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
徠卡BLK360 G1帶您了解影視大片背后的奧秘!
徠卡BLK360G1與影視舞臺搭建:來自TheThirdFloor工作室的虛擬制片負責人CaseySchatz將真實畫面和虛擬特效在電影布景中完美融合。 &n...
徠卡BLK2GO手持三維實景掃描儀防爆版發布
徠卡BLK2GO防爆版是一款專門為危險環境設計,具有防爆特性的三維實景掃描儀,其不僅集成了激光雷達、SLAM、全景相機、IMU等多項先進技術,還采用創新的一體化設計,能夠在易燃易爆環境下安全使用,保障...
南極測繪科考事業發展紀實
南極是人類認識最晚的一塊大陸,被稱為第七大陸,以其神秘、圣潔吸引了無數人的目光,美國、俄羅斯、法國、英國等國先后在這里建立了眾多科學考察站。作為極地科考的后來者,中國伴隨著改革開放的步伐,自上世紀...
熱烈祝賀新《中華人民共和國測繪法》正式施行
2017年7月1日,是偉大的中國共產黨96歲生日,也是新修訂的《中華人民共和國測繪法》(以下簡稱《測繪法》)實施之日。《測繪法》是為了加強測繪管理,促進測繪事業發展,保障測繪事業為經濟建設、國防建...
RTK與全站儀相比有什么區別?
RTK與全站儀相比有什么區別?RTK(RealTimeKinematic)和全站儀都是現代測量技術中的重要工具,它們在功能上有一些相似之處,但也有明顯的區別:1.工作原理:-RTK是GPS(全...
獲得2017年度國家科技獎的四個測繪地理信息項目
1月8日中共中央、國務院在北京隆重舉行2017年度國家科學技術獎勵大會,測繪地理信息行業的“國家海島礁測繪重大關鍵技術與應用”“全球30米地表覆蓋遙感制圖關鍵技術與產品研發”“航空航天遙感影像攝影...
GNSS城市測量利器——徠卡GS07 RTK小巧強勁
隨著城市的飛速發展和建設,高樓越來越多,衛星信號遮擋/多路徑效應也越發嚴重,傳統的GNSS城市測量面臨著衛星信號遮擋嚴重、衛星信號多次反射導致多路徑效應嚴重、固定慢、易“飛點”等難題。 徠卡測...
其域靈光L2 Pro:突破維度界限 開啟測繪新時代
突破維度界限:其域靈光L2Pro三維激光掃描儀開啟測繪新時代在數字化浪潮席卷全球的今天,三維激光掃描技術正以前所未有的速度改變著人類認知和改造世界的方式。其域科技最新推出的靈光L2Pro三維激光掃...