如何看待RTK技術(shù)在農(nóng)業(yè)航空植保中的應(yīng)用
RTK的認(rèn)識
RTK（Real - time kinematic）定位技術(shù)基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。
其實從RTK的定義中，我們就知道RTK就是一種高精的定位技術(shù)，它的作用就是提高定位的精度，RTK通過基站來修正衛(wèi)星信號偏差，通過這種方式，RTK技術(shù)大幅降低了大氣層對定位精度的影響，將偏移量控制在厘米級的范圍內(nèi)，此時偏移量基本可控。
RTK的工作原理
基站與A點的距離比較近，因此他們接收衛(wèi)星信號時受到的大氣層影響也基本接近，基站本身已知所處位置的坐標(biāo)，在得到衛(wèi)星信號提供的坐標(biāo)之后與原數(shù)據(jù)做新差分，并將差分的結(jié)果告知A點，因此A點也可以得到高精度的結(jié)果。
RTK對于植保無人機來說有什么用？
在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域，大家都已經(jīng)知道它能為無人機提高定位精度，降低飛行誤差。 由于衛(wèi)星信號的多路徑效應(yīng)以及大氣中對衛(wèi)星信號的折射和反射，當(dāng)農(nóng)田周邊出現(xiàn)防風(fēng)林或者天氣環(huán)境影響時，衛(wèi)星的定位精度就會降低，導(dǎo)致作業(yè)中的無人機出現(xiàn)航線偏移。 航線偏移存在一定的風(fēng)險，在便用普通GPS進行定位，航線偏移的誤差甚至可能達(dá)到10米左右，如果偏移量太大，將可能導(dǎo)致植保無人機撞上防風(fēng)林或者其他事故發(fā)生。因此這樣的自主飛行并不能讓人安心，也沒有辦法真正的解放操作員的雙手，操作員仍需要全神貫注地盯著整個作業(yè)過程，隨時準(zhǔn)備救場。
通過下圖我們先來了解一下GPS和RTK定位的其中一個特點：普通GPS的圓概率誤差（CEP）有50%左右的概率在2.5米以內(nèi)，另外50%的誤差可能更大，甚至接近10米。上圖中，當(dāng)我們想要尋找O點的位置時，普通的GPS會告訴我們O點在A處，而A則是黃圈直徑10米范圍內(nèi)的任意一個點。RTK通過實時差分技術(shù)，可以將范圍縮小到10cm內(nèi)。
在實際農(nóng)田的情況如下圖：
飛機在作業(yè)時獲取到的航線坐標(biāo)并不是一條直線，而是一個有寬度的區(qū)域，如果使用GPS定位進行航線作業(yè)，則區(qū)域的寬度在0－10米的范圍內(nèi)，此時飛機實際飛行的軌跡將會是一條歪歪扭扭的曲線，并且每一次飛行的曲線都不一致，很有可能會導(dǎo)致重噴、漏噴，且無法杜絕。
而使用RTK技術(shù)時，航線將是一個0-10厘米寬度的區(qū)域，與GPS相比，RTK基本等于是直線飛行，彎曲的幅度很小，因此噴灑的效果將更均勻可控。 在一些壟間距較大的田間作業(yè)時，如發(fā)生的偏移較大，甚至可能產(chǎn)生作物本身大部分漏噴和土地污染等次生危害，總而言之，RTK通過大幅提高定位精度來拓寬GPS定位技術(shù)的應(yīng)用場景。
在未來的農(nóng)田里，RTK也會有更多產(chǎn)生作用的地方。它將融入作物生長的每一個階段，幫助我們實時獲取農(nóng)田中任意位置的時間和空間信息，再搭配對應(yīng)的設(shè)備，實現(xiàn)定時、定點、定量的農(nóng)藥化肥投放，取得最佳的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。除了植保作業(yè)外，高精度的實時定位還可以協(xié)助農(nóng)村土地測量、確權(quán)和提供其他農(nóng)田中的無人自動化設(shè)備高精度導(dǎo)航與數(shù)據(jù)服務(wù)。
RTK技術(shù)的應(yīng)用，可以說讓植保無人機真正走上了精準(zhǔn)作業(yè)之路。
精準(zhǔn)作業(yè)體現(xiàn)在兩個維度：一是飛得精準(zhǔn)，即高精度自主飛行技術(shù)。通過RTK系統(tǒng)可獲取準(zhǔn)確的田地邊界信息，將航線精度從米級提升至厘米級，且不需要人工遙控，實現(xiàn)全自主飛行和噴灑；同時讓無人機自動避開房屋、樹木、電纜等障礙物，避免了碰撞和炸機事故。二是噴得精準(zhǔn)，可以通過精準(zhǔn)變量噴灑技術(shù)來達(dá)到，同時妥善地解決了以往因GPS定位偏差而造成的重噴、漏噴等問題。
如果說定位系統(tǒng)相當(dāng)于無人機的「眼睛」，那GPS好比是「近視眼」，RTK則像是戴著高精度「智能眼鏡」的「明眸」，既能準(zhǔn)確識別各種障礙物，還能實時調(diào)整各種誤差，真正實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。
RTK價格偏高，真的值得消費者掏錢買單嗎？
的確，RTK由于技術(shù)門檻高，價格并不「親民」，市面上一套優(yōu)質(zhì)RTK系統(tǒng)的價格可能相當(dāng)于一臺植保無人機了。但是，僅僅因為價格偏高，就足以成為拒絕使用新技術(shù)的理由嗎？
七八十年代，電腦剛在國內(nèi)出現(xiàn)時，也是大幾千甚至上萬的「天價」。但電腦的第一批用戶中，很多利用這一新工具，發(fā)現(xiàn)了更多創(chuàng)造更大價值的機會。一臺大型的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備，價格可達(dá)幾十萬甚至上百萬，但農(nóng)業(yè)機械化的第一批踐行者，因為最快地走上了精準(zhǔn)、高效生產(chǎn)之路，從而最早實現(xiàn)了發(fā)家致富。
有時候，價格不是問題，關(guān)鍵在于你買的產(chǎn)品能否給你帶來相應(yīng)的價值回報。
聰明的消費者，不如拿出賬本好好算一算，一臺新設(shè)備的使用，能在多大程度上提高作業(yè)效率，能為你節(jié)省多少生產(chǎn)成本。
農(nóng)業(yè)植保服務(wù)的成本主要包括人工成本和設(shè)備成本。使用普通GPS的植保機，由于無法實現(xiàn)全自動飛行，需要三名操作人員，包括飛手、安全員和地勤，缺一不可。而一套裝有高精度RTK系統(tǒng)的植保機，只需一名操作人員即可完成全套作業(yè)，人工成本降低至過去的三分之一。
在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域，定位精度正是提高系統(tǒng)作業(yè)精度的關(guān)鍵限制因素，一方面，定位精度這一變量直接影響到航線規(guī)劃和藥劑噴灑精準(zhǔn)度等其它變量；另一方面，使用普通GPS的無人機在實際作業(yè)中的確受定位偏差影響很大，成為其明顯的短板。而將RTK技術(shù)應(yīng)用到植保無人機中，提高了飛行和噴灑的雙重精準(zhǔn)度，恰恰是突破這一關(guān)鍵限制因素的一劑良方。隨著技術(shù)成本的降低，RTK系統(tǒng)大有可能成為行業(yè)應(yīng)用級無人機的標(biāo)配，也將在未來農(nóng)業(yè)植保中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
