GPS定位的基本原理是，測量出已知位置的衛(wèi)星到地面GPS接收器之間的距離，然后接收器通過與至少4顆衛(wèi)星通訊，計算與這些衛(wèi)星間的距離，就能確定其在地球上的具體位置。普通GPS的定位精度 ≥ 1米，信號誤差有50%的概率會達到2米以上。這一點被手機GPS導航坑過的人肯定有所體會。另外，GPS無法支持精準定高，誤差可能高達十幾米。

GPS定位誤差是怎么產生的呢？

1、大氣層影響：大氣層中的電離層和對流層對電磁波的折射效應，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，從而讓GPS信號產生延遲。

2、衛(wèi)星星歷誤差：由于衛(wèi)星運行中受到復雜的外力作用，而地面控制站和接收終端無法測定和掌握其規(guī)律，從而無法消除產生的誤差。

3、衛(wèi)星鐘差：衛(wèi)星鐘差是指GPS衛(wèi)星時鐘與GPS標準時間的差別。衛(wèi)星上使用銫原子鐘，所以兩者的時間也許不同步，就像你的手表跟你家客廳掛鐘的時間不同步一樣

4、多路徑效應：GPS信號也有可能是在不同的障礙物上反射后才被接收到，這就是所謂的“多路徑效應”。

RTK （Real Time Kinematic）， 即載波相位差分技術，它能夠實時地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基站采集衛(wèi)星數據，并通過數據鏈將其觀測值和站點坐標信息一起傳送給移動站，而移動站通過對所采集到的衛(wèi)星數據和接收到的數據鏈進行實時載波相位差分處理（歷時不足一秒），得出厘米級的定位結果。

要理解RTK，得先知道“差分”是什么？

差分就是把GPS的誤差想方設法分離出。在已知位置的參考點上裝上移動基站，就能知道定位信號的偏差。將這個偏差發(fā)送給需要定位的移動站，移動站就可以獲得更精準的位置信息。

作為「無人機之眼」的定位系統(tǒng)，既是無人機實現自主飛行的關鍵，也是其進行各項植保作業(yè)的基礎。研發(fā)和設計高精度的定位系統(tǒng)，一直是各大無人機廠商尋求技術突破的著力點。

目前無人機多采用GPS技術，但GPS定位誤差帶來的坑早已在行業(yè)內飽受詬病。

RTK技術原本是軍用技術，2016年，極飛推出SUPER X2飛控系統(tǒng)和 P20 2017款植保無人機，搭載了GNSS RTK定位模塊。隨后，越來越多的無人機廠商開始投入到RTK產品的技術研發(fā)和系統(tǒng)整合中來。

一套RTK設備除了飛機上的定位模塊，還包括GNSS RTK手持測繪器、GNSS RTK移動基站和GNSS RTK固定基站。如下圖：

農業(yè)植保無人機真的有必要使用比GPS定位更精準的RTK嗎？

我們知道，我國農田的田埂寬度普遍較小，且多丘陵、山地等復雜地形，對植保無人機飛行航線的精度要求很高。如果不能做到精準噴灑，不僅達不到防治病蟲害的效果，甚至還可能產生藥害。傳統(tǒng)植保無人機正是由于GPS定位偏差，會有掉高、飛不直等現象，常常出現重噴、漏噴等問題，如何實現精準噴灑一直是業(yè)內不遺余力攻克的技術難題。

RTK技術的應用，可以說讓植保無人機真正走上了精準作業(yè)之路。

精準作業(yè)體現在兩個維度：

一是飛得精準，即高精度自主飛行技術。通過RTK系統(tǒng)可獲取準確的田地邊界信息，將航線精度從米級提升至厘米級，且不需要人工遙控，實現全自主飛行和噴灑；同時讓無人機自動避開房屋、樹木、電纜等障礙物，避免了碰撞和炸機事故。

二是噴得精準，可以通過精準變量噴灑技術來達到，同時妥善地解決了以往因GPS定位偏差而造成的重噴、漏噴等問題。

如果說定位系統(tǒng)相當于無人機的「眼睛」，那GPS好比是「近視眼」，RTK則像是戴著高精度「智能眼鏡」的「明眸」，既能準確識別各種障礙物，還能實時調整各種誤差，真正實現精準定位。

RTK價格偏高，真的值得消費者掏錢買單嗎？

的確，RTK由于技術門檻高，價格并不「親民」，市面上一套優(yōu)質RTK系統(tǒng)的價格可能相當于一臺植保無人機了。但是，僅僅因為價格偏高，就足以成為拒絕使用新技術的理由嗎？

七八十年代，電腦剛在國內出現時，也是大幾千甚至上萬的「天價」。但電腦的第一批用戶中，很多利用這一新工具，發(fā)現了更多創(chuàng)造更大價值的機會。一臺大型的農業(yè)機械設備，價格可達幾十萬甚至上百萬，但農業(yè)機械化的第一批踐行者，因為最快地走上了精準、高效生產之路，從而最早實現了發(fā)家致富。

有時候，價格不是問題，關鍵在于你買的產品能否給你帶來相應的價值回報。

聰明的消費者，不如拿出賬本好好算一算，一臺新設備的使用，能在多大程度上提高作業(yè)效率，能為你節(jié)省多少生產成本。

農業(yè)植保服務的成本主要包括人工成本和設備成本。使用普通GPS的植保機，由于無法實現全自動飛行，需要三名操作人員，包括飛手、安全員和地勤，缺一不可。而一套裝有高精度RTK系統(tǒng)的植保機，只需一名操作人員即可完成全套作業(yè)，人工成本降低至過去的三分之一。

在農業(yè)植保領域，定位精度正是提高系統(tǒng)作業(yè)精度的關鍵限制因素，一方面，定位精度這一變量直接影響到航線規(guī)劃和藥劑噴灑精準度等其它變量；另一方面，使用普通GPS的無人機在實際作業(yè)中的確受定位偏差影響很大，成為其明顯的短板。而將RTK技術應用到植保無人機中，提高了飛行和噴灑的雙重精準度，恰恰是突破這一關鍵限制因素的一劑良方。

隨著技術成本的降低，RTK系統(tǒng)大有可能成為行業(yè)應用級無人機的標配，也將在未來農業(yè)植保中得到越來越廣泛的應用。
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