無人機(jī)植保和RTK技術(shù)集合的意義何在
植保無人機(jī)和RTK技術(shù)在世界的舞臺(tái)上發(fā)展很長(zhǎng)一段時(shí)間,最近幾年我國才興起廣泛應(yīng)用,而且兩項(xiàng)黑科技首次實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合,新興的飛防植保行業(yè)在否定和肯定、疑惑和明確、懷疑和堅(jiān)信坎坷的道路上摸索前進(jìn),其中淵源耐人尋味!
2012年無線電遙控航模掛載藥箱噴灑農(nóng)藥開始進(jìn)入人們的視野,這也是飛防植保作業(yè)初步探索,當(dāng)時(shí)設(shè)備是各種配件組裝起來俗稱淘寶貨,隨著消費(fèi)無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)向進(jìn)入植保無人機(jī)研發(fā)時(shí)發(fā)現(xiàn):飛防行業(yè)沒有接地氣的產(chǎn)品。
一方面:手操作組裝植保無人機(jī)飛防作業(yè)時(shí)設(shè)備飛行忽高忽低造成出現(xiàn)重噴漏噴情況;
另方面:超視距和夜間飛行作業(yè)對(duì)飛手遙控操作技能的要求是一種艱巨挑戰(zhàn)。
這兩方面都突出手動(dòng)作業(yè)對(duì)飛手操作能力要求嚴(yán)格,因而飛防人員嚴(yán)格選擇標(biāo)準(zhǔn)和昂貴的培訓(xùn)費(fèi)用嚴(yán)重制約飛防服務(wù)的發(fā)展。
那么研發(fā)企業(yè)為解決上述問題提出新的飛防理念:航線規(guī)劃自主飛行,這種新的飛防理念融合一門重要學(xué)科地理和測(cè)繪。地理和測(cè)繪就需要飛手拿著地面站繞著田地四周走一圈測(cè)繪地圖數(shù)據(jù),然后在衛(wèi)星地圖上規(guī)劃田地航線,植保無人機(jī)按照上述航線自主飛行作業(yè)。
當(dāng)時(shí)行業(yè)內(nèi)飛防人對(duì)這種飛防理念情有獨(dú)鐘翹首以待,但是大規(guī)模實(shí)地飛防作業(yè)中暴露嚴(yán)重的問題:常規(guī)GPS 定位精度不夠帶來不可忽視影響。
(1)GPS定位誤差:常規(guī)GPS衛(wèi)星定位和導(dǎo)航受到大氣電離層、衛(wèi)星星歷和時(shí)鐘誤差、多路徑效應(yīng)等影響,會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的偏差。
(2)測(cè)繪數(shù)據(jù)偏差:在測(cè)繪后規(guī)劃衛(wèi)星地圖航線數(shù)據(jù)經(jīng)過一段時(shí)間再次使用受到GPS定位誤差產(chǎn)生偏差,極可能出現(xiàn)設(shè)備飛出地塊外或撞到障礙物等危險(xiǎn)情況。
(3)設(shè)備抗干擾能力弱:植保無人機(jī)飛行定位和導(dǎo)航依靠GPS衛(wèi)星信號(hào)、磁羅盤指南針等,由于電磁波傳輸多路徑效應(yīng)和磁羅盤容易受磁場(chǎng)干擾,其在靠近防風(fēng)林和高壓線磁場(chǎng)源等場(chǎng)景設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)失控情況。
上述問題受到常規(guī)GPS定位誤差而出現(xiàn)不可免的情況,這也曾經(jīng)制約著測(cè)繪行業(yè)的發(fā)展,但現(xiàn)在已經(jīng)有成熟完善的解決方案,那就是RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分技術(shù)獲得厘米級(jí)精準(zhǔn)定位。
因此這時(shí)植保無人機(jī)和RTK技術(shù)才開始進(jìn)行初步的結(jié)合,形成新的飛防理念:精準(zhǔn)飛行,智能噴灑,這種理念經(jīng)過大量的飛防作業(yè)證明是接地氣的發(fā)展趨勢(shì)。
植保無人機(jī)和RTK技術(shù)結(jié)合形成新的飛防理念:精準(zhǔn)飛行,智能噴灑,這種結(jié)合經(jīng)過六年多艱辛探索,正如新事物飛防植保行業(yè)發(fā)展一樣,從航模人組裝“淘寶貨”大膽嘗試噴灑藥劑到現(xiàn)在形成冉冉崛起新型產(chǎn)業(yè),其中包含太多飛防人和研發(fā)人員的智慧、汗水。
首先說一下什么是RTK技術(shù)?RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測(cè)值得實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù),它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果,并達(dá)到厘米級(jí)精度。簡(jiǎn)單的說就是:
實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位需要建立固定基站,固定基站根據(jù)自身位置數(shù)據(jù)和接受衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)計(jì)算出誤差值發(fā)送給接收端修正定位偏差。
從上面的RTK概念知道它就是厘米級(jí)定位技術(shù),這樣定位技術(shù)和植保無人機(jī)結(jié)合為飛防行業(yè)帶來哪些稱道的地方,讓農(nóng)戶和飛防人高度的贊同和認(rèn)可。
(1)飛防植保效果:植保無人機(jī)噴灑藥劑屬于超低量噴霧方式,如果飛防作業(yè)中出現(xiàn)重噴的情況,其高濃度藥液會(huì)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生影響,甚至出現(xiàn)灼燒葉面、藥斑等藥害情況,以前飛防作業(yè)也反復(fù)出現(xiàn)重噴引起要害情況,其血的教訓(xùn)為行業(yè)敲醒了警鐘。
如果采用RTK術(shù)后厘米級(jí)定位技從兩方面避免上述情況出現(xiàn):
①精準(zhǔn)的飛行速度和高度結(jié)合智能噴灑系統(tǒng)避免懸停減速區(qū)出現(xiàn)藥液量嚴(yán)重超過應(yīng)噴灑藥量情況。
②厘米級(jí)的航線定位誤差避免出現(xiàn)重噴漏噴情況,這在飛防噴灑除草劑、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等化控作業(yè)尤為重要。
(2)設(shè)備穩(wěn)定性能:我國南方農(nóng)田分布很多高壓輸電線和移動(dòng)信號(hào)發(fā)射塔,在西部有農(nóng)田防風(fēng)林居多,這些外界因素嚴(yán)重影響設(shè)備飛行的穩(wěn)定性,而植保無人機(jī)和RTK技術(shù)結(jié)合后設(shè)備外界抗干擾能力顯著增強(qiáng)。
植保無人機(jī)的發(fā)展時(shí)間僅僅才有六年,飛控自主研發(fā)企業(yè)屈指可數(shù),技術(shù)的結(jié)合還需要?dú)q月的沉淀,正如極飛科技算法經(jīng)理所說:植保無人機(jī)采用RTK技術(shù)最大難點(diǎn)在于系統(tǒng)軟件流程設(shè)計(jì),讓植保作業(yè)隊(duì)員能夠快速簡(jiǎn)單的使用。
下面兩方面制約其技術(shù)結(jié)合廣泛應(yīng)用:
①植保無人機(jī)核心控制終端飛控和RTK系統(tǒng)的協(xié)調(diào)匹配,配套系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)單使用流程設(shè)計(jì)。
②RTK技術(shù)配套設(shè)備昂貴,不管RTK差分板卡還是剛興起連續(xù)運(yùn)行參考系統(tǒng)(CORS賬戶)在低紅利的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域都顯得嬌貴。
然而在國家加快現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè)的背景下,政府對(duì)植保無人機(jī)和精準(zhǔn)定位設(shè)備的農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼,加上租賃等共享經(jīng)濟(jì)模式出現(xiàn),上面難題也會(huì)迎刃而解;植保無人機(jī)和RTK技術(shù)的結(jié)合會(huì)發(fā)展到融合,兩項(xiàng)神秘的黑科技轉(zhuǎn)化田間地頭實(shí)用的農(nóng)具,為飛防植保行業(yè)帶來里程碑的變化。