2018年6月大疆發(fā)布了新一代了精靈4 RTK，這款無人機(jī)在原機(jī)型的基礎(chǔ)上增加了RTK/PPK功能，使得精靈4 RTK在一定條件下具備了少像控或者免像控的能力。為了能給廣大用戶帶來更好的服務(wù)體驗(yàn)，飛馬無人機(jī)管家將在今天上線的版本上，免費(fèi)開放精靈4 RTK機(jī)型的后差分解算功能，用戶無需購買，下載更新軟件即可使用。

飛馬“無人機(jī)管家”是無人機(jī)數(shù)據(jù)獲取、處理、顯示、管理以及無人機(jī)維護(hù)的一站式智能GIS系統(tǒng)，支持固定翼、旋翼等種類豐富的飛行平臺(tái)，滿足各種應(yīng)用需求的航線模式，支持真三維地形數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)三維航線規(guī)劃、三維實(shí)時(shí)飛行監(jiān)控、快速飛行質(zhì)檢，具有豐富的數(shù)據(jù)預(yù)處理工具箱，支持穩(wěn)健的精度控制和自動(dòng)成圖、豐富的4D和三維成果生產(chǎn)，具有可視化監(jiān)控中心，提供系統(tǒng)升級(jí)、智能維護(hù)、信息推送等云服務(wù)。

一、差分解算

這里以精靈4 RTK實(shí)際飛行數(shù)據(jù)為例，講述無人機(jī)管家針對(duì)精靈4 RTK數(shù)據(jù)的差分解算流程。

1、數(shù)據(jù)獲取

采用精靈4 RTK在天津?qū)氎鏌o人機(jī)綜合驗(yàn)證場進(jìn)行飛行測(cè)試，測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)有固定靶標(biāo)，可進(jìn)行精度核查。此次飛行設(shè)計(jì)地面分辨率2cm，飛行高度73m，航向重疊度80%，旁向重疊度60%，架設(shè)飛馬配備的基站（可支持全部型號(hào)基站），飛機(jī)連接千尋CORS進(jìn)行實(shí)時(shí)RTK數(shù)據(jù)獲取。

航線設(shè)計(jì)

測(cè)區(qū)情況圖及靶標(biāo)分布圖

2、數(shù)據(jù)整理

飛行獲取數(shù)據(jù)如下：

? 原始影像數(shù)據(jù)：DCIM文件夾

? 基站GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)：_4722471.GNS文件

? 機(jī)載GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)：包括GPS觀測(cè)原始數(shù)據(jù)、RTK軌跡、打標(biāo)時(shí)間及偏心改正等信息文件。

原始數(shù)據(jù)

3、后差分解算

采用無人機(jī)管家“智理圖”模塊的GPS處理工具進(jìn)行差分解算。

第一步：

采用”RT27轉(zhuǎn)RINEX”工具將基站.GNS格式轉(zhuǎn)換為.O文件（Rinex格式），若使用其它廠家基站，則導(dǎo)出Rinex格式即可。

RINEX格式轉(zhuǎn)換

第二步：

點(diǎn)擊“GPS解算”，進(jìn)行以下設(shè)置：

1）流動(dòng)站設(shè)置

觀測(cè)文件為飛機(jī)觀測(cè)GPS數(shù)據(jù)，精靈4 RTK數(shù)據(jù)格式為.obs格式

2）基準(zhǔn)站設(shè)置

? 勾選基準(zhǔn)站

? 單擊“用戶輸入”，填寫基站W(wǎng)GS84經(jīng)緯度橢球高坐標(biāo)。

? 選擇基站觀測(cè)數(shù)據(jù)，須轉(zhuǎn)換為rinex格式文件。

? 導(dǎo)航文件默認(rèn)為“流動(dòng)站”

點(diǎn)擊“下一步”

差分解算參數(shù)設(shè)置1

第三步：

參數(shù)設(shè)置：

1）解算方式：勾選差分

2）GPS天線：直接輸入垂高即可，該數(shù)據(jù)由于直接量測(cè)的為相位中心坐標(biāo)，因此垂高為0

3）GNSS系統(tǒng)：勾選GPS,BeiDou

4）保存路徑：設(shè)置輸出路徑

點(diǎn)擊“確定”，軟件進(jìn)行差分解算。

差分解算參數(shù)設(shè)置2

第四步：

經(jīng)差分解算，輸出高精度差分結(jié)果，檢查其固定率為100%，表示每個(gè)曝光點(diǎn)的GPS值均為固定解，該高精度GPS數(shù)據(jù)即可用于后續(xù)數(shù)據(jù)處理。

GPS差分解算結(jié)果

二、無人機(jī)管家全流程處理

針對(duì)精靈4 RTK獲取的高精度后差分?jǐn)?shù)據(jù)，無人機(jī)管家專業(yè)版支持免像控空三，及控制點(diǎn)和差分POS的聯(lián)合平差，還可進(jìn)行點(diǎn)云、DSM、DOM/TDOM、2.5D及3D模型成果輸出，可以滿足客戶全方位的數(shù)據(jù)獲取及生產(chǎn)需求。

全成果輸出

1、免像控空三

采用無人機(jī)管家“智拼圖”模塊，基于高精度GPS和影像建立工程，一鍵式處理得到免像控的空三成果。

一鍵免像控空三

免像控點(diǎn)位預(yù)測(cè)

測(cè)區(qū)內(nèi)一共12個(gè)控制點(diǎn)，將其全部作為檢查點(diǎn)，軟件可輸出檢查點(diǎn)空三殘差報(bào)告，具體如下：

檢查點(diǎn)平面中誤差0.094m，可滿足1:500航測(cè)平面精度要求。

檢查點(diǎn)高程中誤差為1.330m，且高誤差為一個(gè)系統(tǒng)性誤差，推測(cè)其產(chǎn)生原因在于旋翼姿態(tài)過于平穩(wěn)，平差約束相對(duì)薄弱導(dǎo)致，其可通過飛構(gòu)架航線或者傾斜航線來提高高程精度。

無控空三精度報(bào)告

2、“控制點(diǎn)+高精度GPS”聯(lián)合平差

為提高精靈4 RTK高程精度，可采用“控制點(diǎn)+高精度GPS”聯(lián)合平差的模式，來實(shí)現(xiàn)高精度GPS下的稀少控制點(diǎn)成圖，滿足1：500測(cè)圖要求。這里分別對(duì)后差分PPK模式和實(shí)時(shí)差分RTK模式進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理精度驗(yàn)證。

1）PPK模式空三處理

選取測(cè)區(qū)最外圍四個(gè)點(diǎn)當(dāng)做控制點(diǎn)，其余點(diǎn)當(dāng)做檢查點(diǎn)，進(jìn)行“控制點(diǎn)+PPK”聯(lián)合平差處理，且軟件在空三的同時(shí)可進(jìn)行相機(jī)的自檢校。

智拼圖刺點(diǎn)界面（黃色點(diǎn)為控制點(diǎn)，藍(lán)色為檢查點(diǎn)）

控制點(diǎn)+高精度GPS聯(lián)合平差

其空三精度統(tǒng)計(jì)如下：

控制點(diǎn)的平面中誤差為2.5cm；高程中誤差為4.3cm，

檢查點(diǎn)的平面中誤差為5.0cm；高程中誤差為4.4cm，

由此可知，基于少量控制點(diǎn)和高精度后差分GPS進(jìn)行聯(lián)合平差處理，高程精度可大大提高，滿足1：500測(cè)圖要求。

空三精度報(bào)告（控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)）

2）RTK模式空三處理

無人機(jī)管家還支持基于精靈4 RTK獲取的實(shí)時(shí)高精度GPS進(jìn)行聯(lián)合平差處理，控制點(diǎn)設(shè)置和PPK模式相同，其空三帶控精度精度統(tǒng)計(jì)如下：

控制點(diǎn)的平面中誤差為2.0cm；高程中誤差為4.1cm，

檢查點(diǎn)的平面中誤差為4.6cm；高程中誤差為5.1cm，

其精度同樣滿足1：500測(cè)圖要求。

空三精度報(bào)告（控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)）

3、全成果輸出

基于高精度空三結(jié)果無人機(jī)管家可一鍵輸出密集點(diǎn)云、DSM、DOM/TDOM成果。

密集點(diǎn)云

DSM成果

TDOM成果

4、結(jié)論

由此次測(cè)試可知，飛馬無人機(jī)管家可進(jìn)行精靈4 RTK的后差分GPS解算，可獲取高固定率的高精度GPS數(shù)據(jù)。且基于高精度GPS成果，無人機(jī)管家還支持免像控或者稀少控制的空三處理，輸出點(diǎn)云、DSM、DOM等多種成果，滿足1：500大比例尺成圖測(cè)圖需求。其RTK模式和PPK模式均可滿足一定條件下的稀少控制點(diǎn)高精度成圖，而常規(guī)我們建議盡可能采用PPK模式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可避免飛行時(shí)候由于信號(hào)不好RTK中斷或者距離過大造成的精度不好的問題。

三、精靈4 RTK傾斜免像控案例

基于精靈4 RTK還可進(jìn)行傾斜數(shù)據(jù)獲取，再基于無人機(jī)管家進(jìn)行差分解算，可進(jìn)入三維建模軟件ContextCapture進(jìn)行空三及建模處理。經(jīng)實(shí)際飛行測(cè)試，精靈4 RTK可實(shí)現(xiàn)小范圍的免像控高精度三維模型的獲取。具體如下：

1、數(shù)據(jù)獲取

測(cè)區(qū)采用交叉傾斜航線，地面分辨率為3cm，飛行高度110m，航向重疊度為80%，旁向重疊度80%；結(jié)合精靈4 RTK的續(xù)航能力，飛行過程采用全程飛行，共計(jì)飛行2架次，采集影像795張。

航線示意圖

影像數(shù)據(jù)

2、差分解算

采用智理圖進(jìn)行差分解算，解算流程與上一案例解算流程相同。

GPS差分解算

GPS差分解算結(jié)果

3、CC空三及建模處理

導(dǎo)入影像和高精度差分GPS，進(jìn)行空三處理和刺點(diǎn)，并將所有點(diǎn)勾選為檢查點(diǎn)。由CC點(diǎn)位自動(dòng)預(yù)測(cè)可知，空三后預(yù)測(cè)控制點(diǎn)位置與實(shí)際位置偏差2個(gè)像素以內(nèi)。

空三3D視圖

CC刺點(diǎn)界面預(yù)測(cè)點(diǎn)與實(shí)際點(diǎn)偏差統(tǒng)計(jì)

檢查點(diǎn)點(diǎn)位預(yù)測(cè)

提交模型生產(chǎn)，成果如下圖。模型紋理清晰，幾何結(jié)構(gòu)完整。

模型整體

模型局部

模型局部

4、精度檢查

將模型上檢查點(diǎn)坐標(biāo)與實(shí)測(cè)坐標(biāo)做對(duì)比，得到精靈4 RTK在用PPK模式下的傾斜免像控精度。

檢查點(diǎn)平面中誤差為7.1cm，高程中誤差為9cm，可滿足1：500測(cè)圖精度要求。

5、結(jié)論

由以上測(cè)試可知，將精靈4 RTK應(yīng)用于三維實(shí)景建模，基于無人機(jī)管家解算出的高精度GPS，可在三維建模軟件中進(jìn)行傾斜免像控處理，滿足1：500測(cè)圖要求。這對(duì)于小場景三維建模來說可極大節(jié)省人工布設(shè)控制點(diǎn)的工作量，提高作業(yè)效率，且最終生成的模型幾何結(jié)構(gòu)完整，紋理清晰，可用于后期三維測(cè)圖需要。