Khảo sát, lập bản đồ bằng Drone (UAV) - Phương pháp RTK và PPK

Các phương tiện bay không người lái được sử dụng rộng rãi và có các đặc điểm: chi phí thấp, đa nhiệm, cơ động tốt, hiệu quả cao và bức xạ thấp, ... Chúng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực sản xuất quân sự và dân dụng. Cả hai phương pháp RTK và PPK đều hiệu chỉnh và nâng cao độ chính xác của kết quả máy bay không người lái và loại bỏ sự cần thiết của nhiều điểm GCP, đưa độ chính xác tuyệt đối xuống phạm vi cm hoặc hơn nữa.

Các phương tiện bay không người lái được sử dụng rộng rãi và có các đặc điểm: chi phí thấp, đa nhiệm, cơ động tốt, hiệu quả cao và bức xạ thấp, ... Chúng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực sản xuất quân sự và dân dụng.
Do GPS có đặc tính đo lường trong mọi thời tiết, độ chính xác cao và tự động nên các phương tiện bay không người lái hiện nay dùng để khảo sát và lập bản đồ về cơ bản sử dụng GPS để định vị và dẫn đường. Độ chính xác định vị điểm đơn GPS của điều khiển bay UAV quá kém. Trước đây, một số lượng lớn các điểm kiểm soát hình ảnh đã được sử dụng để sửa sự biến dạng của hình ảnh.
Tuy nhiên, ở một số địa hình (như núi, hẻm núi, sông, v.v.), nhân viên hiện trường rất khó thiết lập các điểm kiểm soát hình ảnh. Để giảm khối lượng công việc, hầu hết các điểm kiểm soát hình ảnh được giảm bớt hoặc thậm chí không cần thiết. Vì vậy, cần nâng cao độ chính xác của các điểm pos của máy bay. Cả công nghệ RTK và công nghệ PPK đều có thể đạt được độ chính xác đến từng centimet.
Sau đây, chúng tôi tiến hành phân tích so sánh từ hai nguyên lý kỹ thuật RTK và PPK để tìm ra phương pháp định vị GPS trên không phù hợp hơn.

 

RTK - Real-Time Kinematic – đo động thời gian thực

• Máy bay không người lái RTK mang máy thu GNSS RTK. Nó thu thập dữ liệu từ vệ tinh và trạm Base (trên mặt đất) để nâng cao độ chính xác vị trí trên ảnh chụp trong thời gian thực khi nó bay.
• Bản thân dữ liệu vệ tinh, và trong mọi trường hợp, dữ liệu vệ tinh dễ bị lỗi do sự chậm trễ tầng đối lưu, v.v., cung cấp độ chính xác tối đa khoảng 1 mét
• Dữ liệu từ trạm mặt đất được xác định để sửa lỗi tín hiệu vệ tinh, đưa độ chính xác vị trí xuống phạm vi cm.
• Trong trường hợp công nghệ Drone RTK, tín hiệu từ trạm Base GNSS được kết nối với máy bay liên tục thông qua trạm Base của Drone đặt tại khu vực bay chụp.
• Khi máy bay không người lái hạ cánh, nếu tất cả các tín hiệu không đổi, dữ liệu ảnh có tọa độ chính xác tuyệt đối cho hậu xử lý để thành lập bản đồ.

Drone RTK cần 4 đường truyền tín hiệu không đổi trong quá trình đo đạc:

- Đường truyền tín hiệu giữa vệ tinh và máy bay không người lái

- Đường truyền tín hiệu giữa vệ tinh và trạm Base GNSS hoặc mạng CORS 

- Đường truyền tín hiệu giữa trạm Base GNSS hoặc CORS / VRS và trạm Base Drone

- Đường truyền tín hiệu giữa trạm Base Drone và Drone.

Kỹ thuật Drone RTK rất tốt nếu như các đường truyền tín hiệu được kết nối liên tục. Tuy nhiên, trong điều kiện thực tế sẽ có một số trục trặc như có chướng ngại vật chặn tín hiệu. Hoặc máy bay bay xa vùng phủ của tín hiệu. Lúc này, tín hiệu bị ngắt quãng và ảnh chụp sẽ mất độ chính xác như kỳ vọng. Trong trường hợp tốt nhất, tín hiệu giữa Base GNSS và máy bay được kết nối liên tục, độ chính xác sẽ giống như phương pháp PPK.

 

PPK -  Post-Processed Kinematic – đo động hậu xử lý.

 

 

Quy trình khảo sát địa hình bằng máy bay không người lái PPK (Drone PPK)

• Một máy bay không người lái PPK bay với máy thu PPK GNSS trên máy bay, thu thập dữ liệu từ các vệ tinh, nó ghi lại tín hiệu và sẽ lấy sử dụng sau khi chuyến bay kết thúc.
• Bản thân dữ liệu vệ tinh, và trong mọi trường hợp, dễ bị lỗi do sự chậm trễ tầng đối lưu, v.v., cung cấp độ chính xác tối đa khoảng 1 mét
• Dữ liệu vệ tinh từ máy thu GNSS tại trạm Base (mặt đất) gần đó được thu thập. Sau khi kết thúc chuyến bay, nó cung cấp dữ liệu để sửa lỗi tín hiệu vệ tinh, đưa độ chính xác vị trí của ảnh chụp xuống phạm vi cm.
• Trong trường hợp của công nghệ PPK, không cần liên kết giữa Base GNSS đến trạm Base Drone và cũng không cần liên kết giữa Base Drone và Drone để cải thiện độ chính xác của ảnh chụp. Phương pháp này chỉ cần thu thập tín hiệu từ trạm Base Drone và Drone.
• Khi máy bay không người lái hạ cánh, một quy trình hiệu chỉnh độ chính xác của ảnh thông qua một phần mềm phù hợp, ví dụ: WingtraHub. Dữ liệu với độ chính xác tuyệt đối sau đó có sẵn để thành lập bản đồ.

 

PPK yêu cầu hai đường liên lạc không đổi để chỉnh sửa dữ liệu vị trí vệ tinh:

- Đườngtruyền tín hiệu giữa vệ tinh và trạm Base GNSS hoặc mạng CORS

- Đường truyền tín hiệu giữa vệ tinh và máy bay không người lái.

Do bạn không cần duy trì liên kết giữa trạm Base GNSS và trạm Base Drone và liên kết giữa trạm Base Drone và máy bay không người lái trong trường hợp PPK. Phương pháp này hiệu chỉnh dữ liệu đáng tin cậy hơn và thiết lập dễ dàng hơn.

Nếu bạn đã từng đo đạc bằng máy bay không người lái, bạn sẽ biết rằng sự gián đoạn ngắn trong các liên kết tín hiệu xảy ra khá thường xuyên. Khi  tín hiệu bị mất, bạn phải tốn công để thiết lập lại chuyến bay để bổ sung, nhiều khi cũng không thể được do điều kiện về vật cản…. Vì vậy, với RTK, nhiều khi dữ liệu của bạn sẽ không đầy đủ cho toàn dự án và độ chính xác của vị trí ảnh chụp bị giảm xuống.

 

Khảo sát, lập bản đồ bằng Phantom 4 PPK

Mọi thông tin chi tiết xin vui lòng liên hệ:
Trung tâm Giải pháp Phần mềm và Thiết bị Công nghệ
Hotline: 0976 268 036 / 024 3974 1373