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
哪款三维激光扫描仪能助您开拓更多应用领域
我们知道,三维激光扫描技术的优势在于可对结构或现场快速进行1:1全细节的实景复制。三维激光扫描技术可应用在很多行业中,但不是每一款型号设备都可适用于多种行业。 徕卡P50三维激光扫描仪具有多种测...
千寻位置获两大关键认证,今年为L3级自动驾驶量产汽车提供服务
跟大家分享一个好消息:千寻位置在自动驾驶领域的技术与服务能力,再次获得权威机构的认可! 就在昨天,国际公认的第三方认证机构通标标准技术服务有限公司(以下简称“SGS”),为千寻位置颁发了IEC6...
移动测绘 | 车载移动测绘照进实景三维现实
LeighSurveyors公司总部位于澳大利亚布里斯班,专注于交通基础设施市场。该公司通过持续对激光雷达、扫描机器人以及对最新移动测绘技术的投资,提供更全面、更精确的解决方案,保持着行业领先地位,...
使用GPS测量仪的注意事项,适合新手学习
土地面积测量仪又称 GPS测量仪。在以前,农业机工作收费或土地测量都用简单的拉线或皮尺作为测量工具,可以测量小块土地和规则形状的土地,但当遇到不规则的土地或面积大的地块时,皮尺或拉线都明显...
赛维板报丨GNSS 定位的基本原理
GNSS定位原理GNSS卫星定位,实际上就是将分布在天空的高轨卫星当做已知点,根据GNSS系统的组成原理可知,每颗GNSS卫星瞬间位置都可以计算出来,并且通过卫星信号发送到地面GNSS接...
徕卡超高精度全站仪在长距离跨海高程传递中的应用
跨海大桥越建越长,跨过大海,传递高程,建立与陆地统一的高程基准让我们头都大了!距离太远,已经突破了规范要求和常规方法的极限。徕卡超高精度全站仪借助第三方半自动化软件,专项设计观测方案,0.5″超高...
记青年岗位测绘能手刘朝阳
从一个刚走出象牙塔的青涩大学生,到成为一个部门的技术骨干,再到被授予全国青年岗位能手称号,刘朝阳用11年辛勤的汗水和坚实的步伐,铸就了自己的无悔测绘路。 工作中的精益求精 2007年,刘朝阳怀...
科技改变教育 中纬ZT10R新时代教学好帮手
随着计算机、多媒体和通讯技术的广泛应用,人们的生产、生活、学习和思维方式也发生了改变,同时也为教育行业带来了便利。中纬ZT10R全站仪依托互联网技术,开展线下与线上结合的教学方式,更好地实现了教学互补...











环球测绘微信