先搞清楚:定位怎麼來

無人機在天上「知道自己在哪」,靠的是衛星定位加上機上的慣性測量元件。一般消費級 GPS 只能做到數公尺等級,對噴藥來說夠用,但對測繪、變量施作與重複航線來說就太粗。農用講求「每一條航線都飛在同一條線上」,定位精度直接決定資料能不能比對、施作會不會重疊或漏區。

為什麼精度這麼關鍵重複拍攝要前後疊圖、變量施作要對準處方圖、勘測要量準面積——這些都要求飛機「每次都回到同一個座標」。差一兩公尺,資料就對不上。

RTK 與慣性導航

RTK(即時動態定位)透過基地台與流動站之間的差分修正,把一般 GPS 的誤差壓到公分等級。農用常見做法是在田邊架設基地台,或使用網路 RTK 服務。它不是「更準的 GPS」,而是「一邊飛一邊修正」的定位模式。

  • 基地台模式:在已知位置架設基地台,飛機與它對差,精度穩定但需攜帶基地台設備。
  • 網路 RTK:透過電信網路接收差分訊號,免去架台,適合機動出勤,需行動訊號涵蓋。
  • 慣性導航(IMU):在訊號短暫中斷時靠陀螺儀與加速度計推算姿態與位置,是定位的「備胎」,但誤差會隨時間累積,不能長時間單靠它。
常見定位方式比較(依主流規格整理,實際以設備與訊號環境為準)
定位方式精度等級典型用途限制
一般 GPS數公尺休閒空拍、概略飛行不適合測繪與重複航線
RTK 差分公分级測繪、變量施作、重複監測需基地台或網路訊號
慣性導航短期推算訊號暫時遮蔽時的備援長時間誤差累積

避障感測怎麼分工

避障不是單一感測器,而是多種感測器分工看不同方向與距離。農用機常在樹梢、電線、棚架之間飛,單靠人眼看圖傳不夠。

常見避障感測方式(依主流規格整理)
感測方式原理擅長弱點
視覺(立體相機)比對兩眼畫面算距離辨認物體形狀、近距離光線不足或純色表面判讀差
雷射測距(LiDAR)發射雷射量反射時間精準距離、夜間與地形成本高、細小物體易漏
超音波聲波測距貼地高度、低空作業距離短、遇草叢散射

實際機種常把「前後下」多方向組合:下方感測器顧貼地高度,前後方顧樹與電線,上方顧高壓電線與棚架。重點是:避障是「降風險」不是「零風險」,細電線、細鐵絲仍可能漏判。

訊號遮蔽與實務風險

台灣農地常在山坡、果園、大樹與建物旁,RTK 與 GPS 訊號容易被擋。遮蔽後飛機會轉靠慣性導航撐一下,但撐不久。實務上要預先處理:

  • 起飛前確認定位收訊星數與 RTK 固定解狀態,未達定位不硬飛
  • 果園、林帶、建物夾縫等遮蔽區,先觀察訊號再決定航線
  • 基地台架在空曠高點,避免被樹與屋頂遮
  • 設定安全返航高度,高於沿途障礙物再返程
  • 訊號異常時以人為操控為主,不自動進入遮蔽區深處
務實提醒避障與定位都會受環境影響。與其買最貴的感測器,不如先摸清你的田有哪些遮蔽與障礙,把航線與返航路線規劃在訊號好、看得清楚的地方。

常見問答

一定要上 RTK 嗎?
如果只是偶爾空拍風景,一般 GPS 可能夠;但要做測繪、重複監測或變量施作,RTK 的公分級定位是基本要求。
訊號被樹擋到會怎樣?
短暫遮蔽靠慣性導航撐,但誤差會逐漸放大;長時間遮蔽可能定位漂移、偏離航線,應避免讓飛機鑽進長期遮蔽區。
有避障就不會撞到電線?
不能這麼說。多方向避障能大幅降低撞擊機率,但細電線、細鐵絲仍可能漏判,航線規劃與人為監看不能省。