無人機自動飛行的定海神針-RTK 定位系統

已更新:10月7日

中古世紀,海運發達,而在茫茫大海中指引船隻航向的就是羅盤與航海圖。今天筆者要介紹的是無人機界的航行羅盤和地圖:RTK(Real Time Kinematics,即時動態)定位系統。

講到定位系統,大家第一個想到的一定是 GPS 或是北斗系統,那 RTK 又是從哪裡冒出來的?跟 GPS 是同一個系統嗎?


全球定位系統、即時動態定位系統,搞得我好亂?


(圖一)GNSS 與各導航系統關係圖

其實我們一般所熟知的全球定位系統(Global Positioning System, GPS)是美國所使用,與它為同一層級的還有中國的北斗衛星導航系統(BDS)、俄羅斯的格洛納斯系統(GLONASS)、歐盟的伽利略定位系統(GALILEO)等,都屬衛星導航系統(Global Navigation Satellite System, GNSS)的範疇。


GNSS 衛星的訊號精準度可到 10 公尺範圍內,是十分實用的導航定位系統。但若是對精確度有更高的需求,例如:訊號精準度 5 公尺,甚至公分級該怎麼辦呢?這時就是 RTK 定位系統大顯神威的時候了。


Real Time Kinematics Positioning System 即時動態定位系統


(圖二)RTK 定位系統示意圖

RTK 定位系統使用基於 GPS 系統,在地面上建置已知座標的基準站,並利用地面基準站所擷取到的 GPS 載波,弭平無人機定位上的誤差,在此技術下所得到的訊號精準度誤差甚至可以降到毫米等級!

RTK 以地面/基準站(Base)跟移動端(Rover)共兩組訊號接收器組成,無人機升空前先使用 GPS 對地面站進行定位,再將移動端設置於無人機上進行即時校正,達到誤差值在毫米等級!但此技術有效範圍為半徑 10 公里內。


若是有使用半徑超過 10 公里的需求,可以考慮使用政府的 e-GNSS 系統,e-GNSS 跟 RTK 定位系統的差別在於地面基站的有無。RTK 定位系統需要地面基站的建置來提供基準訊號,e-GNSS 則是虛擬站,移除基站產生基準訊號,e-GNSS 直接使用手機網路取得由政府供應的基準訊號,但使用 e-GNSS 會使訊號精準度誤差提高至約 10 公分範圍,可以衡量使用需求後選擇 GNSS、RTK 或 e-GNSS。

(圖三)e-GNSS 定位系統示意圖

RTK 定位系統可應用於無人駕駛、自動機器人、農業自動化、可穿戴設備、共享單車等定位精度要求高的應用場合(若另有無人機應用以外的需求亦可與本公司做產品洽談)。















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