无人机测量的空中定位技术应用研究

韩月娇

黑龙江工业学院

无人机测量的空中定位技术应用研究

韩月娇

黑龙江工业学院

随着科技的发展，无人机测量技术无论在军事还是农业还是地理勘探等多个领域发挥着越来越重要的作用。由于传统的无线电定位系统，定位区域小，定位准确度低，定位速度慢等不足，所以现在开发的全球定位系统能很好地解决以上问题，为了将无人机测量技术更好的运用到实际中，本文着重分析实时相位差分定位技术（GPS-RTK）在现有的无人机测量空中应用效果，并且浅析其在应用过程中的优缺点，提出合理的解决方法。

无人机测量；GPS-RTK；探析

一、前言

科学技术是第一生产力，各行各业都随着科技的进步迈向新的阶梯，在地质勘探领域，无人机测量将发挥愈加重要的作用。现在，国内地质勘探主要是靠专业人员人工测绘，再加上航拍技术对地面进行拍摄修正，两相结合得到需要的地形数据，但这种方法无法适应小地形和环境险峻的地方，专家试图从现在军事科技和通信技术中寻求突破，设想将GPS和无人机结合到一起，进行无人机测绘，这样在控制就可以通过远程控制完成数据获取，大大提高效率和准确度。就目前而言，达到测绘要求的全球定位系统有动态后处理技术（GPS-PPK）和实时相位差分定位技术（GPS-RTK）这两种。下面我们就对实时相位差分定位技术（GPS-RTK）进行浅析，阐述其在无人机测量的空中定位方法中的应用特点。

二、GPS-RTK在无人机空中定位的应用分析

随着GPS技术的迅猛发展，实时相位差分定位技术（GPSRTK）在无人机测量的空中定位中的使用也越来越广泛。实时相位差分定位技术（GPS-RTK）系统是通过基准站、流动站和通讯电台三部分的配合，关键是用了载波全球定位测量，并且通过基准站和流动站的观测数据对比减小误差提高精度，达到准确定位。在多年的实际应用过程中，全球定位系统能很好地克服传统仪器的弊端，但是实时相位差分定位技术（GPS-RTK）也有以下几方面缺点。

1.受卫星技术限制

在无人机测量过程中，如果使用GPS-RTK技术，那么对GPS系统的信号覆盖率要求就比较高，但由于GPS自身的设计和技术缺陷，再加上测量要求的提高，目前的卫星状况、组成以及信号的强度都很难满足需求。而且在一些特殊的地区，在某些时间段内还会存在卫星探测的盲区，这就为无人机测量技术留下很大的技术隐患。如何解决卫星状况对GPS-RTK技术在无人机测量中使用的限制也成为一个很重要的研究课题。

2.受电离层干扰影响

由于技术原因，卫星在白天工作的时候，电离层对其干扰非常大，并且导致公用卫星数量变少。这种情况就会让GPS系统在开始工作时的初始化时间非常长或者无法进行初始化，进而影响无人机的工作，不能进行测量。根据实际应用经验，正午的时候由于电离层强度最高，不适合测量。

3.受卫星电台数据传输距离影响

将GPS-RTK技术应用到无人机测量中，意味着数据传输需要在卫星系统、无人机、地面接收系统三者间传输，期间受到外界影响的可能就很大，无论是天气还是对信号有屏蔽效果的高山、建筑等，都会很大程度下影响无人机的工作状况，减小有效工作半径和测量精度。在实际应用中就发现GPS-RTK技术需要在较小半径下工作，超过半径，会让测量数据误差超标，可靠度不能达到100%，相比较而言，在这些影响下，GPS-RTK技术的可靠度和稳定性还不及全站仪的高。

4.受高空异常条件的限制

现在使用无人机测量的工作大都是工作人员难以亲自深入的地区，所以GPS-RTK技术就显得尤为重要。GPS-RTK工作的时候需要进行准确的高空转换，但是我国现在的高空有问题的地方都集中分布在山区，很多都是人迹未至存在数据空白，这就让GPS-RTK在无人机测量时面临很大的技术难题，不仅影响测量精度，而且由于测量工作的环境复杂，导致无人机测量系统与卫星系统之间的信号传递也有很大的障碍，可能会因为系统初始化困难导致测量无法继续。

三、提高GPS-RTK技术在无人机测量的作业效率的方法

GPS-RTK技术的定位精度高,没有误差积累、全天候作业、RTK作业自动化、集成化程度高这些优点我们就不加多言，应为这些传统测量技术无法比拟的优点GPS-RTK技术才迅速风靡。对于上面说到的GPS-RTK技术在无人机测量中的缺点,我们在实践中也总结出一下几种改良优化的方法，来弥补其实践应用的不足，提高测量工作的效率。

1.熟悉仪器特征

为了详细了解测量设备的实际精度、测量误差和工作范围等系列参数，我们设计各种实验条件，对设备进行多次试验，熟悉记录实验设备的运行数据。在试验中我们清楚谅解设备的正常工作要求，在哪种条件下性能最好，状态最佳，以及初始化的时间等重要数据，让我们在实际操作中更加方便。

2.选择合适的基准站

基准站与流动站的配合是确保测量数据准确度的关键部分，所以在测量过程中选择合适的基准站至关重要。基准点要尽量高，有利于接收卫星信号和数据信息的传递。流动站和基准站之间的距离不要太远，控制在GPS-RTK技术要求工作班半径内，这样就避免出现工作盲区，出现大的测量误差。同时基准站附近避免受到电磁干扰，以提高测量精度。

3.在适当的时间工作

应为电离层对工作系统的影响很大，我们要合理的通过工作时间的变化来降低其影响。利用卫星分布图合理规划测量时间和地区，提高工作效率。

四、结论

在以上的分析中可以得出，虽然GPS-RTK技术有一些缺陷，但是在无人机测量的空中定位技术中还是能发挥很大作用，只要在合适条件下使用，就能很大程度上提高无人机测量的工作效率。也希望能有更加好的空中定位技术应用到无人机测量工作中。

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