這是一個共享的時代,共享資源,共享網(wǎng)絡,共享知識……2016年底,共享單車在國內(nèi)火爆起來,于是,共享經(jīng)濟又多了一位新成員。
共享單車解決了民眾最后一公里的出行問題,方便快捷,低碳環(huán)保,緩解了交通擁堵。然而,亂停亂放成為這一新興事物發(fā)展過程中需要解決的迫在眉睫的問題。這真是個傷腦筋的問題,雖然很多城市已經(jīng)推出共享單車電子圍欄,由于GPS定位精度的問題,效果卻差強人意。
高精度定位是電子圍欄的基礎,我們經(jīng)常會遇到車停在圍欄內(nèi)而app顯示車輛確在圍欄外,或者找車位置變差大,很難做到精準定位,目前由于衛(wèi)星軌道誤差,電離層,對流層對GPS定位影響很大,GPS定位精度也無法滿足精準電子圍欄的要求,而引入RTK(Real - time kinematic,載波相位差分技術)可以使GPS定位控制在厘米級范圍內(nèi),則大大提高了電子圍欄的精準有效性。
什么是RTK?
RTK(Real - time kinematic,實時動態(tài))載波相位差分技術,是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法,將基準站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機,進行求差解算坐標。這是一種新的常用的GPS測量方法,以前的靜態(tài)、快速靜態(tài)、動態(tài)測量都需要事后進行解算才能獲得厘米級的精度,而RTK是能夠在野外實時得到厘米級定位精度的測量方法,它采用了載波相位動態(tài)實時差分方法,能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標系中的三維定位結(jié)果,并達到厘米級精度。RTK技術是什么?它運用一些相似性的原理來消除誤差,也就是說,它的載波信號,通過一個已知坐標進行觀測,把RTCM數(shù)字和相鄰的進行解算,所以它有一個“地面基站”的概念。
我們同樣先來了解下GPS的工作原理,以及到底是什么引起了誤差,即誰讓GPS跑偏了?
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(chǎn)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(chǎn)生的誤差。這里面,其實它的星歷的固定軌跡也有一定的公差。
3.衛(wèi)星鐘差
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
多路徑效應可能大家聽得比較多了,GPS信號也有可能是在不同障礙物間反射后才被接收到,由此產(chǎn)生誤差。
這些因素疊加之后,它會變得很復雜,使得GPS在民用級別都是5-10米的誤差,在城市復雜環(huán)境,可能是幾十米的誤差,甚至更多。那怎么把誤差消除呢?這就是RTK技術(RTK,Real-time Kinematic,載波相位差分)。
那什么是“差分”? 差分就是把GPS 的誤差想方設法分離出去。具體做法是,在已知位置的參考點上裝上基準站——參考點通常使用國家的基準點,它是一個厘米級甚至毫米級的位置點——通過RTCM數(shù)據(jù)就能知道它的定位。也就是說,這個基準站會說明兩件事:告訴我所在的精準位置在哪里;我接到數(shù)據(jù)時的精準時間。然后把這個數(shù)據(jù)發(fā)送給想要獲取高精度定位信息的移動站,后者就可以通過它獲取的這個信息,修正或消除:大氣層鐘的傳播誤差、衛(wèi)星星歷誤差和衛(wèi)星鐘差,把精準度做到厘米級。
RTK技術是一個很成熟的技術,可以幫助到城市交通管理,城市環(huán)境美化。我們覺得未來的城市一定是精準化、數(shù)據(jù)化為核心,這樣,整個城市的智能化、智慧化就很快到來了。上海、杭州、廣州、深圳、福州、鄭州、南京、武漢8大城市相繼對共享單車發(fā)出命令,要求共享單車企業(yè)暫停投放新車,目前這些城市的共享單車擠占道路造成交通擁堵,各大城市的交委工作量連連翻倍,簡直快哭瞎,亂停亂放問題迫在眉睫。RTK技術有效的解決了問題,電子圍欄得以實行,讓城市恢復一個干凈,文明的面貌!所以我們希望更多的人參與進來,了解、利用RTK技術,為我們的城市面貌、安全做一些貢獻。
普玄問答1:如何解決多路徑效應?
這是一個比較復雜的問題,簡單來說,就是讓地面基站分布更密集,有更多共同的路徑的衛(wèi)星信號源,這樣可以減少或者消除誤差。一般來說,在農(nóng)業(yè),大部分障礙來源于防風林,還有一些桿塔、信號塔、供電房等等。這種情況,采用就近架設移動基站的方式來解決,采用雙路徑來保障信號的到達,其中雙路徑是電臺和無線網(wǎng)絡。
普玄問答2:RTK技術對基站的依賴大嗎?如果當?shù)鼗緮?shù)量少,RTK技術能多大程度上提高飛行精度?如何解決這個問題呢?
可以說很依賴。目前無線網(wǎng)絡情況穩(wěn)定性還是有一定局限性,在城市復雜環(huán)境下,很多地方?jīng)]有網(wǎng)絡信號,甚至打電話都很困難,這個時候沒有移動基站,難以獲取差分數(shù)據(jù)。如果當?shù)鼗緮?shù)量少,RTK技術能采用相對精度來解決,比如說,打一個水泥樁,用RTK采集數(shù)據(jù),下次在此區(qū)域作業(yè)的時候,把移動基站放在此水泥樁上,輸入上次一樣的坐標,一樣飛的厘米級精度。如果只用RTK擺靜態(tài),則誤差在1米左右,單點靜態(tài)主要看采用的RTK主板參數(shù)?;旧?,可以多使用移動基站,一般來說,一個固定站可以覆蓋30~80公里的位置。也就是說:采用RTK技術,一定是需要依賴基站的,目前主要是三種方式:國家CORS、或千尋賬號、或基站。
普玄問答3:有沒很好的方式解決橋梁下面或港口弱GPS環(huán)境下如何定位和避障的方式?
在弱GPS和橋梁下,換句話來說就是非常容易丟星,RTK難以達到固定解,一般目前的做法都是綜合應用RTK+慣導,或者綜合應用RTK+慣導+視覺,綜合根據(jù)環(huán)境,來設置占比,要經(jīng)過大量的實際數(shù)據(jù),才能獲取比較好的效果,比如視覺的雙目避障。