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RTK技术:无人机(jī)航线精(jīng)准定位新技术(shù)

 

基建、巡检、警(jǐng)用和消防领域的应(yīng)用不断扩(kuò)展,针对无人机的应用现状(zhuàng)而言,如何提高定位精(jīng)度(dù)一直是无(wú)人机厂商们努力(lì)的方(fāng)向,而RTK技术(shù)的出现为无人机提(tí)供了新的(de)高精度定(dìng)位系统(tǒng)。

我(wǒ)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(gēn)据(jù)定位系统所得到的信(xìn)息让无(wú)人机在指定的时间内(nèi)完成(chéng)航行任务,而其(qí)精准度与所搭载(zǎi)的(de)定(dìng)位技术(shù)直接挂钩,基于(yú)RTK技(jì)术的无(wú)人机定位系统可以通过实时获(huò)取导航卫星信(xìn)号和RTK差分定位信息,为无人(rén)机飞(fēi)行作业提供高精(jīng)度定位支持。

技术简介(jiè)

RTK的中(zhōng)文全称是实(shí)时动态差(chà)分(fèn)法,是建立在实时处理两个测站的载(zǎi)波相位基础上的种新(xīn)的常用的(de)GPS测量方法(fǎ),与之前的GPS定位技术相(xiàng)比,采用了载(zǎi)波相位动态实时差(chà)分方法(fǎ),可以在野外实(shí)时(shí)得到(dào)厘米级定位精度(dù)。

RTK作业模式是通过(guò)基准(zhǔn)站(zhàn)采(cǎi)集卫星数(shù)据后,通过数(shù)据(jù)链将(jiāng)其观(guān)测值和站点坐标信息一起(qǐ)传送给流动站,而流动站通过对所采集到的(de)卫星数据和(hé)接收到的(de)数(shù)据链进行实时载波相位差分的处理,得出(chū)定位结果,可以消(xiāo)除无人机(jī)传统(tǒng)的GPS定位(wèi)技术所带(dài)来的卫星钟误差、星历误差,并修正信号在电(diàn)离层及(jí)对流层中传播的误差。

由此可见(jiàn),RTK 技术的关键在于数据处理和数据(jù)传(chuán)输方面(miàn),其中(zhōng)求(qiú)解起始的(de)整(zhěng)周(zhōu)模糊度(dù)、基准站与流动站间的数(shù)据传(chuán)输(shū)及坐标转(zhuǎn)换参数的求解技术是核(hé)心重(chóng)点所在。

根据实际应(yīng)用显示,主要由GPS 接收设备、无线电通讯设备、电子手簿、蓄(xù)电池、基站和(hé)流动站天线(xiàn)及连(lián)线(xiàn)配套设备组成的(de)RTK定位系(xì)统可以实(shí)时提供观测点的三(sān)维坐标,并达到厘米级的高精度。

与以(yǐ)前的静态、快速静态、动态测量都需(xū)要事后(hòu)进行解算才能获得(dé)厘米级的精度相比,为工程放样、地形测图,各种控制测量带(dài)来(lái)了新曙光,极大地(dì)提(tí)高(gāo)了外业作(zuò)业效率。

技术优势

与传统的定(dìng)位技术(shù)相(xiàng)比(bǐ),RTK技术因其作业自动化、集成化程(chéng)度高,测绘功能强大而胜任各种作业领域。内装式软件控(kòng)制系统可(kě)自动实现多种测绘功(gōng)能,减少人为误差,保证了作(zuò)业(yè)精度。

RTK技术是(shì)通过基准站和流(liú)动站之间进(jìn)行的数据(jù)采集、传输和处理来进(jìn)行定位,且在一般的地(dì)理(lǐ)条件下,RTK设站后一次可(kě)以完成的作业区域是半径10KM左右,极大的减少了传统测(cè)量作业中的“搬站(zhàn)”次数(shù),因此(cǐ)与传统全(quán)站仪等测量仪器相比,数据可靠性高,累计误差(chà)几乎为(wéi)零(líng),且作业(yè)速度(dù)快,不(bú)仅(jǐn)提高了测量效率也节省(shěng)了作业(yè)经费(fèi)。

在作业条件(jiàn)方面(miàn),RTK技术不要求(qiú)两点间满(mǎn)足光学(xué)通视,只要求满足"电磁波通(tōng)视"和对天基(jī)本(běn)通视,因(yīn)此受到通视条件、能见度、气候等因素的(de)影响较小,在传统(tǒng)定位技术教难完成作业的区域也可轻松(sōng)完(wán)成作业。

随着(zhe)RTK技术的不(bú)断发展,其数(shù)据通讯技(jì)术也(yě)在不断完善,目前作(zuò)业过程中受到电(diàn)台稳(wěn)定(dìng)性(xìng)、电源电(diàn)量、天线(xiàn)性能等因素的影响(xiǎng)较少,操作简单(dān)编辑,而且系(xì)统可以随时与计算(suàn)机(jī)或其(qí)它测量仪器通信, 拥有极强的(de)数据处理能(néng)力,可(kě)以(yǐ)快速的进行数据的输入、输出和(hé)转换等。

实际应(yīng)用

目前(qián)RTK技术已经在(zài)多个领域得到广泛(fàn)应用(yòng),而在无人机(jī)行业也成为了(le)新科技中的一(yī)匹黑马,为无人(rén)机的精准飞行提供了技术支持,也为无人机(jī)飞(fēi)行(háng)任务(wù)的完(wán)成提供了(le)保障。

RTK定位(wèi)系统应(yīng)用在无(wú)人机领域上(shàng)主(zhǔ)要分(fèn)为(wéi)远程终端控制系统和无(wú)人(rén)机移动定位几首系统(tǒng)两部分,可以为无人机制定精密的飞行作业方案,并且规划飞行路线,不仅可以提高自动化作业的能力,还可以(yǐ)提高作业的效率(lǜ)。

举(jǔ)例来说(shuō),传(chuán)统的无人机(jī)植保作业(yè)由于定(dìng)位技术的(de)问题,常(cháng)常面临重(chóng)喷、漏喷等问(wèn)题,如何精确完成断点(diǎn)续喷也是(shì)一直在解决的技术问题,而(ér)搭(dā)载RTK定位系统(tǒng)后,则可以先(xiān)通过(guò)搭载RTK模块的手(shǒu)持测绘器进行地块测量以(yǐ)获取高精度的田地边界信息,作为制定精确度达到厘米级别航(háng)线的数据基础,而无人机则(zé)可(kě)以在航(háng)线制(zhì)定后进行飞行作业(yè),妥善(shàn)解决因航线偏移(yí)而带来(lái)的重(chóng)喷、漏(lòu)喷等问题。目前,零度智控的农业整(zhěng)机守护(hù)者和极翼的农业(yè)植保整机方案,均有采用(yòng)RTK技术。

随着人类活动(dòng)范围(wéi)的(de)不断扩张,建设中心开始向(xiàng)建设(shè)环境恶劣的领(lǐng)域(yù)不断延伸,而复杂的地形地质条件和其他因(yīn)素的影响使得搭载传统定(dìng)位系(xì)统的航测变得问(wèn)题(tí)凸(tū)显,而RTK与无人机低空摄影测量技术(shù)的结合颠覆了也传统航测技术需要(yào)大量布设地面控(kòng)制点或者稀少控制(zhì)点(diǎn)的作业流程,成为无人机领域新(xīn)的研究方向。

随着技(jì)术的不断发展,RTK技术(shù)已(yǐ)由传(chuán)统的(de)1+11+2发展到了广(guǎng)域差分系(xì)统WADGPS,并在(zài)一些城市设立了CORS系统,数(shù)据传输(shū)也(yě)由(yóu)最初的电台传输发展到(dào)了现在的GPRSGSM网络(luò)传(chuán)输(shū),不仅提高了RTK的测量范围,也为未来技术(shù)的广泛应(yīng)用提供了技术基础(chǔ)。

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