無論是消費級還是行業(yè)應(yīng)用無人機(jī),僅憑IMU提供的慣性導(dǎo)航,并無法提供精準(zhǔn)的懸停和航線規(guī)劃。而懸停和航線規(guī)劃,對于植保機(jī)而言,更是至關(guān)重要。這當(dāng)中,GPS便扮演了舉足輕重的角色。
隨著無人機(jī)的運(yùn)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬,核心元件價格逐漸下降,我們發(fā)現(xiàn),一種昂貴的定位設(shè)備——RTK,開始被一些無人機(jī)廠商大肆炒作,他們聲稱,自家配備了RTK的植保機(jī),能從GPS的米級定位精度,提升至厘米級。那么動輒幾萬元的RTK,真的值得消費者去買單么?
要想回答這個問題,我們首先得知道,傳統(tǒng)GPS的誤差是怎么來的:
(GPS信號從衛(wèi)星到達(dá)地面,受限于GPS信號強(qiáng)弱,且由于需要穿過大氣電離層,因此產(chǎn)生延遲和誤差)
(而如果在已知的參考點上裝上RTK基站,便可知道GPS的偏差,修正后,發(fā)送給GPS設(shè)備,用戶便可獲得更精準(zhǔn)的定位。)
據(jù)市場上某家RTK無人機(jī)廠商的技術(shù)人員透露,借助RTK差分定位技術(shù),可以消除衛(wèi)星鐘差鐘差、接收機(jī)鐘差、大氣電離層和對流層折射誤差的影響,使得定位精度達(dá)到厘米級。
目前,在測繪、科研等領(lǐng)域,RTK技術(shù)已廣為應(yīng)用,如法國eBee測繪無人機(jī)、大疆M600 PRO行業(yè)級無人機(jī)均配備了RTK模塊。
但在目前無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用,最熱門的農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域,RTK真的值得我們掏錢買單么?
RTK的高精度,聽起來不錯,可是業(yè)內(nèi)人士卻認(rèn)為:對于植保行業(yè),昂貴的RTK極大地增加了成本,精度的提升在實際應(yīng)用中,幾乎可以忽略不計,并列舉了四點原因來進(jìn)行詳細(xì)說明:
(1) RTK對植保機(jī)的作業(yè)精度并不具備決定性
一輛車能開多快,不僅取決于發(fā)動機(jī),還取決于路況、變速箱、空氣動力學(xué)設(shè)計、汽油質(zhì)量,甚至司機(jī)的駕駛水平。單一提高某一變量的水平,并無法有效推動系統(tǒng)的進(jìn)步。就好比聘請一位F1賽車手,駕駛價值幾萬元的小轎車,并無法開上200邁。
植保機(jī)也如此。
對于整個系統(tǒng)的作業(yè)精度而言,除了定位精度,藥劑在噴灑時的偏移、均勻程度,無人機(jī)在噴藥過程中的抗風(fēng)穩(wěn)定性,噴灑規(guī)劃軟件等對作業(yè)精度都至關(guān)重要。
從事植保服務(wù)的業(yè)內(nèi)人士指出:相比于其他行業(yè)應(yīng)用無人機(jī),如測繪、巡線等,植保機(jī)的作業(yè)精度所受的影響因素要更多,定位精度只是影響植保機(jī)精度的其中一個變量,根據(jù)木桶原理,一味強(qiáng)調(diào)RTK對定位精度的提高,而忽略其他同樣重要因素的做法,并不理智。
(2) 搭配RTK的基建設(shè)施并不完善
RTK只有在兩種情況下,可以取得高精度:1.周圍有第三方RTK基站信號覆蓋 2. 配備移動基站
據(jù)一位購買了RTK農(nóng)業(yè)無人機(jī)的用戶反饋,當(dāng)初在購買時,由于聽信了RTK差分定位精度可以達(dá)到1cm+1ppm(與基準(zhǔn)站距離的百萬分之一)的宣傳,于是便額外多花了數(shù)萬元購買RTK套裝。然而在實際運(yùn)用中,才發(fā)現(xiàn)宣傳的定位精度,只有在與基站距離不大于10公里時才成立,超過10公里,精度會迅速下降。
讓我們看下目前全國RTK基站的搭建情況:
據(jù)目前國內(nèi)最大的RTK網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商千尋公布的數(shù)據(jù),截止2016年中,全國完成基站600多個。如果以單個基站有效信號覆蓋半徑10km計算,全國覆蓋的區(qū)域僅達(dá)1.96%,其中,重要的農(nóng)業(yè)大省,如:新疆、云南、黑龍江均無網(wǎng)絡(luò)覆蓋,而在廣西、貴州等省份也只完成部分覆蓋。
脫離了基站的支持,RTK僅能提供米級的精度
那如果自己購買搭建移動基站呢?
業(yè)內(nèi)人士稱,目前精度較高的GPS,在配合無人機(jī)的IMU慣性測量單元后,可以使GPS精度進(jìn)一步提高,GPS本身的精度已經(jīng)可以滿足大部分用戶的需求。這也是各大廠商僅將RTK作為「選配模塊」的原因。在實際運(yùn)用中,RTK的優(yōu)勢并不明顯。
(3) RTK的硬件成本正快速下降,但目前仍處高位
韓寒的電影《乘風(fēng)破浪》里有這樣一個耐人尋味的橋段:彭于晏飾演的阿正,意識到越來越多的人在關(guān)注BB機(jī),可能會成為未來的主流,于是建議小馬放棄電腦,大量囤BB機(jī),等過幾年,高價銷售。
這在經(jīng)歷過BB機(jī)時代的我們看來,是那么的滑稽荒謬,然而故事背后卻揭示了一個殘酷的邏輯:任何硬件從「小眾」到「普及」的過程中,都會伴隨成本、售價的急驟下降,而還有更多的科技產(chǎn)品,甚至等不到「普及」的那一天,便退出了歷史舞臺。
1982年,諾基亞推出了全球第一臺量產(chǎn)手機(jī),售價3,995元,相當(dāng)于美國人均GDP的1/4,而僅過了三十年,手機(jī)就能以不足10美元的成本生成銷售,成為一樣普通的消費品。
據(jù)相關(guān)廠商介紹,現(xiàn)在的RTK系統(tǒng),已經(jīng)出現(xiàn)了成本加速下降的趨勢,正如30年前電腦,20年前的BB機(jī),10年前的GPS,5年前的飛控,正處在歷史價格的最高位,即將下探。
因此現(xiàn)在,作為聰明的消費者,還應(yīng)該為價格高昂的RTK買單么?
(4) 過高的成本——行業(yè)發(fā)展的絆腳石
對于人類工業(yè)史而言,哪一年最重要?有人說,是1886年,因為在這一年,卡爾·奔馳發(fā)明了汽車。然而縱觀歷史,更重要的一年,是1908年,因為在這一年,福特以極低的成本推出了福特T型車,低廉的價格,使汽車第一次,作為實用工具走入尋常百姓之家,并從此推動了整個汽車行業(yè)的迅速發(fā)展。
(讓汽車,成為每家每戶都能擁有的物品。圖為福特T型車)
行業(yè)的發(fā)展,一定是圍繞著成本和需求展開的,只有高性價比的機(jī)型,才能有效推動行業(yè)發(fā)展。目前無人機(jī)植保領(lǐng)域需要的,正是成本合理,定價適中的“T型車”,然而正如上文提及的案例那樣,RTK系統(tǒng)使得植保機(jī)的價格上升了整整一倍,業(yè)內(nèi)人士擔(dān)心,價格的高企會阻礙行業(yè)發(fā)展。同時,部分無人機(jī)廠商打著“高科技”的旗號,享受著政府的高額補(bǔ)貼,變相浪費了社會資源,降低了市場化經(jīng)濟(jì)的活力。
總結(jié) | 別和錢過意不去,更理性的選擇
我們必須接受一個殘酷的事實:十多年前,GPS還只是少數(shù)移動設(shè)備的配置,而如今已然成為移動設(shè)備的標(biāo)配,這是市場需求的變化結(jié)果,更是技術(shù)普及伴隨的成本下降后的必然趨勢。我們相信RTK在未來,會成為無人機(jī)行業(yè)一個不可或缺的元件,但就目前而言,在綜合考慮成本尚未下降、配套設(shè)施覆蓋率較低、以及不利于加速行業(yè)發(fā)展的因素后,或許消費者應(yīng)該有更理性的購買決策。