测绘新闻

测绘新闻

首页 > 测绘新闻 > 什么是RTK?有了RTK差分,无人机精度就厘米级了?

什么是RTK?有了RTK差分,无人机精度就厘米级了?

2018-10-31 热度:30266 ℃

  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。

RTK差分示意图

  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。

载波相位差分

  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

复杂的RTK差分技术

  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。

确认基站点位置

  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。

差分多路径效应

  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。

RTK测绘无人机

  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。

雷达校准

  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。

GPS测向

  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。

GPS天线

  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。


TAGS:

更多相关

智慧灯杆装上“北斗芯“

智慧灯杆装上“北斗芯“

  智慧灯杆装上“北斗芯“  穿行在位于岳麓区洋湖片区的先导路,只见每隔30米就有一根灰色的灯杆,共计72根,依次排列在长约1.25公里的道路两旁。这可不是普通的路灯,而是集合了显示交通、天气信息以及...

专业测量设备千寻星矩SR1RTK:在各种测量场景中表现如何?

专业测量设备千寻星矩SR1RTK:在各种测量场景中表现如何?

  千寻自主RTK设备:“星矩SR1”已经正式上线,作为一款专业的高精度GNSS接收机,千寻星矩SR1支持北斗、GPS、GLONASS、GALILEO四大卫星系统,可以被用于对测量精度要求较高的地图测...

GPS系统4月6日将迎来新周期——全球定位系统“归零”

GPS系统4月6日将迎来新周期——全球定位系统“归零”

  4月6日过后,民众日常生活中经常使用的全球定位系统GPS将迎来新周期。近日在旧金山召开的RSA美国信息安全大会上,有专家预测,旧GPS系统将在4月6日发生类似计算机千年虫的错误;更有安全专家表示,...

垂准仪是什么?如何使用激光垂准仪

垂准仪是什么?如何使用激光垂准仪

垂准仪是什么?如何使用激光垂准仪在建筑、工程、地理和测绘等多个领域,垂准仪是一种不可或缺的精密测量工具。它以其精准度高、操作简便的特点,成为了现代测量技术中的一颗璀璨明珠。垂准仪的基本构造主要包括一个...

冬奥有我,测绘先行

冬奥有我,测绘先行

  随着北京2022冬奥会的日益临近,奥运场馆和基础设施建设已由规划阶段进入全面建设阶段。在各大工地,测绘人的身影活跃在一线,他们在为场馆及设施建设提供优质高效的前期保障服务。技术人员正在使用徕卡全站...

快速响应开展昌都市江达县山体滑坡应急测绘保障工作

快速响应开展昌都市江达县山体滑坡应急测绘保障工作

  10月11日7:00,金沙江流经的川藏交界处西藏昌都市江达县波罗乡宁巴村发生山体滑坡,造成断流,形成堰塞湖,危及人民群众生命财产安全。按照自然资源部关于尽快获取地质灾害区域影像的部署要求,四川测绘...

破垄断 可用于测绘 中科院研制“三维相机”为地面精准画像

破垄断 可用于测绘 中科院研制“三维相机”为地面精准画像

  从中科院长春光学精密机械与物理研究所了解到,丁亚林研究员团队研制出高分辨率的大视场三线阵相机,将其搭载在飞机上对地面拍摄,可获得飞行范围内的高精度三维立体照片。该成果打破了国外同类技术垄断,可用于...

世界第一跨悬索桥:土耳其恰纳卡莱1915大桥建设过程中的结构监测

世界第一跨悬索桥:土耳其恰纳卡莱1915大桥建设过程中的结构监测

跨悬索桥     土耳其恰纳卡莱1915大桥是跨径770m+2023m+770m的特大悬索桥,跨越达达尼尔海峡,是连接欧亚大陆的一条重要陆路...