基建、巡检、警(jǐng)用(yòng)和消防领(lǐng)域的应用不断(duàn)扩展,针(zhēn)对无人机的应(yīng)用现状而言,如(rú)何提高(gāo)定位精度一直是无(wú)人机厂商们努力的方向,而RTK技术(shù)的出现(xiàn)为无人机提供了新的(de)高精(jīng)度(dù)定位系(xì)统。
我们知(zhī)道无人机的飞行(háng)航(háng)线依赖于导航定(dìng)位系统,可(kě)以根据定(dìng)位系统所(suǒ)得到(dào)的信(xìn)息让无人机在指定的(de)时间内完成航行任务,而其精(jīng)准(zhǔn)度(dù)与所搭载(zǎi)的定位技术直接(jiē)挂(guà)钩,基于RTK技术的无(wú)人机定位系统可以通过实(shí)时获取导航卫星信号和RTK差分定位信息(xī),为无人机飞行作业提供高(gāo)精度定位支持。
技术简介
RTK的中文(wén)全称(chēng)是实时动态差分法,是建立(lì)在实时处理两个测(cè)站的载波相位基础上的种新的常用(yòng)的(de)GPS测量方(fāng)法,与之(zhī)前的GPS定位(wèi)技术相比,采用了(le)载波相(xiàng)位动态实时差分方法,可以在野(yě)外实(shí)时得(dé)到厘米级定位精(jīng)度(dù)。
RTK作业(yè)模式是通过基准站采集卫(wèi)星数据后,通过数据(jù)链将其观测值和站点坐(zuò)标信(xìn)息一起传送给流动站,而流动站(zhàn)通(tōng)过对(duì)所采集到的卫星(xīng)数据和接收到的数据链进行实时载波相位(wèi)差分(fèn)的处理(lǐ),得出定位结(jié)果(guǒ),可以消除无(wú)人(rén)机传统的GPS定位技术(shù)所带来的卫星钟误差(chà)、星历误(wù)差,并修正信号在(zài)电离层及对(duì)流层中传播(bō)的误差(chà)。
由此可见,RTK 技术的关键(jiàn)在于数据处理和(hé)数据传输(shū)方面(miàn),其中(zhōng)求解起(qǐ)始的整周模糊(hú)度、基准站与流动站间的数据传输(shū)及坐标转(zhuǎn)换参数的求解技术是核(hé)心(xīn)重点所在。
根据(jù)实际应用显示,主要由(yóu)GPS 接收设备、无线电通讯设备(bèi)、电子手(shǒu)簿、蓄电池、基站(zhàn)和(hé)流动站天线及(jí)连线配套设备组(zǔ)成的RTK定位系统(tǒng)可以实时提供观测点的三维坐标,并达到厘米级的(de)高精度。
与以(yǐ)前的(de)静态(tài)、快速静态、动态测量都需要事后(hòu)进(jìn)行解算(suàn)才能获得厘(lí)米级的精度(dù)相(xiàng)比(bǐ),为(wéi)工程放样、地(dì)形测图(tú),各种控制测量带来了新(xīn)曙光(guāng),极大地提(tí)高了外业作业效率。
技术优势(shì)
与传统的定位技(jì)术相比(bǐ),RTK技(jì)术因其作业自动化(huà)、集成化(huà)程(chéng)度高,测绘功能强大而胜任各(gè)种作业领域。内(nèi)装(zhuāng)式软件控(kòng)制(zhì)系统可自动实现多种(zhǒng)测绘功能,减(jiǎn)少人为误差,保证了(le)作业(yè)精(jīng)度。
RTK技术是通过基准站和流动站之间进行(háng)的数(shù)据采集、传(chuán)输和(hé)处理来进行(háng)定位,且在一般(bān)的地理条件下,RTK设站后一次可以完成的(de)作业区域(yù)是半径10KM左右(yòu),极(jí)大的(de)减少了(le)传统测量作业中的“搬站”次数,因此(cǐ)与传(chuán)统全站仪等测量(liàng)仪器相比,数据可靠性高,累计(jì)误差几乎为零,且作业速度快,不(bú)仅提高了测量效率也节省了作业经费(fèi)。
在作业条件方面,RTK技术不要求(qiú)两点间(jiān)满足光学(xué)通视,只要求满(mǎn)足"电磁波通视"和对天基本通视,因此受(shòu)到通视条件、能见度、气候(hòu)等(děng)因素的影响较小,在传统定位(wèi)技术教难完成作业的区(qū)域也可(kě)轻(qīng)松完成作业(yè)。
随着RTK技术的不断发展,其数据通讯技术(shù)也(yě)在(zài)不断完善,目前作业过程(chéng)中受(shòu)到电(diàn)台稳定性(xìng)、电(diàn)源电量、天线(xiàn)性能等因素的影响(xiǎng)较少,操作简单编辑,而且(qiě)系统可(kě)以随时与计算机或其它测量仪(yí)器通信, 拥有极强的数据(jù)处理能力,可(kě)以快(kuài)速的进行数据(jù)的输入、输出(chū)和转换等。
实际应用
目前RTK技(jì)术已经在多个(gè)领域(yù)得到(dào)广泛应用,而在无人(rén)机行(háng)业也成为了新科(kē)技中的一匹黑马,为无人机的精准(zhǔn)飞(fēi)行提供了技术支持,也为无人机飞行任务的完成提供了保障。
RTK定位系(xì)统应用在无人机(jī)领域上(shàng)主要分为远程终端(duān)控制系统和无人机移动定(dìng)位几首系统(tǒng)两部(bù)分,可以为无人机制定精密的飞行作业方案(àn),并且规划飞行路线(xiàn),不仅可以(yǐ)提(tí)高自(zì)动化作业的能力,还可(kě)以提(tí)高作业的效率。
举例来说,传统的无人机植保作(zuò)业由于定位技术的问题,常常(cháng)面临重喷、漏(lòu)喷等问题,如何精(jīng)确完成断(duàn)点续(xù)喷也是一(yī)直在解决的技术问题,而搭载(zǎi)RTK定位(wèi)系(xì)统后,则可以先通过搭载RTK模块的手(shǒu)持测(cè)绘(huì)器进行地块测量以获取高精度的田地边界信(xìn)息,作为制定精确度达到厘米级别航(háng)线的数据基(jī)础,而无(wú)人机则可以(yǐ)在航(háng)线制定后进行飞行作业,妥善解决因航线偏移而带来的(de)重喷、漏喷等问题。目(mù)前(qián),零度(dù)智控的农业整(zhěng)机守护者和极(jí)翼的农业植(zhí)保整(zhěng)机(jī)方(fāng)案(àn),均有采用RTK技术(shù)。
随(suí)着人(rén)类活动范围的不断扩(kuò)张,建设中心(xīn)开始向建设(shè)环境恶劣的领域(yù)不断延伸,而复杂的地形地质条件和其他(tā)因素的影响使得搭载传(chuán)统(tǒng)定位系(xì)统的航测变(biàn)得问题凸显(xiǎn),而(ér)RTK与无人机低空摄影(yǐng)测量技术的结(jié)合颠覆了(le)也传统航(háng)测技术需要大量布设地面控(kòng)制点或者稀少控(kòng)制点的作业流(liú)程(chéng),成为(wéi)无人机(jī)领(lǐng)域新的研究方向。
随着技(jì)术的不断(duàn)发展(zhǎn),RTK技术已(yǐ)由传统的1+1或1+2发(fā)展到了广域差(chà)分系统WADGPS,并在一些城市设立了CORS系统,数据(jù)传输也由(yóu)最初的电台传输发展到了现(xiàn)在的GPRS和GSM网(wǎng)络传输,不仅提高(gāo)了RTK的测(cè)量范围,也为未(wèi)来技术(shù)的广泛(fàn)应用提供了技术基础。

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