什么是RTK?有了RTK差分,无人机精度就厘米级了?
不知从什么时候开始以支持RTK差分为卖点的飞控就如雨后春笋一样,甚至一些消费级无人机品牌亦推出了自己的差分飞控产品。宣传口号一般都是“厘米级精度”,但真的有了RTK差分,就到了厘米级精度了吗?
差分与RTK是什么?
差分就是把GPS的误差想方设法分离出去。

GPS信号从遥远的太空赶到地面,尤其要穿过电离层、路途上难免有差池。所以普通的GPS定位总有数米的误差。

有天才的人类想到:可以在已知位置的参考点上装上GPS,就能知道GPS的偏差。将这个偏差用电台发送给需要定位的GPS设备,用户就可以获得更精准的位置。
分析误差的方式有定位结果(位置差分)、与卫星的距离(伪距差分)、GPS的载波相位(载波相位差分,即RTK)。分析的越深入,就越麻烦、越贵,但是精度也更高。
差分不是都是厘米级
其实将无人机系统装上差分GPS并不稀奇,许多科研院所都有这样的项目,但因为成本与需求问题并没有多少投入商用。最近一段时间差分似乎有种普及化的趋势,而且各家所使用的差分技术都是最复杂的RTK。
差分也分许多等级,之前用途比较广泛的是伪距差分,误差半米左右;而RTK也分两种:几十厘米误差的单频RTK与厘米级的双频RTK。

双频GPS的意义是消除电离层误差,所以双频RTK可以达到厘米级的定位精度。一般厂家会宣称其精度为:1cm+1ppm(与基准站距离的百万分之一),但是注意:这也是个理想值:只有在10公里以内才近似成立,与基准站距离远了,精度也会迅速下降。
厘米级的设备未必有厘米级的精度
常用的这种差分设备都是与地面的基准站做校准,所以这些所谓的精度都不是相对地球的精度,而是相对于基准站的精度。基准站位置不准也是白搭。

基准站位置的确定大体有这么几种方式:①建立在国家已知点上;②建立在从国家已知点上引过来的点;③建立在一个长期观测的点上。
然而河北铭宇电子科技的技术人员却对环球网无人机频道表示:在外边作业很少有能碰到国家已知点上。只能选择一个开阔的地方,如楼顶长期观测。
业内人士表示:这就相当于多次测量求平均值,在20-30分钟后结果会收敛;持续时间越长精度就越高。但是最后依然会有米级误差。

另外,差分依然要注意多路径效应,也就是没法拦住GPS信号“走冤枉路”。所以差分GPS的基准站要在开阔的地方,最好在楼顶;无人机飞行也最好避开高大建筑物。
此外,定位精度是一方面、控制精度又是另一方面;飞控的可靠性还是一个方面。光有精准的定位结果未必就能干好活儿。
够用就好
差分很麻烦,而且很贵。即使是技术简单、成本低廉的多旋翼飞控,加上差分也要数万元。但依然有许多无人机使用差分设备,各行业应用不是被“厘米级精度”的广告语所吸引,而是秉承“够用就好”的信条。

为无人机做差分之前就在航测(航空摄影测量)方面拥有广泛的应用,配备精准的定位设备的无人机虽然采购成本高、但是可以降低后期的使用成本。但测绘用的精确位置在拍完之后知道也不迟,所以用后处理的方法提高精度也可以。

还有许多雷达的标校也是以挂载龙伯球的无人机为靶标,雷达标校无人机也都挂载高精度的差分GPS/北斗定位系统。但是雷达标校的特点是不关心绝对精度,只关心相对位置。因为雷达的参考系是“雷达站心坐标系”,雷达以“自我为中心”,所以基准站只要放在雷达站附近,随便哪里都可以,精确位置不重要。

利用差分GPS还有一个比较有创意的运用:测向。大型有人飞机、舰船等将两端各装个GPS天线可以实现测向;而对于小尺寸的无人机使用高精度的差分技术也能做到,这个时候也不关心绝对精度、而是只关心一个天线相对于另一个天线的位置。

而其它行业提高无人机的定位精度,还有一种效费比更高的方式:换一个性能好一点的GPS天线。
更多相关
CORS基准站建设的方式、步骤、注意事项等知识大科普
如今,越来越多国家、地区、城市已经建设或准备建设自己的CORS系统。 全球范围连续运行参考站(CORS站点分布) CORS,简单来说就是通过参考站连续采集高质量的GNSS原始观测数据为各行业移...
其域灵光K1三维激光扫描仪:高精度三维数字化的新标杆
其域创新灵光K1三维激光扫描仪:高精度三维数字化的新标杆在数字化浪潮席卷全球的今天,三维激光扫描技术作为获取现实世界三维数据的重要手段,正日益受到各行各业的关注。其域创新推出的灵光K1三维激光扫描仪,...
脚步丈量能否被无人机测绘“无情”取代
随着空间技术、计算机技术和信息技术的发展,人类实现了从空中和太空中观测地球的理想,遥感正是实现这一理想的利器。通过有人飞机航空遥感和卫星遥感的方式,获取地球表面的信息,不仅成本昂贵,也受到回归周期...
回首改革路 传承测绘情
他1977年从部队转业至江苏省测绘局测量二队从事野外数据采集工作,至2015年退休,从事测绘工作近40年;他作为改革开放40年时代变迁的亲历者和见证者,为祖国建设挥洒青春和热血,为测绘事业奉献赤子...
中纬ZDL700数字水准仪在建筑物沉降观测中的应用
应用背景 随着经济的迅速发展和科学技术的不断进步,使得许多工程项目在建设的过程中对其施工的准确度要求越来越高。因此,各种新技术、新功能的测量仪器也不断涌现,而电子水准仪更是得到了推广和普及。电子...
千寻星耀SE实测结果大公开:兼容“5星16频”的它到底牛在哪?
老铁们可能已经注意到:我们的RTK接收机新品——千寻星耀SE,千寻星耀集成了千寻知寸(FindCM)升级版厘米级高精度定位服务,作为业内首个兼容“5星16频”卫星数据的测绘终端,在树荫、楼宇遮挡等...
徕卡ICR60/80建筑BIM版全站仪在钢结构安装中的应用案例
一、案例背景 中国建筑钢结构的发展速度很快,尤其是国外技术和新产品的引进,钢结构品质的提高,价格的降低,尤其在厂房、仓库、机场等建筑上广泛运用,继而推广到现在的住宅、公共建筑、大跨度的体育场馆...
千寻cors、千寻知寸升级版即将上线,兼容5星16频!
北斗三号“收官之星”再过几天就要发射了,全球组网在即,千寻位置的产品也会兼容北斗三号的卫星数据吗?答案:会! 千寻位置将对千寻知寸(FindCM)厘米级高精度定位服务进行升级,在接收初始卫星观测...











环球测绘微信