行业新闻

行业新闻

首页 > 行业新闻 > 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:29645 ℃

  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

东令营活动走进浙江测绘与地理信息科技博物馆

东令营活动走进浙江测绘与地理信息科技博物馆

  为了进一步“强化国家版图意识,共同守护美丽中国”,1月24日,新埭中心小学组织开展了“行走于创新之路——新埭中心小学测绘科普冬令营活动”。浙江省测绘与地理信息科技博物馆于2018年12月17日正式...

徕卡iCB70全站仪结合徕卡CAD在竣工测量中的应用

徕卡iCB70全站仪结合徕卡CAD在竣工测量中的应用

一、竣工测量的需求竣工测量是指各种工程建设竣工、验收时所进行的测绘工作。竣工测量的最终成果就是竣工总平面图,它包括反映工程竣工时的地形现状、地上与地下各种建筑物以及各类管线平面位置与高程的总现状地形图...

电离层对RTK信号的影响及解决方案

电离层对RTK信号的影响及解决方案

电离层对RTK信号的影响及解决方案近年来,许多从事基础设施建设的测量人反映RTK信号不稳定、精度不高。在焦急的情况下,他们不禁质疑:“CORS服务水平为何逐年下降?”我们理解大家的担忧,但要找到问题的...

CORS账号:什么是千寻知寸CORS账号?有什么用途?

CORS账号:什么是千寻知寸CORS账号?有什么用途?

一、什么是千寻知寸CORS账号?千寻知寸CORS账号,简单来说,是用户接入“千寻位置”所提供的国家级高精度定位服务的数字身份凭证和访问许可。要理解这个账号,我们需要先拆解两个核心概念:“千寻位置”和...

【北斗】与世界分享中国科技

【北斗】与世界分享中国科技

  2018年12月27日,中国卫星导航系统管理办公室宣布,“北斗三号基本系统建成,将为全球提供服务。”这标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球,我国自主建设、独立运行的卫星导航定位系统正式迈入全球时...

徕卡DISTO知胜之道 目标再远不用怕!

徕卡DISTO知胜之道 目标再远不用怕!

1993年,徕卡DISTO的问世改变了多人拉尺测量的工作方式。随着手持测距仪测程的不断提升,用户提出看不清楚远处激光点的问题,徕卡测量随即推出了带有外置光学瞄准器的解决方案,得到了用户广泛使用和各友商...

我国首次完成机载SAR系统计量检测(检定)

我国首次完成机载SAR系统计量检测(检定)

  近日,由国家测绘地理信息计量站组织完成首次机载SAR系统计量检测任务,这在国内尚属首例,标志着我国具备独立自主的SAR系统检测计量能力。2017年11月,依托于中国测绘科学研究院国家光电测距仪检测...

打造测绘发展新引擎 测绘科技成果创新

打造测绘发展新引擎 测绘科技成果创新

  党的十八大以来,国家测绘地理信息局党组紧紧围绕改革创新发展大局,牢固树立和贯彻落实创新发展理念,把科技创新摆在事业发展的全局高度,团结带领全国广大测绘地理信息科技工作者同心戮力,砥砺前行,测绘地理...