基于北斗 PPP-RTK 增强定位的无人机自主巡检的解决方案

    一、背景

        当前无人机自主巡检依赖 RTK 高精度定位服务,但南网辖区部分地区因无移动网络、基准站覆盖不全,导致无法获取高质量定位服务,出现拍照模糊、无法巡航甚至坠机等问题,影响巡检质量与效率,为此项目建设基于北斗 PPP-RTK 增强定位的无人机自主巡检系统,包括建设接收基站、搭建解算播发平台、研制终端,以保障无公网区域无人机自主高质量巡检 。

    二、方案和成效

       一是在终端感知层,成功研制星基 PPP-RTK 定位终端,创新设计 “北斗 + 多星座” 融合定位模式,同时融合卫星播发、地面基站播发等多种增强信息播发模式,有效解决现有 RTK 设备在无公网区域定位不稳定、精度不足等缺陷,实现厘米级稳定高精度定位,使无人机巡检拍照清晰度提升 60%,大幅提升巡检质量;

       二是在平台处理层,优化 PPP-B2b 轨道时钟参数,建立卫星硬件延迟与大气延迟精准模型,构建高效的解算播发平台,实现对定位数据的实时处理与增强信息播发,成功解决无公网及基准站离线场景下的无人机定位难题,让无人机在偏远山区也能完成自主巡检任务;

       三是在业务应用层,建设包含数据采集、处理、分析、预警、归档、考核等 6 个统一模块的机巡系统,为无人机巡检提供全流程闭环管控服务,系统可自动生成巡检报告并与电网管理平台无缝对接,实现巡检业务的全流程数字化管理,使巡检效率提升 50%,管理水平显著提高 。

    三、创新点

       一是提出地基 RTK 与星基 PPP 双线定位融合方法,通过统一两者的基准框架与坐标系统,实现无人机在 CORS 服务覆盖区域与无网络环境下的定位无缝切换,保障巡检过程中定位服务的连续性与稳定性,避免因定位中断导致的巡检中断问题;

       二是创新研发轻量级多误差精准探测与处理方法,结合场景自适应调整技术,针对性改善星基 PPP 定位收敛速度慢、短时定位精度不足的问题,使定位收敛时间从 30 分钟缩短至 5 分钟以内,实现快速高精度定位;

       三是首次提出电离层和对流层改正增强 PPP 定位技术,建立多因素耦合误差处理机制,统一时空参考框架,有效削弱电离层、对流层等环境因素对定位精度的影响,使定位精度提升 40%,收敛速度提高 50% 。