今日科普：GPS定位误差是如何产生的呢？

       GPS定位的原理是，测量出已经知道区域的通讯卫星到地上GPS信号接收器间的距离，随后信号接收器通过与最少四颗卫星通信，计算与这些通讯卫星之间的距离，就可确认其在太空中的具体位置。一般GPS的定位精度 ≥ 1米，数据信号误差有50%的概率会达到2米左右。这一点被手机GPS导航栏坑过的人一定有深深的体会。此外，GPS无法支持精准定高，误差可能高达十几米。

（北天CAN定制地磁罗盘MCU气压计GPS模块gnss航模飞控无人机BK-315）

GPS定位误差是怎么形成的呢？

1、地球大气层影响：地球大气中的对流层和电离层对无线电波的折射效应，会促使GPS信号的传播速度产生变化，从而使GPS数据信号产生延迟。

2、通讯卫星星历误差：因为通讯卫星运行时遭受繁杂的外力作用，而地面控制系统接收终端设备没法测量和掌握其规律性，进而无法消除所产生的误差。

3、通讯卫星钟差：通讯卫星钟差就是指GPS卫星时钟与GPS国际标准时间的差异。通讯卫星中使用铯原子钟，因此二者的时长无法同步，就好比你手表跟你们家客厅挂钟的时间不同步一样。

4、多路径效用：GPS数据信号也可能是在不同的障碍物上反射面后才会被接收到的，这就叫做“多路径效用”。

RTK（Real Time Kinematic），即载波相位差分技术，它能够实时地提供测站点在规定平面坐标里的三维定位结论，以达到厘米级精度。在RTK作业方式下，通信基站收集卫星数据，并且通过数据链路把它观测值和站点座标信息内容一起发送给移动站，而移动站根据对所收集到的卫星数据和接收的数据链路实时载波相位差分处理（历时不足一秒），得到厘米级的定位结果。

（北天GNSS罗盘QMC5883北斗天线固定翼飞控定制穿越机GPS模块BE-450）

要了解RTK，首先要了解“差分”是什么

差分信号就是将GPS的误差想尽办法分离出来。在已经知道区域定位点上装上移动通信基站，就可以知道定位信号的功率误差。把这个误差发给需要定位的移动站，移动站就能获得更精准的位置信息。

作为“无人机之眼”的定位系统，既是无人机完成独立航行的关键所在，亦是其开展各项植保作业工作的前提。研发与设计高精度的定位系统软件，一直是各种无人机生产商寻找科技突破的发力点。

现阶段无人机大多采用GPS技术，但GPS定位误差带来的麻烦早就在业内饱受诟病。

RTK技术本来是军用技术，2016年，极飞发布SUPER X2飞控系统和 P20 2017款植保无人机，搭载的是GNSS RTK定位模块。接着，越来越多无人机生产商逐渐投入到了RTK商品的产品研发和系统融合中。

一套RTK机器设备除飞机中的定位模块，还包含GNSS RTK手持测绘器、GNSS RTK移动通信基站和GNSS RTK固定通信基站。

（CAN地磁3100罗盘MCU气压计GPS模块gnss航模飞控flash无人机BK-345）

农牧业植保无人机真的有必要应用比GPS定位更精准的RTK吗？

我们都知道，在我国农田的田坎总宽是比较小的，且多丘陵地形、山坡地等复杂地形，对植保无人机飞行航线的精度要求很高。若不能保证精准喷洒，不仅达不到防治病虫害效果，甚至还可能造成药害。传统式植保无人机也正是因为GPS定位误差，会出现掉高、飞不直的现象，经常出现重喷、漏喷等诸多问题，如何做到精准喷洒一直是业界竭尽全力攻破的技术难题。

RTK技术的发展，可以说让植保无人机真真正正走向了精准工作之途。

精准工作表现在两个方面：

一是能飞的精准，即高精度自主飞行技术。根据RTK系统可获取精确的农田界限信息内容，将航道精度从米级提升到厘米级，且不需要人工遥控，实现自主飞行和喷洒；并且让无人机全自动避开房子、花草树木、电缆等阻碍物，防止了碰撞和炸机事故。

二是喷得精准，能通过精准自变量喷洒技术来实现，与此同时妥善地克服了过去因GPS定位误差而导致的重喷、漏喷等诸多问题。

假如说定位系统软件等同于无人机的“双眼”，那GPS就犹如“眼睛近视”，RTK则好像戴上了高精度“AR眼镜”的“明眸”，既可以准确识别各种各样阻碍物，还可以实时调整各种误差，从而实现精准定位。

（北天CAN带灯地磁罗盘MCU气压计GPS模块gnss航模飞控无人机BK-325）

RTK价格偏高，真的值得顾客掏钱买单吗？

确实，RTK因为技术门槛高，价格并不是很“接地气”，目前市面上一套高品质RTK的价格可能等同于一台植保无人机了。可是，仅仅是因为价格偏高，就足以成为拒绝使用新技术的理由了吗？

七八十年代，计算机刚刚在中国出现的时候，都是好几千甚至上万的“天价”。但计算机的**批群体中，许多利用这一工具，看到了大量创造更大价值的好机会。一台大型农机设备，价格可以达到几十万甚至上百万，但农机化的**批实践者，因为更快地走向了精准、高效生产之途，进而最早实现了发家致富。

有时，价格不是难题，重点在于自己买的商品能不能为你带来相应的价值收益。

聪明的消费者，不如取出帐簿好好地算一算，一台新设备的使用，可以在哪些方面提升工作效率，可以为你节约多少产品成本。

农牧业植保服务的成本主要包含人工成本和设备投资。使用普通GPS的植保机，因为难以实现自主飞行飞行，必须有三名作业人员，包含飞手、专职安全员和地勤，缺一不可。而一套配有高精度RTK的植保机，仅需一名作业人员就可以完成整套工作，人力成本下降到以往的三分之一。

在农业植保行业，定位精度恰好是提高系统工作精度的关键所在，一方面，定位精度这一自变量直接影响航线规划和药物喷洒精准度等其他变量；另一方面，使用普通GPS的无人机在具体运行中确实受定位误差影响很大，成为其明显的短板。而把RTK技术应用到植保无人机中，提升了航行和喷洒的双重精准度，恰恰是提升这一关键制约因素的一剂良方。

随着技术成本的下降，RTK系统有很大可能会成为应用级无人机的必备，将会在未来农业中获得越来越广泛的应用。