)的农业植保整机方案(àn),均有(yǒu)采用(yòng)RTK技(jì)术。
随着人类活动范围的(de)不断扩张,建设中心开始向建(jiàn)设环(huán)境(jìng)恶劣的(de)领域不(bú)断延伸,而复杂的地形地质条(tiáo)件和其他因素(sù)的影响使得搭载传统定位系统的航测变(biàn)得(dé)问题凸显(xiǎn),而RTK与无人机(jī)低空摄影测量技术的结合颠覆(fù)了也传(chuán)统(tǒng)航测技术需要大量布设地面控制点或者稀少(shǎo)控制点的(de)作业流程,成(chéng)为(wéi)无(wú)人机(jī)领域新的研(yán)究方向。
随着(zhe)技术的不断(duàn)发展,RTK技术已由传统的(de)1+1或1+2发(fā)展到了广(guǎng)域差分(fèn)系(xì)统(tǒng)WADGPS,并在(zài)一些城市设立了CORS系统,数据(jù)传输也由最初的电台传输发展到了现在的GPRS和GSM网络传输,不仅提高了(le)RTK的测量范围,也为未来技术的广(guǎng)泛(fàn)应用提供了技术(shù)基(jī)础(chǔ)。

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