什么是RTK?有了RTK差分,無人機精度就厘米級了?
不知從什么時候開始以支持RTK差分為賣點的飛控就如雨后春筍一樣,甚至一些消費級無人機品牌亦推出了自己的差分飛控產品。宣傳口號一般都是“厘米級精度”,但真的有了RTK差分,就到了厘米級精度了嗎?
差分與RTK是什么?
差分就是把GPS的誤差想方設法分離出去。
GPS信號從遙遠的太空趕到地面,尤其要穿過電離層、路途上難免有差池。所以普通的GPS定位總有數米的誤差。
有天才的人類想到:可以在已知位置的參考點上裝上GPS,就能知道GPS的偏差。將這個偏差用電臺發送給需要定位的GPS設備,用戶就可以獲得更精準的位置。
分析誤差的方式有定位結果(位置差分)、與衛星的距離(偽距差分)、GPS的載波相位(載波相位差分,即RTK)。分析的越深入,就越麻煩、越貴,但是精度也更高。
差分不是都是厘米級
其實將無人機系統裝上差分GPS并不稀奇,許多科研院所都有這樣的項目,但因為成本與需求問題并沒有多少投入商用。最近一段時間差分似乎有種普及化的趨勢,而且各家所使用的差分技術都是最復雜的RTK。
差分也分許多等級,之前用途比較廣泛的是偽距差分,誤差半米左右;而RTK也分兩種:幾十厘米誤差的單頻RTK與厘米級的雙頻RTK。
雙頻GPS的意義是消除電離層誤差,所以雙頻RTK可以達到厘米級的定位精度。一般廠家會宣稱其精度為:1cm+1ppm(與基準站距離的百萬分之一),但是注意:這也是個理想值:只有在10公里以內才近似成立,與基準站距離遠了,精度也會迅速下降。
厘米級的設備未必有厘米級的精度
常用的這種差分設備都是與地面的基準站做校準,所以這些所謂的精度都不是相對地球的精度,而是相對于基準站的精度。基準站位置不準也是白搭。
基準站位置的確定大體有這么幾種方式:①建立在國家已知點上;②建立在從國家已知點上引過來的點;③建立在一個長期觀測的點上。
然而河北銘宇電子科技的技術人員卻對環球網無人機頻道表示:在外邊作業很少有能碰到國家已知點上。只能選擇一個開闊的地方,如樓頂長期觀測。
業內人士表示:這就相當于多次測量求平均值,在20-30分鐘后結果會收斂;持續時間越長精度就越高。但是最后依然會有米級誤差。
另外,差分依然要注意多路徑效應,也就是沒法攔住GPS信號“走冤枉路”。所以差分GPS的基準站要在開闊的地方,最好在樓頂;無人機飛行也最好避開高大建筑物。
此外,定位精度是一方面、控制精度又是另一方面;飛控的可靠性還是一個方面。光有精準的定位結果未必就能干好活兒。
夠用就好
差分很麻煩,而且很貴。即使是技術簡單、成本低廉的多旋翼飛控,加上差分也要數萬元。但依然有許多無人機使用差分設備,各行業應用不是被“厘米級精度”的廣告語所吸引,而是秉承“夠用就好”的信條。
為無人機做差分之前就在航測(航空攝影測量)方面擁有廣泛的應用,配備精準的定位設備的無人機雖然采購成本高、但是可以降低后期的使用成本。但測繪用的精確位置在拍完之后知道也不遲,所以用后處理的方法提高精度也可以。
還有許多雷達的標校也是以掛載龍伯球的無人機為靶標,雷達標校無人機也都掛載高精度的差分GPS/北斗定位系統。但是雷達標校的特點是不關心絕對精度,只關心相對位置。因為雷達的參考系是“雷達站心坐標系”,雷達以“自我為中心”,所以基準站只要放在雷達站附近,隨便哪里都可以,精確位置不重要。
利用差分GPS還有一個比較有創意的運用:測向。大型有人飛機、艦船等將兩端各裝個GPS天線可以實現測向;而對于小尺寸的無人機使用高精度的差分技術也能做到,這個時候也不關心絕對精度、而是只關心一個天線相對于另一個天線的位置。
而其它行業提高無人機的定位精度,還有一種效費比更高的方式:換一個性能好一點的GPS天線。
更多相關
回望2018,看中國北斗的崛起
2018年,中國航天科技集團以突破歷史的37次發射,首次獨居世界航天發射次數年度第一,部署航天器數量居世界第二。成功發射18顆北斗衛星,完成北斗三號基本系統部署并投入運行,正式提供全球服務。而這背...
如何利用GNSS衛星定位測量空間坐標位置
利用全球導航衛星系統(GNSS)進行空間坐標位置測量,主要基于后方交會原理,通過接收和解析來自多個衛星的信號來確定用戶設備的位置。以下是使用GNSS進行定位測量的基本步驟:1.衛星信號接收:GNSS...
西雅圖三維經典建模案例展示 ——HxMap三維單體建模軟件構建
徠卡HxMap是一款針對三維單體建模的軟件,支持全自動化構建三維單體模型并進行紋理貼面;同時也支持利用影像和激光數據,通過人工采集建筑物輪廓線,半自動化方式構建三維單體模型。軟件不僅支持徠卡傳感器...
其域創新靈光L2 Pro手持三維激光掃描儀
內卷的行業愈發考驗品牌的創新效率。2024年,其域創新新推出的旗艦級手持掃描建模設備靈光L2Pro,進一步突破實時計算瓶頸,增強融合算法,結合AI智能,帶來堪比前代機型后處理質量的點云數據,引領S...
徠卡DISTO知勝之道 目標再遠不用怕!
1993年,徠卡DISTO的問世改變了多人拉尺測量的工作方式。隨著手持測距儀測程的不斷提升,用戶提出看不清楚遠處激光點的問題,徠卡測量隨即推出了帶有外置光學瞄準器的解決方案,得到了用戶廣泛使用和各友商...
徠卡GS18傾斜測量RTK在城市管線行業的應用
應用背景 現代城市當中,幾乎每條道路下都鋪設有供水、排水、燃氣、熱力、電力、電信等20多種地下管線。這就是我們的地下城市管線,它被形象的比喻成城市的“動脈”,為了保障城市的穩定運行,測量工作者往...
2019年科力達測繪儀器全國戰略合作聯盟峰會舉行
2019年科力達全國戰略合作聯盟峰會在廣州舉行,時值科力達成立十五周年之際,會議現場高朋滿座,回首十五載春秋,全面布局,合力共贏2019。南方集團創始人、總經理馬超,南方集團副總經理馬然,北京三鼎...
其域靈光L2三維激光掃描儀 有何優勢?
其域靈光L2三維激光掃描儀的核心優勢三維激光掃描技術近年來在測繪、建筑、工業檢測、文物保護等領域得到廣泛應用,而其域靈光L2三維激光掃描儀憑借其卓越的性能和智能化設計,成為行業內的優選設備之一。該設備...