RTK-Drohnen zur Vermessung und Kartographie

Drohnen kommen schon seit Längerem zur Vermessung von Flächen und Gebäuden zum Einsatz. In diesem Artikel erklären wir, warum wir auf die RTK Technik in der Photogrammetrie, Vermessung und Inspektion von Industrieanlagen setzen.

Um ein Gelände oder ein Gebäude möglichst präzise zu befliegen, gibt es verschiedenste Methoden. 

Sogenannte RTK-Drohnen tragen dazu bei präzise Messtechnik zu liefern. Grund genug, sich also einmal genauer mit dem Thema RTK zu beschäftigen.

Was genau heißt RTK?

Das Kürzel RTK steht für Real-Time Kinematic (zu Deutsch Echtzeitkinematik) und beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von Positionen mithilfe von Satellitennavigation und sogenannten geodätischen Empfängern.

Real-Time Kinematic nutzt also bekannte Satelliten Navigationssysteme wie GPS, GLONASS oder Beidou und verbesserte deren Genauigkeit mit einem speziellen stationären Empfänger, der als Referenzpunkt (Basisstation) verwendet wird.

So wird aus der Positionsgenauigkeit von GPS, die oft mehrere Meter betragen kann, eine Genauigkeit von 1 bis 2 Zentimetern. Damit lassen sich bereits sehr genaue Flächen- und Volumenvermessungen vornehmen.

Wie funktioniert unsere RTK-Drohne?

Eine RTK-Drohne unterscheidet sich rein auf die Flugfunktionen bezogen nicht von einer normalen Drohne. Den Unterschied macht ein spezieller RTK-Empfänger, der nicht nur das Signal des Satelliten, sondern auch das Signal einer Referenzstation empfangen kann. Aus diesen Daten lässt sich die Position der Drohne auf einen Zentimeter genau bestimmen. Fotos oder andere Daten, die mit der Drohne gesammelt werden, können so mit hochpräzisen Positionsinformationen angereichert werden.

Zur Vorbereitung einer Real-Time Kinematic-Vermessung werden ein oder mehrere geodätische Empfänger aufgestellt, die der Drohne als Referenzpunkt dienen. Diese Empfänger sind einfach gesagt nichts weiter als GPS-Empfänger, die beide von Satelliten ausgestrahlten Frequenzen (L1 und L2) empfangen können. Normale Satelliten-Empfänger verwenden nur die L1-Frequenz. 

Zwei Frequenzen zu empfangen hat den großen Vorteil, den Einfluss der Ionosphäre auf das Satellitensignal bestimmen und den dadurch entstehenden Positionsfehler heraus rechen zu können. Damit steigt die Präzision deutlich an und die Position der Referenzstation lässt sich sehr genau bestimmen.

Anstelle selbst eine temporäre Basisstation für die eigene RTK-Drohne aufzustellen, können einige Drohnen auch auf sogenannte RTK-Netzezurückgreifen. Das sind fest installierte geodätische Sender, die in einem Netz zusammenarbeiten. Mithilfe dieser Daten kann die Drohne ihre Position ebenfalls berechnen und die Koordinaten gegenüber der einfachen GPS-Position korrigieren.

Welche Anwendungszwecke gibt es für RTK-Drohnen?

Bleibt noch die Frage zu klären, wo genau unsere RTK-Drohnen eingesetzt werden? Die Einsatzgebiete sind aufgrund der universellen Anwendung der Luftvermessung vielfältig.

In aller erster Linie werden Drohnen mit Real-Time Kinematic-Empfänger verwendet, um Flächen zu vermessen, Immobilien zu digitalisieren oder Inspektionen im Industriellen Bereich mit hohen Interferenzen (Störungen) durchzuführen. 

Auch das Kartografieren von Geländen gehört zu einem der häufigste Anwendungsfälle. Dazu wird die genaue bestimmte Position mit dem Verfahren der Photogrammetrie kombiniert. Die Drohne nimmt dazu Fotos aus mehreren Perspektiven von einem Gelände auf und speichert zu jedem Bild die exakte Position ab. Aus den Einzelbildern wir dann im Anschluss eine digitale Karte des Geländes generiert. Da so auch Tiefeninformationen vorliegen, kann aus der 3D-Karte auch das Volumen bestimmter Objekte (Hügel, Bauwerke) berechnet werden.

Außerdem kommen Echtzeitkinematik-Drohnen oft im Baugewerbe zum Einsatz, um den Fortschritt von Baustellen zu überwachen. Zum Beispiel lassen sich mit RTK-Drohnen Baugeräte, wie Kräne, sehr genau positionieren. Auch die Kontrolle beim Setzen von einzelnen Bauelementen kann mit einer solchen Drohnen durchgeführt werden.

 

In jedem Fall ist Real-Time Kinematic ein Verfahren, dass ausschließlich für den professionellen & industriellen Anwender bestimmt ist.