Wissen: RTK-Drohnen – Drohnen zur Vermessung und Kartographie(In nur 5 Minuten gelesen)

Drohnen kommen schon seit Längerem zur Vermessung von Flächen und Gebäuden zum Einsatz. In diesem Artikel erklären wir dir, was es mit sogenannten RTK-Drohnen auf sich hat.

Um eine Freifläche, ein Gelände oder ein Gebäude möglichst genau zu vermessen, gibt es verschiedenste Methoden. Zunächst einmal kann das Ganze aus der Luft oder aber am Boden geschehen. Letztere Methode ist heutzutage noch der Regelfall.

Doch Drohnen sind auf dem Vormarsch, auch die Vermessungsindustrie zu revolutionieren. Sogenannte RTK-Drohnen tragen dazu einen großen Teil bei. Grund genug, sich also einmal genauer mit dem Thema RTK zu beschäftige.

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.

GPS Empfänger UBlox - Kein RTK
Ein einfacher GPS-Empfänger – ohne Zwei-Frequenz-Fähigkeit. Und somit leider kein RTK.

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 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 eine 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-Netze zurückgreifen. 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 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.

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Quelle: DJI

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 wohl ausschließlich für den professionellen Anwender bestimmt ist. Zwar haben sich die Preise für RTK-Systeme (auch drohnenbasierte) in den letzten Jahren stark reduziert, trotzdem kosten entsprechende Lösungen immer noch mehrere Tausend Euro.

Welche Drohnenmodell gibt es?

Der Markt an schlüsselfertigen Real-Time Kinematic-Drohnen-Modellen ist daher auch sehr überschaubar. Aktuell bieten die beiden großen Drohnenhersteller DJI und Yuneec jeweils ein Modell mit RTK-Empfänger an. Mit dazu gibt es in beiden Fällen die passende Analysesoftware, um die aufgezeichneten Daten weiterzuverarbeiten.

DJI Phantom 4 RTK DrohneBildquelle: DJI
Die Phantom 4 RTK Drohne.

Das Modell aus dem Hause DJI basiert auf der erprobten Phantom 4 Plattform und hört daher auf die Bezeichnung Phantom 4 RTK. Die Drohne erreicht eine horizontale Genauigkeit von 1 cm + 1ppm sowie vertikal 1,5 cm + 1 pp. Die Höhenbestimmung kann auf 5 cm genau erfolgen.

Ausgeliefert wird die Phantom 4 RTK mit der DJI GS RTK App, welche die Steuerung und Vor-Analyse der Positionsdaten direkt im Controller der Drohne ermöglicht. Preislich schlägt die RTK-Edition mit 5.700 Euro zu Buche. Wer das Set mit der Basisstation D-RTK 2 Mobile Station kauft, zahlt 7.800 Euro.

Außerdem bietet DJI mit seinem D-RTK Set* eine Möglichkeit an, Drohnen mit DJI A3 Flugregler* um einen entsprechenden Empfänger zu ergänzen. Das betrifft damit vor allem Selbstbauten auf DJI A3 Basis oder aber die Matrice M600 Serie*.

Die Lösung von Yuneec setzt hingegen auf die bekannte H520 Trägerplattform, welche als Hexacopter ausgelegt ist. Die Drohne erreicht gegenüber der Konkurrenz identische Genauigkeit in der Vertikalen und Horizontalen.

Yuneec H520 RTK Drohne Image Source YuneecBildquelle: Yuneec
Die Yuneec H520 RTK Drohne.

Auch die Yuneec H520 RTK Drohne arbeitet mit einer eigenen Basisstation. Yuneec erlaubt jedoch auch die Verwendung eines RTK-Netzes, um die Positionsdaten sauber zu bestimmen.

Kostentechnisch werden für den H520 RTK mit Station 3.199 Euro. Die Basisstation kostet einzeln 2.399 Euro. Zur Auswertung der Daten setzt Yuneec im Übrigen auf Lösungen von Pix4D, Dronedeploy oder Altizure Software.

Schlusswort

Wir hoffen, dir hat unser Artikel zum Thema Real-Time Kinematic und RTK-Drohnen weitergeholfen und du bist nun in der Lage zu bewerten, ob eine RTK-Drohne das richtige Werkzeug für deinen Anwendungsfall ist,

Sollte dies der Fall sein, freuen wir uns darüber, wenn du den Artikel teilst. Bei Fragen oder Anregungen hinterlasse gerne jederzeit einen Kommentar. Auch freuen wir uns darüber, wenn du für den Kauf eines Produktes einen unserer Partnerlinks verwendest (mit * gekennzeichnet), so erhalten wir eine kleine Provision.

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Bildquellen

  • DJI Phantom 4 RTK Drohne: DJI
  • Yuneec H520 RTK Drohne Image Source Yuneec: Yuneec
Nils Waldmann

Nils Waldmann

Hi, ich bin Nils! Ich bin leidenschaftlicher Modellbauer, Hobby-Fotograf, Akku-Liebhaber und RC-Pilot. Ich berichte hier über die neusten Entwicklungen in der Drohnen-Branche und kümmere mich um detaillierte Anleitungen, Guides und Testberichte.

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