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(chǎn)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(shè)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(shù)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(fā)送給需要定位的GPS設(shè)備,用戶就可以獲得更精準(zhǔn)的位置。

　　分析誤差的方式有定位結(jié)果(位置差分)、與衛(wèi)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(tǒng)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(shù)都是最復(fù)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(zhǔn)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(nèi)才近似成立,與基準(zhǔn)站距離遠了,精度也會迅速下降。

　　厘米級的設(shè)備未必有厘米級的精度

　　常用的這種差分設(shè)備都是與地面的基準(zhǔn)站做校準(zhǔn),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(zhǔn)站的精度。基準(zhǔn)站位置不準(zhǔn)也是白搭。

　　基準(zhǔn)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(shù)人員卻對環(huán)球網(wǎng)無人機頻道表示:在外邊作業(yè)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(yè)內(nèi)人士表示:這就相當(dāng)于多次測量求平均值,在20-30分鐘后結(jié)果會收斂;持續(xù)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(yīng),也就是沒法攔住GPS信號“走冤枉路”。所以差分GPS的基準(zhǔn)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(zhǔn)的定位結(jié)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(shù)簡單、成本低廉的多旋翼飛控,加上差分也要數(shù)萬元。但依然有許多無人機使用差分設(shè)備,各行業(yè)應(yīng)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(yīng)用,配備精準(zhǔn)的定位設(shè)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(biāo)校也是以掛載龍伯球的無人機為靶標(biāo),雷達標(biāo)校無人機也都掛載高精度的差分GPS/北斗定位系統(tǒng)。但是雷達標(biāo)校的特點是不關(guān)心絕對精度,只關(guān)心相對位置。因為雷達的參考系是“雷達站心坐標(biāo)系”,雷達以“自我為中心”,所以基準(zhǔn)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(chuàng)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(xiàn)測向;而對于小尺寸的無人機使用高精度的差分技術(shù)也能做到,這個時候也不關(guān)心絕對精度、而是只關(guān)心一個天線相對于另一個天線的位置。

　　而其它行業(yè)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。