基(jī)建、巡检、警用和消防领(lǐng)域(yù)的应用不断扩展(zhǎn),针对无人机的应用(yòng)现(xiàn)状而言,如何提(tí)高定位(wèi)精度一直是无人机厂商们(men)努力的方(fāng)向,而RTK技术的出(chū)现为无人机提供了新的高精度定位系统。
我们知道无人机的飞行(háng)航线依赖(lài)于导(dǎo)航定位系统,可以根据定(dìng)位系统所(suǒ)得到(dào)的(de)信息让无人机在指定(dìng)的时间内(nèi)完成(chéng)航行任务,而其精准度与所(suǒ)搭载的定位技术直接挂钩,基于(yú)RTK技术的无(wú)人(rén)机定位系统可以通过(guò)实时(shí)获取导航卫星信号和(hé)RTK差分(fèn)定位信息,为无人机飞行作业提供高精度定位支持。
技术简介
RTK的中文(wén)全称是实时动(dòng)态(tài)差分法,是建立在实时(shí)处理两(liǎng)个测(cè)站的载波相(xiàng)位基础上的种新的常用的GPS测量(liàng)方(fāng)法,与(yǔ)之前的GPS定位技术相比(bǐ),采用了(le)载波(bō)相位动态实时差分方法,可(kě)以在(zài)野外(wài)实时得到厘米级定(dìng)位精度。
RTK作(zuò)业模式是通过基准站采集(jí)卫星数据后,通过数据链将(jiāng)其观测值和站点坐标信息一起传送给流动站,而(ér)流(liú)动站通过(guò)对所采(cǎi)集到的卫(wèi)星数(shù)据和接收到的数(shù)据链(liàn)进行实时(shí)载波相(xiàng)位差(chà)分的处(chù)理,得出定位(wèi)结果,可以(yǐ)消除无人机传(chuán)统的GPS定位技术所(suǒ)带来的卫星钟误差、星历误差(chà),并(bìng)修(xiū)正信号在电离层(céng)及对流层中(zhōng)传播的误差(chà)。
由(yóu)此可见(jiàn),RTK 技(jì)术的关键在于数据处理(lǐ)和数据传(chuán)输方面,其中求解(jiě)起始的整周模糊度、基准站(zhàn)与流动站(zhàn)间的数据传输及坐(zuò)标(biāo)转换参数的求(qiú)解技术是核心重点所(suǒ)在。
根据(jù)实际应用显示,主要由(yóu)GPS 接收设备、无线(xiàn)电通讯设备、电子手簿(bù)、蓄电池、基(jī)站和流动站天(tiān)线及连(lián)线配套(tào)设备(bèi)组成(chéng)的RTK定位系统可以实时提供(gòng)观测点的三维坐标(biāo),并达到厘米(mǐ)级的高(gāo)精(jīng)度。
与以前的静态(tài)、快速(sù)静态、动态测量(liàng)都需(xū)要事后(hòu)进行解算才(cái)能获(huò)得厘米级的(de)精度相比,为(wéi)工程放(fàng)样、地形测图(tú),各种控制测(cè)量带来了新曙光,极大地提高了(le)外业作业(yè)效率。
技(jì)术优势
与传统的(de)定位技术相比(bǐ),RTK技(jì)术因其作(zuò)业自(zì)动化(huà)、集成化程度高,测绘(huì)功能强大而(ér)胜(shèng)任各种作业领域(yù)。内装式软件控制系统可自动实现多种测绘功能,减少(shǎo)人(rén)为误差,保证了作业(yè)精度(dù)。
RTK技术是通过基准站和流动站之间进行的数(shù)据采集、传输和处理来进行定位,且在一般的地理条件下(xià),RTK设站后(hòu)一(yī)次可以完成的作业(yè)区(qū)域(yù)是(shì)半径10KM左右,极大的(de)减少了传统测量作(zuò)业中的“搬站”次数(shù),因此与传统全站仪等测量仪(yí)器相比,数据(jù)可靠性(xìng)高,累(lèi)计误差几乎为(wéi)零,且作业速度快,不(bú)仅提(tí)高了测(cè)量效率也节省(shěng)了作业经费。
在(zài)作业条件(jiàn)方(fāng)面(miàn),RTK技术不要求两(liǎng)点间(jiān)满(mǎn)足光学通视(shì),只要求满足(zú)"电磁波(bō)通视"和对(duì)天基本通(tōng)视,因此(cǐ)受到通视条(tiáo)件、能见度(dù)、气候等因素(sù)的影响较小,在传统定位技术教难完成作业的区域也可轻松完成作(zuò)业。
随(suí)着RTK技术的不断发展,其数据(jù)通讯技(jì)术也在不断完善,目前作业过(guò)程中受(shòu)到电台稳定性、电源电量、天线(xiàn)性能等(děng)因素的影响较少,操作简单编辑,而且系统可以随时与计算(suàn)机或(huò)其它测量仪器通信(xìn), 拥有极强的数据处理能力,可以快(kuài)速的进行数据的输入、输出和(hé)转(zhuǎn)换等。
实际应用
目前RTK技术(shù)已经在多个领域得到广泛应用(yòng),而在无人机行业也成为了新科技中的一匹黑马,为(wéi)无人机的精准飞行提(tí)供了技术支持(chí),也为无人机(jī)飞行任务的完成提供了(le)保(bǎo)障。
RTK定位(wèi)系统应用在无人机领域上主(zhǔ)要(yào)分为远程终端控制系统和无人机(jī)移(yí)动定位几首(shǒu)系统两部分(fèn),可(kě)以为无人(rén)机制定精(jīng)密的飞行(háng)作业(yè)方案,并且规划飞行路线,不仅可以提(tí)高自动化(huà)作业的(de)能力,还可以提高(gāo)作业(yè)的效率。
举例来说,传统的无人(rén)机植保作业由于定位技(jì)术的问题,常常(cháng)面临重喷、漏喷等问题,如何(hé)精确完成断点(diǎn)续喷也是一直在解(jiě)决的技(jì)术问题,而(ér)搭载RTK定位系统后,则可以先通过搭(dā)载RTK模块的手持测绘器进(jìn)行地块(kuài)测(cè)量(liàng)以获取高精度(dù)的(de)田地边界信息,作为(wéi)制定精确度达(dá)到厘米级别航线的数据基础,而无人机则可以在航线(xiàn)制定后进行飞行作业,妥善解决因航(háng)线偏移而(ér)带来的重(chóng)喷、漏喷等问题。目前,零度智控(kòng)的农业整机守护(hù)者和(hé)极翼的农业植(zhí)保整机(jī)方案,均有采用RTK技术(shù)。
随着人类活动范围的(de)不断扩张,建设(shè)中心开始向建设环境恶劣的领域不(bú)断延(yán)伸,而复杂(zá)的地形地质条件和(hé)其他因素的影响使得搭(dā)载传统定(dìng)位系统(tǒng)的航测变得(dé)问题(tí)凸显,而RTK与无人机低(dī)空摄影测量技术的结合颠覆了也传(chuán)统(tǒng)航测技术需要大量布设地面(miàn)控制点或者稀(xī)少控制点的作业流程,成(chéng)为无人(rén)机领域(yù)新的(de)研究方向(xiàng)。
随着(zhe)技术的不断发展,RTK技术已由传统的1+1或1+2发(fā)展到了广(guǎng)域差分(fèn)系统WADGPS,并(bìng)在一些(xiē)城(chéng)市设立了CORS系统(tǒng),数据传输(shū)也由最初的电台传输发展到了现(xiàn)在的GPRS和GSM网络传(chuán)输,不(bú)仅提高了RTK的测量范围,也为未来技(jì)术的广泛应用提供了技术基(jī)础。

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