什么是RTK？RTK的原理是什么？RTK對(duì)于無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)有什么用？

為了加快作業(yè)效率，測(cè)繪無(wú)人機(jī)采用RTK差分定位系統(tǒng)。據(jù)悉，如果采用普通GPS定位，為了校正誤差還需要派人去實(shí)地布設(shè)若干個(gè)像控點(diǎn)；而RTK可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位，用了RTK則可以基本不用，或者只需要少量像控點(diǎn)。數(shù)據(jù)顯示：無(wú)人機(jī)裝載差分GPS后，在精度要求保持不變的前提下，相同測(cè)區(qū)控制點(diǎn)數(shù)量可以減少70%到80%。

第一：什么是RTK？

RTK（Real -time kinemaTIc）定位技術(shù)，是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級(jí)精度。

第二：RTK的原理是什么？

如上圖所示，基站與A點(diǎn)的距離比較近，因此他們接收衛(wèi)星信號(hào)時(shí)受到的大氣層影響也基本接近，基站本身已知所處位置的坐標(biāo)，在得到衛(wèi)星信號(hào)提供的坐標(biāo)之后與原數(shù)據(jù)做新差分，并將差分的結(jié)果告知A點(diǎn)，因此A點(diǎn)也可以得到高精度的結(jié)果。

第三：RTK對(duì)于無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)有什么用？

自從遇到無(wú)人機(jī)，RTK技術(shù)在無(wú)人機(jī)上的應(yīng)用很火。在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域，RTK能為無(wú)人機(jī)提高定位精度，降低飛行誤差。由于衛(wèi)星信號(hào)的多路徑效應(yīng)以及大氣中對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的折射和反射，當(dāng)農(nóng)田周邊出現(xiàn)防風(fēng)林或者天氣環(huán)境影響時(shí)，衛(wèi)星的定位精度就會(huì)降低，導(dǎo)致作業(yè)中的無(wú)人機(jī)出現(xiàn)航線偏移，從而產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)：使用普通GPS進(jìn)行定位，航線偏移的誤差甚至可達(dá)10m左右，這種偏移量，可能導(dǎo)致植保無(wú)人機(jī)撞上防風(fēng)林或者其他事故發(fā)生，根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)自主飛行。

通過(guò)下圖先了解一下GPS和RTK定位的特點(diǎn)：

普通GPS的圓概率誤差（CEP）有50%左右的概率在2.5m以?xún)?nèi)，另外50%的誤差可能更大甚至接近10m。上圖中，當(dāng)我們想要尋找O點(diǎn)的位置時(shí)，普通GPS會(huì)認(rèn)為O點(diǎn)在A處，而A是黃圈直徑10m范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)。RTK通過(guò)實(shí)時(shí)差分技術(shù)，可以將范圍縮小到10cm內(nèi)。

飛機(jī)在作業(yè)時(shí)獲取到的航線坐標(biāo)并不是一條直線，而是一個(gè)有寬度的區(qū)域，如果使用GPS定位進(jìn)行航線作業(yè)，則區(qū)域的寬度在010m的范圍內(nèi)，此時(shí)飛機(jī)實(shí)際飛行的軌跡將會(huì)是一條歪歪扭扭的曲線，并且每一次飛行的曲線都不一致。而使用RTK技術(shù)時(shí)，航線將是一個(gè)010cm寬度的區(qū)域，與GPS相比，RTK基本等于是直線飛行，彎曲的幅度很小，因此效果將更均勻可控。

無(wú)人機(jī)差分技術(shù)是通過(guò)差分GPS與無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)在航拍過(guò)程中，高分辨率照片的獲取，同時(shí)也可以獲得相應(yīng)航拍影像的精準(zhǔn)坐標(biāo)及高程信息。在航拍圖像處理時(shí)，將差分?jǐn)?shù)據(jù)與地面控制點(diǎn)相結(jié)合，對(duì)圖像進(jìn)行聯(lián)合平差，從而實(shí)現(xiàn)使用少量控制點(diǎn)，獲取更高精度的地形圖，從而節(jié)約成本，提高制圖精度。

植保無(wú)人機(jī)：在一些壟間距較大的田間作業(yè)時(shí)，如發(fā)生的偏移較大，甚至可能產(chǎn)生作物本身大部分漏噴和土地污染等次生危害。可以說(shuō)，RTK通過(guò)大幅提高定位精度來(lái)拓寬GPS定位技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景。在未來(lái)的農(nóng)田里，RTK會(huì)有更多用武之地：將融入作物生長(zhǎng)的每一個(gè)階段，幫助我們實(shí)時(shí)獲取農(nóng)田中任意位置的時(shí)間和空間信息，再搭配對(duì)應(yīng)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定點(diǎn)、定量的農(nóng)藥化肥投放，取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。除了植保作業(yè)外，高精度的實(shí)時(shí)定位還可以協(xié)助農(nóng)村土地測(cè)量、確權(quán)和提供其他農(nóng)田中的無(wú)人自動(dòng)化設(shè)備高精度導(dǎo)航與數(shù)據(jù)服務(wù)。

第四：在植保無(wú)人機(jī)上使用RTK技術(shù)存在哪些問(wèn)題？

1、基站的設(shè)置及作業(yè)半徑對(duì)RTK的測(cè)量精度和作業(yè)速度有直接影響。基準(zhǔn)站應(yīng)盡量架設(shè)在地勢(shì)較高的地方，且要遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源和大面積的信號(hào)反射物。

2、RTK技術(shù)是依賴(lài)于GPS衛(wèi)星定位的，使用時(shí)要有四顆以上衛(wèi)星相位觀測(cè)值的跟蹤和必要的幾何圖形，如果所在地本身接受GPS的信號(hào)就很差，那RTK也起不到作用。另外，在有大面積的信號(hào)反射物的地方是無(wú)法定位的，如高層建筑附近，茂密的森林等；強(qiáng)電磁源也會(huì)干擾信號(hào)，如高壓輸電線附近，變電站等，在云層較厚的時(shí)候也有影響。