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探寻无人机植保和RTK技术结合背后的渊源
新闻来源: 泰伯网    发布时间:2017-10-24

植保无人机和RTK技术在世界的舞台上发展很长一段时间,最近几年我国才兴起广泛应用,而且两项黑科技首次实现完美结合,新兴的飞防植保行业在否定和肯定、疑惑和明确、怀疑和坚信坎坷的道路上摸索前进,其中渊源耐人寻味!

2012年无线电遥控航模挂载药箱喷洒农药开始进入人们的视野,这也是飞防植保作业初步探索,当时设备是各种配件组装起来俗称淘宝货,随着消费无人机生产企业转向进入植保无人机研发时发现:飞防行业没有接地气的产品。

一方面:手操作组装植保无人机飞防作业时设备飞行忽高忽低造成出现重喷漏喷情况;

另方面:超视距和夜间飞行作业对飞手遥控操作技能的要求是一种艰巨挑战。

这两方面都突出手动作业对飞手操作能力要求严格,因而飞防人员严格选择标准和昂贵的培训费用严重制约飞防服务的发展。

那么研发企业为解决上述问题提出新的飞防理念:航线规划自主飞行,这种新的飞防理念融合一门重要学科地理和测绘。地理和测绘就需要飞手拿着地面站绕着田地四周走一圈测绘地图数据,然后在卫星地图上规划田地航线,植保无人机按照上述航线自主飞行作业。

当时行业内飞防人对这种飞防理念情有独钟翘首以待,但是大规模实地飞防作业中暴露严重的问题:常规GPS 定位精度不够带来不可忽视影响。

(1)GPS定位误差:常规GPS卫星定位和导航受到大气电离层、卫星星历和时钟误差、多路径效应等影响,会产生相应的偏差。

(2)测绘数据偏差:在测绘后规划卫星地图航线数据经过一段时间再次使用受到GPS定位误差产生偏差,极可能出现设备飞出地块外或撞到障碍物等危险情况。

(3)设备抗干扰能力弱:植保无人机飞行定位和导航依靠GPS卫星信号、磁罗盘指南针等,由于电磁波传输多路径效应和磁罗盘容易受磁场干扰,其在靠近防风林和高压线磁场源等场景设备可能会出现失控情况。

上述问题受到常规GPS定位误差而出现不可免的情况,这也曾经制约着测绘行业的发展,但现在已经有成熟完善的解决方案,那就是RTK实时动态差分技术获得厘米级精准定位。

因此这时植保无人机和RTK技术才开始进行初步的结合,形成新的飞防理念:精准飞行,智能喷洒,这种理念经过大量的飞防作业证明是接地气的发展趋势。

植保无人机和RTK技术结合形成新的飞防理念:精准飞行,智能喷洒,这种结合经过六年多艰辛探索,正如新事物飞防植保行业发展一样,从航模人组装“淘宝货”大胆尝试喷洒药剂到现在形成冉冉崛起新型产业,其中包含太多飞防人和研发人员的智慧、汗水。

首先说一下什么是RTK技术?RTK定位技术就是基于载波相位观测值得实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。简单的说就是:

实现厘米级定位需要建立固定基站,固定基站根据自身位置数据和接受卫星定位数据计算出误差值发送给接收端修正定位偏差。

从上面的RTK概念知道它就是厘米级定位技术,这样定位技术和植保无人机结合为飞防行业带来哪些称道的地方,让农户和飞防人高度的赞同和认可。

(1)飞防植保效果:植保无人机喷洒药剂属于超低量喷雾方式,如果飞防作业中出现重喷的情况,其高浓度药液会对农作物生长产生影响,甚至出现灼烧叶面、药斑等药害情况,以前飞防作业也反复出现重喷引起要害情况,其血的教训为行业敲醒了警钟。

如果采用RTK术后厘米级定位技从两方面避免上述情况出现:

①精准的飞行速度和高度结合智能喷洒系统避免悬停减速区出现药液量严重超过应喷洒药量情况。

②厘米级的航线定位误差避免出现重喷漏喷情况,这在飞防喷洒除草剂、生长调节剂等化控作业尤为重要。

(2)设备稳定性能:我国南方农田分布很多高压输电线和移动信号发射塔,在西部有农田防风林居多,这些外界因素严重影响设备飞行的稳定性,而植保无人机和RTK技术结合后设备外界抗干扰能力显著增强。

植保无人机的发展时间仅仅才有六年,飞控自主研发企业屈指可数,技术的结合还需要岁月的沉淀,正如极飞科技算法经理所说:植保无人机采用RTK技术最大难点在于系统软件流程设计,让植保作业队员能够快速简单的使用。

下面两方面制约其技术结合广泛应用:

①植保无人机核心控制终端飞控和RTK系统的协调匹配,配套系统软件简单使用流程设计。

②RTK技术配套设备昂贵,不管RTK差分板卡还是刚兴起连续运行参考系统(CORS账户)在低红利的农业领域都显得娇贵。

然而在国家加快现代化农业建设的背景下,政府对植保无人机和精准定位设备的农机补贴,加上租赁等共享经济模式出现,上面难题也会迎刃而解;植保无人机和RTK技术的结合会发展到融合,两项神秘的黑科技转化田间地头实用的农具,为飞防植保行业带来里程碑的变化。