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基于ZED-F9P高精度定位在无人机编队表演的应用

一、背景概述

近年来，随着人工智能技术的飞速发展，更智能化的无人机集群相继出现,其中无人机编队表演越来越受到欢迎与喜爱，这也正在代替传统的烟花成为新型的多元化的一种传媒手段。许多的节假日活动，景区宣传，企业宣传，展会活动宣传，都用到了无人机编队表演而更加的聚集人气。在无人机集群表演时，考虑到画面的视觉协调感和表演的安全性，定位的高度精准是整个行业共同面临的重要课题。尤其是在三维空间中的飞行造型，编队通常分布在一个不算广阔的空域中，每架无人机间距仅有3-5米。因此，标准米级GNSS定位技术通常无法满足编队的飞行和编队需求，甚至还会造成无人机升空时撞机、炸机等安全隐患。为了确保飞行安全，大规模表演通常转而采用RTK差分定位系统，能够实时地提供无人机在指定坐标系中的三维定位结果并达到厘米级精度，保证编队表演顺利进行。

二、ZED-F9P高精度定位在无人机编队表演应用案例

针对无人机编队表演对GNSS定位高要求,集成实时动态(RTK)技术的多星座多频ZED-F9P GNSS模块不仅尺寸,功耗,精度及扛干扰性,都可以满足表演无人机多种复杂应用需求。无人机编队表演包括无人机地面站系统,RTK基站,RF传输模块,无人机飞控系统等。首先建立地面基准站的校准，通过无线电台或者4G/5G把RTCM数据传输给表演机高精度模块ZED-F9P, 这样表演飞机的定位精度可以达到厘米级, 目前无人机编队采用的厘米级定位技术的误差横向不超过2厘米、纵向不超过3厘米, 从而保证精准执行飞行轨迹、动作。

系统应用框图

三、ZED-F9P技术和应用电路

特点：

ublox公司作为全球领先的定位与无线通信技术供应商，结合自身综合实力与采用最新推出的u-blox F9平台的技术，核心创新研发出可在数秒内提供稳定的高精度定位产品ZED-F9P。ZED-F9P作为u-blox 首款大众市场多频段接收器，可同时从四个GNSS星座接收信号（GPS、GLONASS、伽利略、北斗）。通过接收来自多个频段（L1 / L2 / L5）的GNSS信号并结合RTK技术，ZED-F9P可在数秒内达到厘米级精度，并能在任何给定的时间内接收更多的卫星信号，即使在诸如城市等复杂的环境中，也可以实现厘米级的精度。

凭借极高的更新频率，ZED-F9P是无人机等高动态应用的理想之选。其芯片上集成有先进的多频段RTK算法，无需额外的硬件或第三方RTK库；而且该模块即装即用、易于集成，能够使产品开发人员快速地将自身创意应用于市场之中。

特性：

  • 接收器类型
    • 184通道u-blox F9引擎
    • GPS L1C/A L2C，GLO L1OF L2OF，GAL E1B/C E5b,BDS B1I B21，QZSS L1C/A L1S L2C，SBAS L1C/A
  • ·RTK
    • 导航更新速率：高达20Hz
    • 位置精度：0.01m + 1ppm CEP
    • 聚合时间： <10s
  • 采集
    • 冷启动：24s
    • 辅助启动：2s
    • 再采集：2s
  • 敏感度
    • 追踪与导航： -167dBm
    • 冷启动： -148dBm
    • 热启动： -157dbm
    • 再采集： -160dbm
  • 辅助
    • 立即在线协助
    • 符合OMA SUPL和3GPP标准
  • 振荡器：TCXO
  • RTC晶体： 内置
  • 防干扰：有源连续波检测和移除
  • 板载带通滤波器
  • 防欺诈：高级防欺诈算法
  • 内存：闪存

框图：

 F9P定位精度对比：

四、ZED-F9P主要应用场景

  • 无人机
  • 机器人
  • 工业导航
  • 资产跟踪

五、丰宝介绍

上海丰宝电子信息科技有限公司创办于1998年5月，本土知名的元器件代理商。总部位于上海，在北京、深圳、苏州、香港、台湾设有分公司，并在广州、东莞、厦门、南京、杭州、 武汉、西安等15个城市设有办事处。公司主营电子元器件世界品牌在中国大陆的代理销售，并致力于代理芯片产品的应用设计开发，整体解决方案在通讯、家电、工业控制得到广泛应用。公司的主要代理品牌有Bourns、Winbond、Omron、Knowles、U-blox 、Nuvoton、Digi和Torex等。

丰宝电子系上海市高新技术企业，2003至2014年连续十二年被《国际电子商情》评选为“读者最满意的十家大陆电子元器件分销商”。在2008至2011年三次获得“Omron优秀代理商销售奖”，2009至2012年三次获得“SGMC杰出成长奖”，2010年荣获“Bourns杰出业绩奖”，2011年荣获“NXP年度增长最快ID奖”，2012年荣获“NXP最佳FAE支持团队奖”，2013荣获 Torex合作伙伴奖。丰宝电子视诚信经营为企业至高荣誉，一直致力于上海市“诚信创建企业”工作认定，截止到2017年已荣升为五星级企业。

上海丰宝总部

六、U-BLOX公司介绍

UBLOX

网址：https://www.u-blox.com/zh

国家：瑞士

u-blox （SIX：UBXN） 是汽车、工业和消费市场定位和无线通信领域的全球技术领导者。他们智能可靠的解决方案、服务和产品使人员、车辆和机器能够确定其精确位置，并通过蜂窝和短程网络进行无线通信。凭借广泛的芯片、模块以及安全数据服务和连接产品组合，u-blox 具有独特的优势，能够帮助客户快速、经济高效地开发创新和可靠的物联网解决方案。该公司总部位于瑞士塔尔维尔，在全球设有欧洲、亚洲和美国办事处。

产品线详细信息

中文名称：优北罗

产品分类：模块

经营模式：代理

应用领域及市场

定位及导航

主要产品

定位模块

网站总编：吴丽英 Ameko Wu
内容审核：许聪 Josh Xu
Tiktok Weibo Weixin Zhihu