H520E RTK - Z CZYM TO SIĘ JE, ZOBACZ WYNIKI POMIARU DOKŁADNOŚCI
KOLEJNY PROFESJONALNY PRODUKT W PORTFOLIO YUNEECA
Yuneec istnieje na światowym i polskim rynku dronów już od wielu lat. W tym czasie firma ta przeszła długą drogę poprzez różne sektory tej dynamicznej branży, oferując szeroką gamę rozwiązań od amatorskich i konsumenckich, po wysokiej klasy sprzęt profesjonalny. Aktualnie możemy obserwować stopniowe koncentrowanie się producenta na tych drugich, co widać po najnowszych produktach, usługach i akcesoriach jakie wprowadzane są do oferty. Jednym z nich, chyba najbardziej wyczekiwanym, jest nowa edycja flagowego sześciowirnikowca H520, czyli H520E RTK. Dron ten wchodzi na rynek ku uciesze wszystkich, którzy używają dronów do szeroko pojętych zastosowań technicznych, wymagających dużej precyzji – począwszy od precyzyjnego mapowania, po różnego rodzaju obserwacje i inspekcje.
DLACZEGO RTK JEST TAK ISTOTNE I JAK TO WŁAŚCIWIE DZIAŁA?
W dzisiejszych czasach jest już wiedzą powszechną, że ogólnodostępna, cywilna nawigacja satelitarna (GNSS – Global Navigation Satellite System, w skład której wchodzą konstelacje takie jak amerykański GPS, rosyjski GLONASS, czy europejski GALILLEO) jest wystarczająca do tego, żeby sprawnie wyznaczyć trasę samochodu z punktu A do B, ale staje się bezużyteczna jeśli chcemy określić położenie jakiegoś punktu z dokładnością większą niż kilka metrów. Dlaczego? Otóż pomiar pozycji odbywa się za pomocą bardzo precyzyjnego pomiaru czasu jaki mija od emisji sygnału z satelity, do jego odbioru w odbiorniku (np. w Twoim dronie). Odbiornik porównuje sygnały z wielu (minimum 4) satelit, aby na tej podstawie wyliczyć swoją pozycję. Wiązka fal radiowych z satelity pokonuje drogę ponad 20 000 kilometrów, przebijając się po drodze przez troposferę i jonosferę Ziemi. To głównie tam trasa i jakość sygnału mogą ulec nieprzewidzianym zmianom, co zaburza finalne obliczenia położenia odbiornika.
W przeciętnej sytuacji nasz odbiornik otrzymuje sygnał z kilkunastu (a nawet kilkudziesięciu) satelit naraz, z czego każdy z nich zawiera zniekształcenia i błędy. Co więcej, błędy te nie mają stałej wartości – zmieniają się z czasem, oraz z położeniem odbiornika. Tu z pomocą przychodzi technologia RTK (Real Time Kinematic). Zasada działania jest (teoretycznie) dość prosta – chodzi o to, aby użyć dwóch dobrych odbiorników (mogących odbierać sygnały z możliwie wielu konstelacji GNSS), z czego jeden może być mobilny, a drugi musi być stacjonarny i oba odbierają w tym samym czasie sygnały z tych samych satelit. Odbiorniki te komunikują się ze sobą, a wbudowany komputer analizuje różnice w sygnale, jaki dotrze do jednego i drugiego z nich. Dzięki temu automatycznie wyznaczane są poprawki położenia, które pozwalają na osiągnięcie centymetrowej dokładności geolokalizacji w czasie rzeczywistym. Oznacza to, że korzystając z RTK dron w każdym momencie zna swoje położenie na Ziemi z bardzo dużą dokładnością, dzięki czemu trzyma się wyznaczonej trasy ekstremalnie precyzyjnie i tak samo dokładnie geotaguje każde zrobione zdjęcie.
Co więcej, H520E RTK zapisuje surowe dane GNSS do późniejszego użytku, co umożliwia zastosowanie technologii PPK (Post-Processed Kinematic).
RTK vs PPK – NA CZYM POLEGA RÓŻNICA?
Jaka jest różnica między RTK a PPK? Zasadniczo chodzi o to, że możemy uzyskać centymetrową dokładność post-factum, bez potrzeby łączenia się ze stacją bazową w czasie lotu. Mając surowe dane z drona (które H520E RTK zapisuje), oraz posiadając dostęp surowych danych GNSS z dnia i obszaru lotu, zapisanych przez stacjonarny odbiornik referencyjny (stację bazową), możemy zastosować poprawki w dowolnym momencie po locie. A więc dron leci, pozycjonuje się i taguje zdjęcia z „normalną” dokładnością GNSS, a poprawki geolokalizacji nakładamy później, w post-processingu, za pomocą specjalnych programów, które przeliczą dane z drona, dane ze stacji bazowej i automatycznie edytują współrzędne wykonania zdjęcia w metadanych EXIF pliku graficznego.
Poziom dokładności w efekcie końcowym jest zasadniczo taki sam, a PPK ma kilka zalet względem RTK. Po pierwsze, nie wymaga ciągłej łączności ze stacją bazową. Po drugie, pozwala na podjęcie decyzji o wysokiej dokładności projektu nawet po wykonaniu nalotu. Wadą, choć nieznaczną, jest to, że pozycja samego drona nie jest korygowana w czasie rzeczywistym, co może mieć znaczenie, np. wtedy kiedy chcielibyśmy wykonać kilka zdjęć inspekcyjnych w jakimś odstępie czasowym, z dokładnie tego samego miejsca.
JAK WYGLĄDA KORZYSTANIE Z RTK W PRAKTYCE?
Skoro znamy już teorię, to przyjrzyjmy się najważniejszemu – praktyce. Są dwa główne sposoby korzystania z RTK, które różnią się tym skąd bierzemy poprawki. Pierwszy – najprostszy i przystępny cenowo to skorzystanie z jednej z ogólnopolskich sieci stacji referencyjnych (np. Leica SmartNet). Aby skorzystać z takiej sieci wykupujemy odpowiedni abonament i od dostawcy usługi dostajemy dane do logowania do sieci – login, hasło, adres oraz mountpoint. Te dane wpisujemy w menu aparatury sterującej drona, która następnie musi połączyć się z internetem, aby pobierać poprawki. Przeważnie w tym celu tworzymy hotspot WiFi na smartfonie, a potem już tylko cieszymy się wysoką precyzją nalotu.
Drugi sposób to korzystanie własnej stacji bazowej. Takie stacje są bardzo kosztowne, ale pozwalają na całkowitą niezależność od łącznością z siecią komórkową (internetem). Zaletą posiadania własnej stacji jest też to, że zmniejszamy odległość między stacją a dronem, co przekłada się na lepszą jakość poprawek i większą dokładność efektu końcowego. W przypadku PPK nalot wykonujemy tak jak normalnie, a aby pobrać poprawki do post-processingu, wykupujemy podobną usługę jak w przypadku sieci stacji referencyjnych RTK.
DO RZECZY, JAK DOKŁADNY JEST H520E? OTO WYNIKI
Nie bylibyśmy sobą, gdybyśmy nie zweryfikowali działania tego sprzętu, a więc przeprowadziliśmy kilka testów, które polegały na wykonaniu nalotu z poprawkami RTK i wykonaniu ortofotomapy. Na mapowanym terenie rozstawiliśmy 5 punktów kontrolnych, których położenie zmierzyliśmy niezależnie za pomocą ręcznego GPSa RTK (używaliśmy Emlid RS2 oraz Trimble R2). Następnie zdjęcia z nalotu złożyliśmy w programie Agisoft Metashape i sprawdziliśmy jak różni się położenie punktów kontrolnych w powstałej chmurze punktów, w stosunku położenia tych punktów zmierzonego ręcznym geodezyjnym GPSem (tzw. tyczką).
W płaszczyźnie poziomej uzyskaliśmy odchyłki na punktach kontrolnych nie większe niż 2-3 cm, co uważam za świetny wynik, biorąc pod uwagę, że pomiar punktów kontrolnych pozostawiał troszkę do życzenia – głównie ze względu na to, że punkty były zrobione ze zwykłych, miękkich kartek A4, umieszczonych na wysokiej (choć udeptanej) trawie. W związku z tym punkty kontrolne nieco odkształcały się po (i tak nie zawsze precyzyjnym) przyłożeniu tyczki pomiarowej. Zaznaczmy jeszcze dla jasności, że w opracowaniu nie zastosowano ani jednego punktu wpasowania, co znaczy, że uzyskana precyzja jest zasługą tylko i wyłącznie tego jak dokładnie zapisana jest lokalizacja środka projekcji zdjęcia i niskiej dystorsji obiektywu. W najbliższym czasie planujemy testy wykonane przez profesjonalnych geodetów, którzy wycisną z H520E co tylko się da – efekty pomiarów oczywiście również opublikujemy.
PODSUMOWANIE
Zauważmy, że dokładność poprzednika, czyli H520, już była na bardzo wysokim poziomie. W niezależnych testach H520 okazał się jednym z najlepiej trzymających się wyznaczonej trasy dronów na rynku! (źródło: https://www.ugcs.com/news-entry/comparing-precision-of-autopilots-for-survey-missions). H520E RTK jest więc tym bardziej ciekawą propozycją dla każdego, komu zależy na dokładnej geolokalizacji zdjęć. Dzięki swojej przystępnej cenie i wysokiej jakości jest on doskonałym narzędziem dla geodetów i innych profesjonalistów, a możliwość dobrania do niego różnych kamer i akcesoriów (w tym np. radiometrycznej kamery termowizyjnej E20TVX) jest nieocenioną wartością dodaną, dzięki której ten dron świetnie się sprawdzi w niemal każdym profesjonalnym kontekście.
Polecane
Pix4Dmapper - Licencja wieczysta pływająca (1 urządzenie)
