随着多旋翼无人机航空摄影测量技术的突破,无人机航测解决方案凭借快速高效、机动灵活、安全可靠、低成本等优势成为了测绘行业的“性价比”之选。
大疆创新的精灵 Phantom 4 RTK 将高性能成像系统与厘米级导航定位系统结合,无需布设像控点就可以完成测绘作业,弥补了 GNSS 全球卫星导航系统、气压计和指南针的不足,专为大比例尺的小面积航测而打造。
精灵 Phantom 4 RTK 的精度究竟如何?作业优势有哪些?为此日本国际航业株式会社在富士山脚下进行了一次精度测试。
测试单位简介
Kokusai Kogyo Co.,Ltd. 国际航业株式会社,是日本排名前三的公共测量公司,擅长使用先进的空间信息技术和开发技术进行测绘相关的社会基础设施建设。
测区概括
测区位于日本静冈县御殿场市,地处富士山和箱根观光交通要点,海拔较高。测区为旧学校遗址,面积大约为 200m*300m,地表存在建筑物、植被等地物,高低差为 5m-20m 不等,属于常见的小面积测绘场景。
测试方法
使用精灵 Phantom 4 RTK 中的 RTK 模块,同时搭设 D-RTK 2 高精度 GNSS 移动站,借助三维重建软件对测区进行空中三角测量计算及成果检查,验证精灵 Phantom 4 RTK 与D-RTK 2 移动站搭配使用的精度。
地面核查点数据采集
本次测试共设立6个全站仪检查点(T点),8个手持RTK 检查点(V点),检查点的设置均匀、规范。
测试过程
一、外业过程
精灵 Phantom 4 RTK 作业参数
相关飞行参数设定后,GS RTK 软件自动进行航线规划,计算出相对航高、航线间距及拍照间隔等数据。
飞行航线规划图
根据飞行航线规划,使用 GS RTK 的航点飞行功能,精灵 Phantom 4 RTK 自动进行飞行及拍摄。共进行三次飞行,在第一次飞行关闭网络RTK模块,在第二次飞行打开网络 RTK 模块,第三次飞行使用 D-RTK 2 移动站 ,分别进行精度测试并对比测试结果。
二、内业建模及结果检测
使用建模软件进行三维重建。
3D点云图
模型结果精度检查
实景三维模型成果生产完毕后,对成果精度的检核是交付前的必要步骤。本次测试精度结果如下:
【误差计算】
关闭网络RTK时,误差分别为:X 0.0510 m ,Y 0.0436 m ,Z 0.2967 m 。
开启网络RTK时,误差分别为:X 0.0081 m ,Y 0.0069 m ,Z 0.0243 m 。
使用 D-RTK 2 时,误差分别为:X 0.0078 m ,Y 0.0075 m ,Z 0.0225 m 。
误差计算充分验证了精灵 Phantom 4 RTK 模块的有效性,能够为测量任务提供实时厘米级的定位准确性,显著提升图像元数据的绝对精度。
精灵Phantom 4 RTK 与建设工地的生产力革命
本次测试结果表明,精灵 Phantom 4 RTK 不仅可以满足大比例尺三维模型重建的需求,还可大幅减少对地面控制点的依赖。
在传统的作业方式中,设置地面控制点是外业过程中最费时费力的环节。以本次测区为例,像这类 200m*300m 面积的场地,传统的测量方式需要人工布设 20-30 个地面控制点,耗时 3-4 小时;而使用精灵 Phantom 4 RTK 搭配 D-RTK 2 高精度 GNSS 移动站的方案,无需地面控制点就可以完成测绘作业,单此一项,作业效率就得到了巨大的提升。
2015年,日本国土交通省在建设领域开始实施“I-Construction”政策,强调优化工程施工程序,推进工程的生产力革命,并出台了地理调查研究所版本的“无人机公共测量手册(草案)”作为精度标准。
无人机公共测量手册(草案)精度标准图
从本次测试的结果来看,精灵 Phantom 4 RTK搭配 D-RTK 2 移动站作业的测绘精度有望轻松满足日本无人机公共测量精度要求,有效降低作业操作难度与成本。精灵 Phantom 4 RTK 解决方案的广泛应用符合日本“I-Construction”政策的趋势导向,将强化施工测绘过程中的无人化趋势,大幅提高测绘效率,有效保障复杂环境中的人员安全。