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RTK技术:无人机航线精准定位新技术

 

基建、巡检、警用和消防领域的应用不断扩展,针对无人机的应用现状而言,如何提高定位精度一直是无人机厂商们努力的方向,而RTK技术的出现为无人机提供了新的高精度定位系统。

我们知道无人机的飞行航线依赖于导航定位系统,可以根据定位系统所得到的信息让无人机在指定的时间内完成航行任务,而其精准度与所搭载的定位技术直接挂钩,基于RTK技术的无人机定位系统可以通过实时获取导航卫星信号和RTK差分定位信息,为无人机飞行作业提供高精度定位支持。

技术简介

RTK的中文全称是实时动态差分法,是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的种新的常用的GPS测量方法,与之前的GPS定位技术相比,采用了载波相位动态实时差分方法,可以在野外实时得到厘米级定位精度。

RTK作业模式是通过基准站采集卫星数据后,通过数据链将其观测值和站点坐标信息一起传送给流动站,而流动站通过对所采集到的卫星数据和接收到的数据链进行实时载波相位差分的处理,得出定位结果,可以消除无人机传统的GPS定位技术所带来的卫星钟误差、星历误差,并修正信号在电离层及对流层中传播的误差。

由此可见,RTK 技术的关键在于数据处理和数据传输方面,其中求解起始的整周模糊度、基准站与流动站间的数据传输及坐标转换参数的求解技术是核心重点所在。

根据实际应用显示,主要由GPS 接收设备、无线电通讯设备、电子手簿、蓄电池、基站和流动站天线及连线配套设备组成的RTK定位系统可以实时提供观测点的三维坐标,并达到厘米级的高精度。

与以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度相比,为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。

技术优势

与传统的定位技术相比,RTK技术因其作业自动化、集成化程度高,测绘功能强大而胜任各种作业领域。内装式软件控制系统可自动实现多种测绘功能,减少人为误差,保证了作业精度。

RTK技术是通过基准站和流动站之间进行的数据采集、传输和处理来进行定位,且在一般的地理条件下,RTK设站后一次可以完成的作业区域是半径10KM左右,极大的减少了传统测量作业中的“搬站”次数,因此与传统全站仪等测量仪器相比,数据可靠性高,累计误差几乎为零,且作业速度快,不仅提高了测量效率也节省了作业经费。

在作业条件方面,RTK技术不要求两点间满足光学通视,只要求满足"电磁波通视"和对天基本通视,因此受到通视条件、能见度、气候等因素的影响较小,在传统定位技术教难完成作业的区域也可轻松完成作业。

随着RTK技术的不断发展,其数据通讯技术也在不断完善,目前作业过程中受到电台稳定性、电源电量、天线性能等因素的影响较少,操作简单编辑,而且系统可以随时与计算机或其它测量仪器通信, 拥有极强的数据处理能力,可以快速的进行数据的输入、输出和转换等。

实际应用

目前RTK技术已经在多个领域得到广泛应用,而在无人机行业也成为了新科技中的一匹黑马,为无人机的精准飞行提供了技术支持,也为无人机飞行任务的完成提供了保障。

RTK定位系统应用在无人机领域上主要分为远程终端控制系统和无人机移动定位几首系统两部分,可以为无人机制定精密的飞行作业方案,并且规划飞行路线,不仅可以提高自动化作业的能力,还可以提高作业的效率。

举例来说,传统的无人机植保作业由于定位技术的问题,常常面临重喷、漏喷等问题,如何精确完成断点续喷也是一直在解决的技术问题,而搭载RTK定位系统后,则可以先通过搭载RTK模块的手持测绘器进行地块测量以获取高精度的田地边界信息,作为制定精确度达到厘米级别航线的数据基础,而无人机则可以在航线制定后进行飞行作业,妥善解决因航线偏移而带来的重喷、漏喷等问题。目前,零度智控的农业整机守护者和极翼的农业植保整机方案,均有采用RTK技术。

随着人类活动范围的不断扩张,建设中心开始向建设环境恶劣的领域不断延伸,而复杂的地形地质条件和其他因素的影响使得搭载传统定位系统的航测变得问题凸显,而RTK与无人机低空摄影测量技术的结合颠覆了也传统航测技术需要大量布设地面控制点或者稀少控制点的作业流程,成为无人机领域新的研究方向。

随着技术的不断发展,RTK技术已由传统的1+11+2发展到了广域差分系统WADGPS,并在一些城市设立了CORS系统,数据传输也由最初的电台传输发展到了现在的GPRSGSM网络传输,不仅提高了RTK的测量范围,也为未来技术的广泛应用提供了技术基础。

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