GPS定位的基本原理是，測量出已知位置的衛星到地面GPS接收器之間的距離，然后接收器通過與至少4顆衛星通訊，計算與這些衛星間的距離，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信號的傳播速度發生變化，從而讓GPS信號產生延遲。

2、衛星星歷誤差：由于衛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律，從而無法消除產生的誤差。

3、衛星鐘差：衛星鐘差是指GPS衛星時鐘與GPS標準時間的差別。衛星上使用銫原子鐘，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作業模式下，基站采集衛星數據，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，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的基礎。研發和設計高精度的定位系統，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產品的技術研發和系統整合中來。

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之路。

精準作業體現在兩個維度：

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」，市面上一套優質RTK系統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，發現了更多創造更大價值的機會。一臺大型的農業機械設備，價格可達幾十萬甚至上百萬，但農業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效率，能為你節省多少生產成本。

農業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系統的植保機，只需一名操作人員即可完成全套作業，人工成本降低至過去的三分之一。

在農業植保領域，定位精度正是提高系統作業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系統大有可能成為行業應用級無人機的標配，也將在未來農業植保中得到越來越廣泛的應用。
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