Дрон RTK: все, что вам нужно знать [2024]

Может показаться, что дроны — относительно новая технология, но хотите верьте, хотите нет, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) используются в той или иной форме уже около 100 лет. Однако нельзя отрицать, что дроны теперь стали более доступными как для организаций, так и для частных лиц.

Технология Real-Time Kinematic (RTK) произвела революцию в использовании беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в различных секторах. От максимизации точности геопространственных данных до обеспечения точного планирования пути, технология RTK дронов знаменует собой важный шаг вперед в аэросъемке и картографировании.

По мере того, как все больше компаний внедряют технологию RTK-дронов, рынок беспилотных коммерческих летательных аппаратов будет стремительно расти : с 17,96 млрд долларов США в 2023 году до прогнозируемых 21,77 млрд долларов США в 2024 году. Но что именно представляет собой технология RTK-дронов и как ваша организация может использовать ее для оптимизации своих операций по позиционированию?

Как RTK используется для дронов?

Некоторые из основных приложений для дронов включают картографирование, геодезию, наблюдение, фермерство и фотографию. Хотя все эти варианты использования имеют уникальные цели и рабочие процессы, они, как правило, имеют одну общую цель: определение реальности.

БПЛА особенно полезны для этого, поскольку они могут не только делать снимки, но и определять точное местоположение снимков. Операторы дронов могут затем использовать эти данные позиционирования для геопривязки снимков к поверхности Земли, преобразуя полученные снимки в данные, пригодные для действий в конкретном случае использования.

Несмотря на рост популярности дронов и быстрое развитие геопространственных технологий, получение высокоточной информации о местоположении не всегда легко. Позиционирование БПЛА обычно осуществляется с использованием GNSS, точность которого может зависеть от множества различных факторов . Исправление этих неточностей сигнала GNSS имеет решающее значение для операторов дронов, чтобы гарантировать, что собираемая ими информация пригодна для использования, но часто сложна.

Доступная глобальная точность без лишних хлопот.
Получайте точное позиционирование до сантиметра на любом двухдиапазонном устройстве GNSS с молниеносным временем сходимости в нашей сети поправок RTK.

Именно здесь технология Real-Time Kinematic (RTK) играет ключевую роль. RTK, являясь разновидностью дифференциальной GNSS (Глобальной навигационной спутниковой системы), играет важную роль в повышении точности данных о местоположении дронов.

Кинематическое позиционирование в реальном времени (RTK) — один из методов исправления неточностей сигнала GNSS дрона. Поправки RTK по сути получаются путем вычисления позиционного расхождения между ближайшей базовой станцией и дроном и приводят к позиционированию с точностью до сантиметра.

Такое высокоточное позиционирование не только делает данные, полученные с помощью дрона, более продуктивными, но и открывает дополнительный потенциал для новых и инновационных вариантов использования.

Стандартная съемка против RTK против PPK

Когда речь идет об использовании дронов, особенно в задачах, требующих высокой точности, таких как съемка, картографирование и фотограмметрия , важно понимать разницу между стандартной съемкой, кинематикой в реальном времени (RTK) и кинематикой с постобработкой (PPK).

Мы рассмотрели, как службы RTK могут использоваться для дронов, а теперь приведем краткое сравнение со стандартной съемкой и PPK:

• Стандартная съемка : традиционная съемка с помощью дронов опирается на данные GNSS для определения местоположения дрона. Однако этот метод часто приводит к неточностям из-за таких факторов, как геометрия спутника и атмосферные условия. Стандартная съемка обычно требует наземных контрольных точек (GCP) : предварительно обследованных, известных точек на земле, используемых для калибровки и корректировки данных дрона после полета. Несмотря на эффективность, этот процесс может быть длительным и трудоемким.
• Постобработанная кинематика (PPK) : Подобно RTK, PPK также повышает точность данных GNSS , но отличается подходом к обработке. Вместо того, чтобы корректировать положение дрона в реальном времени, PPK сохраняет все необработанные данные GNSS для обработки после полета. Этот метод полезен, когда коррекция в реальном времени невозможна или в районах с плохой инфраструктурой связи. Однако PPK по-прежнему требует некоторых опорных точек для проверки, и рекомендуется подождать 24 часа перед постобработкой, что не сработает для решений, которым требуются данные коррекции в реальном времени.

Хотя стандартные методы съемки по-прежнему широко используются, технологии RTK и PPK с использованием дронов произвели революцию в работе дронов. Эти технологии предлагают повышенную точность, эффективность и гибкость в различных приложениях.

Дроны с модулями RTK, например, поддерживаемые сетями вроде Point One Polaris , могут обеспечивать получение высокоточных позиционных данных, имеющих решающее значение для современных корпоративных и коммерческих операций с использованием дронов.

Насколько точен RTK?

По замыслу RTK значительно повышает точность данных GNSS. В то время как стандартные системы GNSS обеспечивают точность позиционирования в пределах нескольких метров, RTK обеспечивает точность на уровне сантиметра в пределах 1-3 см. Это резкое увеличение достигается за счет поправок в реальном времени, передаваемых с базовой станции RTK на дрон.

Технология RTK исправляет несколько распространенных источников ошибок в данных GNSS. К ним относятся ионосферные и тропосферные возмущения, неточности спутниковых часов и орбитальные ошибки. Устраняя эти ошибки в реальном времени, RTK гарантирует точность и надежность позиционных данных, собираемых дронами.

Однако точность RTK частично зависит от расстояния между дроном и базовой станцией RTK. Как правило, чем ближе дрон к базовой станции, тем точнее поправки. Вот почему такие сети, как Point One Polaris , с плотной сетью базовых станций, могут обеспечивать постоянную точность в более крупных рабочих зонах.

Point One имеет более 1400 базовых станций по всему миру, что обеспечивает точность позиционирования до сантиметра и надежность 99,99%.

Как RTK исправляет неточности дронов

Технология RTK обеспечивает корректировку сигналов GNSS, принимаемых дроном, в режиме реального времени. Эти корректировки учитывают ряд ошибок, влияющих на точность GNSS, таких как атмосферные помехи , многолучевое распространение сигнала, ошибки орбиты и часов спутника.

Сравнивая данные GNSS с дрона с данными из известного местоположения (базовой станции RTK), системы RTK могут вычислять и передавать на дрон исправления ошибок, что значительно повышает точность его позиционирования.

Наземные пункты управления дронами

Традиционная съемка и картографирование с помощью дронов в значительной степени зависят от GCP (наземных контрольных точек) : физических маркеров на земле с известными координатами. Эти GCP используются для калибровки и корректировки позиционных данных дрона во время постобработки. Однако RTK сводит к минимуму зависимость от GCP, оптимизируя процесс съемки и сокращая время и трудозатраты на настройку GCP.

Базовая станция GNSS

Базовая станция GNSS также играет важную роль в системах RTK. Зафиксированная в известном месте и непрерывно отслеживающая сигналы GNSS, базовая станция вычисляет разницу между своим известным положением и положением, указанным сигналами GNSS. Эти дифференциальные поправки затем передаются на дрон, чтобы он мог корректировать свои позиционные данные в реальном времени.

Текущее местоположение дрона

Текущее местоположение дрона, оснащенного технологией RTK, вычисляется путем объединения данных GNSS, которые он получает, с поправками в реальном времени от базовой станции RTK. Этот процесс обеспечивает высокоточную, надежную и мгновенную позиционную информацию, что делает дроны, оснащенные RTK, идеальными для приложений, требующих точности, таких как планирование строительства, картографирование сельского хозяйства и инспекция инфраструктуры.

Почему вашему дрону нужен RTK

Технология RTK — это не просто усовершенствование, это преобразующий инструмент для операций с использованием дронов. Вот несколько причин, по которым интеграция RTK с вашим дроном может стать переломным моментом.

Устраните необходимость настройки ваших GCP

Многие операторы дронов по-прежнему устанавливают собственные опорные точки или базовые станции с известными местоположениями, чтобы впоследствии можно было исправить данные, собранные в полете, для более точного позиционирования. Используя современную сеть RTK, такую как Polaris, вы можете просто управлять своим дроном и достигать точности на уровне сантиметра, получая доступ к более чем 1440 глобальным базовым станциям — и все это без необходимости устанавливать собственные опорные точки.

Благодаря RTK вы можете потратить больше времени на сбор и использование необходимых данных и меньше времени на подготовку к их сбору.

Значительно сократить время постобработки

Аналогично, RTK сокращает время обработки данных после полета. Любая фотограмметрия, сопоставление кадров LIDAR или картографирование требуют постобработки на компьютере для точной географической привязки собранных данных и обеспечения их пригодности к использованию.

Коррекции RTK радикально сокращают эти усилия, обеспечивая высокоточное позиционирование с самого начала. Например, недавнее исследование показало, что дроны с поддержкой RTK сокращают время постобработки на 90% .

Упростите планирование пути и рабочие процессы навигации

RTK также упрощает планирование и настройку траектории полета вашего дрона. Когда вы готовитесь к сбору данных с помощью БПЛА, вам больше не нужно тратить время на съемку и настройку опорных точек, чтобы убедиться, что ваш дрон остается на траектории.

RTK позволяет вашему дрону точно ориентироваться в реальном мире на основе измерений x, y и z вашего предварительно запрограммированного маршрута полета, исправляя любые неточности сигнала GNSS в реальном времени. Кроме того, вам не нужно будет выполнять постобработку местоположений опорных точек.

Уверенно избегайте столкновений

В условиях все более переполненного воздушного пространства важно обнаруживать и избегать столкновений с объектами. Независимо от того, управляете ли вы целым флотом дронов или просто пытаетесь избежать столкновения, RTK обеспечивает высокоточное позиционирование, необходимое для понимания того, где находится ваш БПЛА относительно потенциальных препятствий.

Эффективно функционирующая система RTK, интегрированная с инструментами планирования пути, предотвращает столкновения до того, как они произойдут. Узнайте больше о простой интеграции RTK в реальном времени с новым API GraphQL от Point One .

Достигните беспрецедентной наблюдаемости в истории ваших полетов

Ни одно техническое решение не идеально, и хотя RTK является новатором в области получения высокоточных результатов, он также может помочь операторам выяснить, откуда берутся оставшиеся неточности. Для надлежащей диагностики проблем, возникающих в полете, требуется возможность наблюдения за историей полета, включая местоположения с временными метками.

Расширьте возможности использования вашего БПЛА

Все сэкономленное время и новые знания о вашем дроне, которые предоставляет RTK, означают, что теперь вы можете исследовать новые и инновационные способы применения данных, полученных с помощью БПЛА. Каждый день появляются новые варианты использования дронов, и RTK продолжит играть важную роль в обеспечении высокоточного позиционирования в этих расширенных приложениях.

В настоящее время RTK обеспечивает получение базовых данных позиционирования, необходимых для точного земледелия, объемных измерений, инспекций и множества других вариантов использования, основанных на местоположении.

Применение дронов RTK

Возможности точного позиционирования дронов с RTK делают их бесценными инструментами в различных секторах. Но они также прокладывают путь для новых применений и инноваций. Вот несколько отраслей, использующих преимущества приложений дронов RTK.

сельское хозяйство

Беспилотники RTK преобразуют методы точного земледелия в сельскохозяйственном секторе . Например, они предоставляют более точные данные анализа состояния почвы, мониторинга урожая и картографирования полей. Эта точность позволяет фермерам практиковать управление урожаем на конкретных участках, получать больше урожая, использовать ресурсы более эффективно и снижать воздействие на окружающую среду.

Картографирование и геодезия

Беспилотники RTK также революционизируют традиционные методы съемки и картирования . Они обеспечивают быстрый сбор данных с высокой точностью, что делает их идеальными для топографических съемок, сбора данных ГИС и мониторинга окружающей среды. Это особенно полезно для крупномасштабных и труднодоступных территорий.

Инспекции и общественная безопасность

Для инспекций и операций по обеспечению общественной безопасности дроны RTK обеспечивают эффективный и безопасный способ оценки инфраструктуры, такой как плотины, мосты, здания и линии электропередач. Они также играют важную роль в реагировании на чрезвычайные ситуации, поисково-спасательных операциях и управлении стихийными бедствиями, предоставляя точные и своевременные воздушные перспективы.

Строительство

В строительной отрасли дроны RTK полезны для планирования участка, мониторинга прогресса и обеспечения соответствия проектов чертежам. Они предоставляют точные данные, которые помогают сократить дорогостоящие ошибки, обеспечить соответствие нормативным требованиям и повысить общую эффективность проекта.

Добыча

RTK-дроны также используются для обследования участков добычи , мониторинга запасов и расчета объемов извлеченных материалов. Они обеспечивают более безопасные и экономичные альтернативы традиционным методам обследования, особенно в опасных и обширных условиях добычи полезных ископаемых.

Используйте лучшую сеть RTK для дронов

Достижения в технологии RTK сыграли важную роль в повышении точности, эффективности и универсальности операций с использованием дронов в различных секторах. Однако важно отметить, что эффективность этой технологии существенно зависит от сети RTK, которую она использует. Превосходная сеть RTK означает более широкое покрытие, постоянную точность и надежную работу — важные факторы для применения дронов от сельскохозяйственного развития до городского развития, реагирования на чрезвычайные ситуации и т. д.