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
中国测绘学会2019学术年会成功举办
10月16日,以“创新融合 智绘未来——测绘服务生态文明建设”为主题的中国测绘学会2019学术年会在江苏南京国际展览中心举行。这是一场学会建会60周年的盛会,全国政协副主席何维、自然资...
徕卡TZ05全站仪(手动型)全新发布!
徕卡测量系统经过十年磨砺,新一代手动型全站仪徕卡TZ05全新发布!徕卡TZ05全站仪延续经典,锐意创新,更高的测距精度、更强的续航能力、更优异的操作系统、更高的防护等级代表更优越的仪器性能,更多样...
无需千寻CORS账号 千寻星地通RTK测量仪介绍
千寻星地通 无需千寻知寸CORS账号千寻星地通,是一款集成在千寻位置云端一体、星地一体和软硬一体的智能化终端中,将地基、网络星基、卫星星基能力深度融合,并通过AI智能切换,实现覆盖全域、全场...
热烈祝贺新《中华人民共和国测绘法》正式施行
2017年7月1日,是伟大的中国共产党96岁生日,也是新修订的《中华人民共和国测绘法》(以下简称《测绘法》)实施之日。《测绘法》是为了加强测绘管理,促进测绘事业发展,保障测绘事业为经济建设、国防建...
观测准静止锋 CW-15多气象要素探测无人机系统
最近,一组长了“大长腿”的纵横大鹏CW-15无人机的照片刷爆了鹏人圈。 很多鹏友都在疑惑,CW-15无人机搭载什么新设备? 4月15日,纵横股份与成都远望联合研发的首架垂直起降固定翼无人机CW-1...
依托智能测绘设备进入测绘新时代
近日,由中国地理信息产业协会指导、江苏速度信息科技股份有限公司(以下简称速度中国)主办的2018速度中国“智绘+”峰会在南京隆重召开。峰会发布了其土地调查数据库管理平台等重要解决方案,还加入了“激...
实景放样快!稳!准!影像小碟为道路施工增速提效
2022年3月1日,我们开启了影像测量新时代,让测量+放样一步到位——影像RTK TS6影像RTK将RTK与影像结合,放样点在手簿上实时标出...
RTK网络模式分类及网络制式的选择
RTK测量作业主要有三种常用的模式,电台模式、网络模式、CORS模式。 其中,RTK网络模式是指基准站和移动站之间利用移动互联网来进行数据通信。相对于传统的无线电通信模式,移动互联网通信模式具有...