不知从什么时候开始以支持RTK差分为卖点的飞控就如雨后春笋一样,甚至一些消费级无人机品牌亦推出了自己的差分飞控产品。宣传口号一般都是“厘米级精度”,但真的有了RTK差分,就到了厘米级精度了吗?
差分就是把GPS的误差想方设法分离出去。
GPS信号从遥远的太空赶到地面,尤其要穿过电离层、路途上难免有差池。所以普通的GPS定位总有数米的误差。
有天才的人类想到:可以在已知位置的参考点上装上GPS,就能知道GPS的偏差。将这个偏差用电台发送给需要定位的GPS设备,用户就可以获得更精准的位置。
分析误差的方式有定位结果(位置差分)、与卫星的距离(伪距差分)、GPS的载波相位(载波相位差分,即RTK)。分析的越深入,就越麻烦、越贵,但是精度也更高。
差分不是都是厘米级
其实将无人机系统装上差分GPS并不稀奇,许多科研院所都有这样的项目,但因为成本与需求问题并没有多少投入商用。最近一段时间差分似乎有种普及化的趋势,而且各家所使用的差分技术都是最复杂的RTK。
差分也分许多等级,之前用途比较广泛的是伪距差分,误差半米左右;而RTK也分两种:几十厘米误差的单频RTK与厘米级的双频RTK。
双频GPS的意义是消除电离层误差,所以双频RTK可以达到厘米级的定位精度。一般厂家会宣称其精度为:1cm+1ppm(与基准站距离的百万分之一),但是注意:这也是个理想值:只有在10公里以内才近似成立,与基准站距离远了,精度也会迅速下降。
厘米级的设备未必有厘米级的精度
常用的这种差分设备都是与地面的基准站做校准,所以这些所谓的精度都不是相对地球的精度,而是相对于基准站的精度。基准站位置不准也是白搭。
基准站位置的确定大体有这么几种方式:①建立在国家已知点上;②建立在从国家已知点上引过来的点;③建立在一个长期观测的点上。
然而河北铭宇电子科技的技术人员却对环球网无人机频道表示:在外边作业很少有能碰到国家已知点上。只能选择一个开阔的地方,如楼顶长期观测。
业内人士表示:这就相当于多次测量求平均值,在20-30分钟后结果会收敛;持续时间越长精度就越高。但是最后依然会有米级误差。
另外,差分依然要注意多路径效应,也就是没法拦住GPS信号“走冤枉路”。所以差分GPS的基准站要在开阔的地方,最好在楼顶;无人机飞行也最好避开高大建筑物。
此外,定位精度是一方面、控制精度又是另一方面;飞控的可靠性还是一个方面。光有精准的定位结果未必就能干好活儿。