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听用户的声音-天弘基业联合测绘用户对DJI P4 RTK进行深度评测(CORS篇)

精华 7
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随着无人机科技的不断发展,地理信息行业新技术的不断进步,测量方式也在发生着翻天覆地的变化,传统测量方式渐渐的被新型手段所代替,换之而来的是低成本高效率,也就是所谓的“效率变革”,同时设备也在往智能化小型化发展,大疆精灵4RTK就是一款经济实用型小型多旋翼高精度航测无人机,面向低空摄影测量应用,具备厘米级导航定位系统。那么对于它的精度效果如何呢?这也是真正用户迫切希望看到的,那么我们来听听真实测绘使用者的声音~
日前,我们天弘基业作为第一批测试公司,联合天津融汇测绘科技有限公司共同对DJI P4RTK进行了详细的深度测评,本篇为CORS编,后续还会有更多详细内容。
                                                                      DJI P4 RTK实拍
                                                                     配置清单
DJI P4 RTK标准装箱清单:

1个泡沫手提箱

1台飞行器主机,16G microSD卡,4对螺旋桨,2块飞行电池

1个遥控器(带屏幕,内置GS RTK APP),1块遥控器电池

1个全网统无线上网卡(装在遥控器内,不带SIM流量卡)

1个电源适配器,1根电源线

1个遥控器电池充电管家(可同时插入2块)

1个飞行电池充电管家(可同时插入3块)

1根Micro USB线,1根USB-C OTG线,1根USB-C线
                                                                 主要参数
本次测试使用的飞行器为大疆创新科技有限公司提供的P4R样机,地面站软件使用PC GS Pro(Windows版)及GS RTK APP(遥控器版),操作流程执行《P4R-beta测试说明书》。

起飞重量:1391g

飞行时间:约30分钟

GNSS使用频点 :GPS:L1/L2;GLONASS:L1/L2;BeiDou:B1/B2;

定位精度:垂直 1.5 cm + 1 ppm(RMS);

                水平 1 cm + 1 ppm(RMS)

红外感知系统:障碍物感知范围0.2 - 7 m(表面为漫反射材质,且反射率 > 8%)

遥控器:5.5英寸屏幕,分辨率1920×1080;可根据法规在2.4G和5.8G之间切换,通讯距离7 km(FCC),4km(CE);亮度高达1000cd/ m2 ,方便户外工作

电池:15.2V,5870mAh,89.2Wh;P4RTK电池与P4 Pro电池一致,可互换,方便用户使用

云台相机:1 英寸 CMOS;有效像素 2000万(总像素 2048 万);P4 RTK每台相机出厂前做过单体校正,记录对应的Opencv参数.相机支持输出未经畸变矫正的原图,并在照片XMP信息中输出该相机的OPEN-CV畸变矫正参数,用于用户后处理。
                                                                 P4 RTK精度实测

先来一张定妆照,感谢天弘基业和天津融汇的小伙伴们在炎炎夏日所付出的劳动,此处有掌声:
测区概况:

本次测区位于天津市西南部,测区为平原地貌类型,天气阴转晴天为主,地面风力约三级,为保证数据的全面性,特选择了两块测区,一个约0.3平方公里,用于单架次测试精度,另一个约1.4平方公里,用于多架次较大区域测试精度。

像控点及检核点布设:

为了保证数据检核的真实性,在测区内均匀布设了多个像控点来检核数据精度,由于P4RTK默认网络连接是千寻CORS的8002端口,故为了保证检核的一致性,采集像空点的RTK也连接的是千寻CORS的8002端口(这一点对于用户日常使用十分关键,要保证无人机与地面采集端源椭球一致)。

端口:8001    ITRF2008坐标系
端口:8002    WGS84
端口:8003    CGCS2000
另外,为尽可能减少内业刺点带来的精度误差,本次采用黑白相间十字标识做像控点,样图如下:
在0.3平方公里测区范围内布设9个像控点,位置分布如下:
在1.4平方公里测区范围内布设12个像控点,位置分布如下:
飞行情况:

为保证数据的多样性,此次测试共飞行了多个架次,分别对不同航高,不同分辨率,不同范围,不同模式进行了深度测试,具体飞行信息如下:
◆  ◆  ◆

P4 RTK精度成果对比

精度对测绘而言是重中之重!为了评定的精度更具客观性,本次测试从飞行到数据处理前后共历时9天,其中采集了不同比例的照片,不同的分辨率,不同的测区以及连接不同的网络模式的数据,并对所采集的数据用不同的软件,加入不同的像控点,采用不同的设置等进行了处理分析,其中也不乏会出现些飞行设置,处理设置等错误,进而再进行反复的实验论证,虽然过程比较曲折,但从中收获了很多,从而加深了对该产品的理解!

对于P4RTK,支持RTK和PPK两种方式,RTK支持网络CORS(千寻)和自定义当地网络CORS,由于目前天津本地CORS数据传输格式为RTCM3.1,而P4RTK仅支持标准RTCM3.2格式(后期会改进兼容更多格式),故无法测试自定义网络CORS模式,后面有机会我们会继续尝试测试,而PPK则支持市面上各品牌GNSS主机做基站。本次测评主要介绍网络RTK测评精度,PPK精度测评将在后续文章中介绍,请持续关注!

此次测试,P4RTK飞行数据与地面坐标数据均是连接千寻CORS获得,坐标系均采用的是WGS84坐标系,将采集的影像数据在无控制点和加少量像控点情况下分别导入Pix4d、Photoscan后处理软件进行解算(后续会用更多的软件进行解算测试,如Photomod、3DF等软件)。

◆  ◆  ◆

千寻网络RTK方式-免像控处理精度对比:

注:实测坐标与P4RTK同是千寻CORS WGS84坐标系统下采集
1、千寻网络RTK方式0.3平方公里单架次2.5cm分辨率免像控平面精度如下:
千寻网络RTK方式方式0.3平方公里单架次2.5cm分辨率免像控高程精度如下:
2、千寻网络RTK方式方式1.4平方公里五架次2.5cm分辨率免像控平面精度如下
千寻网络RTK方式方式1.4平方公里五架次2.5cm分辨率免像控高程精度如下:
3、千寻网络RTK方式方式0.3平方公里单架次5cm分辨率免像控平面精度如下:
千寻网络RTK方式方式0.3平方公里单架次5cm分辨率免像控高程精度如下:
千寻网络RTK方式-加少量像控点处理精度对比:

1、千寻网络RTK方式0.3平方公里2.5cm分辨率像控点与检核点分布如下图:

4个红色点为控制点分布,5个蓝色点为检查点分布。
平面精度:
高程精度:
2、千寻网络RTK方式1.4平方公里2.5cm分辨率像控点与检核点分布如下图:

6个红色点为控制点分布,6个蓝色点为检查点分布。
平面精度:
高程精度:
3、千寻网络RTK方式0.3平方公里单架次5cm分辨率像控点与检核点分布如下图:4个红色点为控制点分布,4个蓝色点为检查点分布。
平面精度:
高程精度:
综上可以看出0.3平方测区单个架次,2.5cm分辨率时,平面方向差值最大为4.1cm,高程方向差值最大为6cm。1.4平方公里测区五个架次,2.5cm分辨率时,平面方向差值最大为7cm,高程方向差值最大为8cm。由此可知,大疆P4RTK无论是在免像控状态下,还是在稀疏相控的状态下,均具有较高的自符合精度,中误差基本为地面分辨率的2-3倍,可以满足小范围大比例尺测图需求!

                                                                         ◆  ◆  ◆

同时,我们通过一个更直观的方式来看一下精度效果,我们将两个测区所生成的DOM(正射影像图)与使用传统测绘手段经过严格实测的该地2个测区标准的1:500地形图进行贴合,可更直观看出数据精度。

P4 RTK生成的正射影像叠加现有标准地形图成果如下:
                                0.3平方公里作业区域,2.5cm分辨率成果与现有地形图套合情况
我们将4处局部区域放大看效果:
                                                                             图1
                                                                             图2
                                                                            图3
                                                                      图4
                                   1.4平方公里作业区域,2.5cm分辨率成果与现有地形图套合情况
我们将4处局部区域放大看效果:
                                                                      图1
                                                                       图2
                                                                     图3
                                                                图4
对于航测而言,RTK的通迅链路的稳定性也是一个关注的焦点,由此,特意测试了P4RTK在空旷地区和有障碍物遮挡地区的网络RTK的连接状态,空旷区域,网络RTK连接非常稳定,在有障碍物遮挡地区内,无线电受障碍物的影响,飞行难免出现网络RTK浮点解状态,此时P4RTK正常飞行拍照,存在浮点解状况,故建议在山区或有障碍物遮挡区域飞行时,为保证数据质量,需结合PPK模式同时使用!(PPK模式的精度测试我们会在下期文章中发出)

                                                                       ◆  ◆  ◆

实时建图


传统航测通常是外业采集飞行数据,然后回到内业进行后处理拼图,对于需要应急出图或者农业植保的客户而言,实时建图是个很好的功能,内外业同步进行,成果为可量测特性的正射地图,极大提高应急响应速度和作业效率,本次使用的地面站电脑为DELL 外星人,PC GS PRO实时建图要比P4RTK飞行延迟2-5s,无漏片、漏块现象,具体拼图过程可见所附视频,当然,建图的效率也和电脑的配置相关,配置越高,效果越流畅。

CPU:i7-6700HQ    GPU:GTX1070/8G显存    内存:32G
                                                                        ◆  ◆  ◆

总结

1、在RTK连接千寻CROS状态下,成图内符合精度较高,小面积测图可通过添加少量像控点满足大比例尺(1:500)航空摄影测量要求。

2、Windows版本地面站软件支持实时建图(快拼)功能,可以实时检查飞行质量,如有发现丢片或曝光不均等情况可及时补飞。(该功能收费)。

3、地面站软件支持断点续飞功能,可一次规划多架次飞行,方便用户使用。

4、RTK模式下飞行器稳定性较好,测试过程中出现了5级阵风,检查照片POS数据质量也能满足使用要求。

另外,此次测评也总结了一些飞行中需要注意的地方,希望能对大家有所帮助!最后,非常感谢广大朋友对于这款产品给予的关注,同时也非常感谢天津融汇测绘科技有限公司和大疆创新提供的大力支持!

注意事项:

1、  使用PC GS PRO进行实时建图时,必须进入P4RTK GSR软件起飞界面后,PC GS PRO才可以起飞执行任务;

2、  对于P4RTK,使用PC GS PRO进行实时建图时,不需要将飞行模式从APP模式切换至PC模式;而对于P4 Pro和P4 Advance在使用PC GS PRO进行实时建图时,则需要将飞行模式从APP模式切换至PC模式;

3、  对于使用P4RTK进行多架次航测任务时,P4RTK执行完一架次任务返航降落后,换上满电电池,想执行断点续飞功能的话,此时需进入任务界面,点击“进行中”选项卡,点击执行续飞功能,这点非常重要,避免造成成果丢失;

4、  在使用APP或PC端飞行P4RTK时,为保证成图精度,建议把“是否进行畸变校正”默认关掉;

5、  经测试一块P4RTK遥控器电池室外续航约两个小时左右,建议野外多架次作业时多配几块遥控器电池,所以除了飞机电池,遥控器电池也是十分必要的,外业时一定要多配几块;

                                                                         结束


其实说结束还为时尚早,后续我们还会针对其他方式,如单基站CORS,省网CORS,PPK模式等情况下的作业进行详细评测,同时我们从大疆创新也了解到,产品的软硬件也不不断升级优化中,功能也会越来越完善~~后续测评敬请期待吧!


                                                                 ——//////////——

天弘基业是世界领先的丹麦Sky-Watch全系列无人机、瑞士senseFly无人机以及意大利3DF Zephyr建模软件系列在中国区的总代理,大疆DJI行业应用,美国Stratasys3D打印机,北科天绘机载LiDAR,瑞士Pix4D,广州优飞无人机智能巡检系统金牌行业合作伙伴,专业提供各种无人机、机载LiDAR、地面三维激光扫描系统、SLAM系统及3D打印机等全流程空间三维综合解决方案的定制开发、专业化技术培训、全方位技术支持及工程服务。业务涉及常规测量产品、无人机、摄影测量、环境保护、矿山监测、农林业、考古应用、电力、应急减灾等领域,同时承接航测、倾斜、考古、文物等三维建模工程业务,欢迎垂询!感兴趣的小伙伴可关注我们获得最新资讯和产品介绍!
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ZHOU002  Phantom 4 Pro认证用户 9-29 12:22 2#
哇哦,好专业啊
衣带渐宽终不悔
古聿  Mavic 2 Pro认证用户 9-29 12:54 3#
意思是测试精度比较高吧。虽然看不懂 还是给赞
卖竹鼠3元一只10元3只  Mavic 2 Zoom认证用户 9-29 15:15 4#
太专业了               
我就是我,我看到自己都上火 。
程君  Phantom 4 Pro认证用户 9-29 18:05 5#
深度帖 我也是做测绘的,手头只有御1不知道精度能多少
楼主   10-8 16:22 6#
ZHOU002Phantom 4 Pro9-29 12:22
哇哦,好专业啊
感谢支持
楼主   10-8 16:24 7#
程君Phantom 4 Pro9-29 18:05
深度帖 我也是做测绘的,手头只有御1不知道精度能多少
御1是没有带RTK模块的,需要用像控点来保证精度
楼主   10-8 16:24 8#
楼主   10-8 16:25 9#
古聿Mavic 2 Pro9-29 12:54
意思是测试精度比较高吧。虽然看不懂 还是给赞
是的
Fantacyli  Mavic Air认证用户 10-10 18:06 10#
感觉测绘好复杂
一位来自灵山旧州的DJI学生粉,想买MAVIC 2 ZOOM~没钱......
晴矢  Mavic 2 Pro认证用户 10-10 18:30 11#
高手中的高手。
梦@酒泉  Mavic 2 Pro认证用户 10-10 19:34 12#
这太专业了
  Phantom 4 Advanced认证用户 10-10 20:17 13#
很专业  但是我一点都看不懂  哈哈
爱飞的猫猫  Phantom 4 Pro V2.0认证用户 10-10 22:25 14#
棒棒哒!
旅行故事  Mavic Air认证用户 10-11 09:32 15#
好高大上
真方圆  Phantom 4 Pro V2.0认证用户 10-11 10:20 16#
好高大上,不过看不懂。
syq0305  Inspire 1 RAW认证用户 10-11 14:42 17#
看不懂系列
阿涛  Mavic 2 Pro认证用户 10-11 17:01 18#
咨询一下,没有像控点可以航测建模吗?单纯拍照建模型行不行
浮生物语  Phantom 3 Advanced认证用户 10-11 21:14 19#
测绘同行  看到实测的这个地形图  表示用心了 测得真细真好 应该是个老师傅
18285128  Phantom 4认证用户 10-13 08:28 20#
这个像控点做的太麻烦,不如我用面粉画个十字架来的方便。
聚散流沙  Mavic Pro认证用户 10-16 09:41 21#
厉害
艺笑人生   10-16 16:36 22#
看到的是迷惑????
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