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.
Inhalt
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 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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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 überschaubar. Aktuell bieten die beiden großen Drohnenhersteller DJI und Yuneec verschiedene Modell mit RTK-Empfänger an. Mit dazu gibt es in beiden Fällen die passende Analysesoftware, um die aufgezeichneten Daten weiterzuverarbeiten.
Bildquelle: DJI | ©Ein 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. In Anbetracht der Kosten für ähnliche Vermessungsergebnisse und die daraus entstehenden Aufwände, sind Vermessungsdrohnen jedoch vergleichsweise günstig.
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*.
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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.
Bildquelle: Yuneec | ©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.
Weitere Drohnen mit RTK-Fähigkeit (teilweise optional):
- Autel EVO II Dual 640T RTK
- Autel EVO II Pro RTK
- Autel EVO II Pro Enterprise (mit RTK-Modul)
- Autel EVO II Dual 640T Enterprise (mit RTK-Modul)
- DJI Mavic 2 Enterprise Advanced (mit RTK-Modul)
- DJI Matrice 300 RTK
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 einer neuen Drohne einen unserer Partnerlinks verwendest (mit * gekennzeichnet), so erhalten wir eine kleine Provision.
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Danke für den tollen Beitrag. Sie haben wohl Recht, um eine Freifläche, ein Gelände oder ein Gebäude möglichst genau zu vermessen, gibt es verschiedenste Methoden. Ich glaube auch, das die Vermessung am Boden heutzutage noch der Regelfall ist. Spannend, das dass Ganze auch aus der Luft durch Drohnen, die die Vermessungsindustrie revolutionieren, geschehen kann. Da wir demnächst unser Haus vermessen lassen wollen, beschäftigen wir uns momentan mit diesem Thema. Aus diesem Grund suchen wir ein kompetentes Vermessungsbüro in Sangerhausen für Gebäudevermessungen, die uns dabei behilflich sein können. Online habe ich z.B. diesen Anbieter gefunden: [Link durch System entfernt.]
Ich hatte vor Kurzem ein Vermessungsbüro engagiert. Auch die haben mit Drohnen gearbeitet und ich war sehr überrascht. Ich wussste nicht, dass diese Drohnen mit geodätischen Empfängern arbeiten. Weitere Informationen habe ich hier gefunden: [Link durch System entfernt.]
Vielen Dank für diesen Beitrag über die Vermessung. Interessant, dass mittlerweile die Vermessung von Grundstücken auch mithilfe von Drohnen möglich ist. Ich werde mich mal in einem Vermessungsbüro informieren, ob diese Technik auch für mein Grundstück geeignet sein könnte. [Link vom System entfernt.]
Ich bin begeistert von dieser Drohne. In meinen Augen klingt das nach der Zukunft im Vermessungsverfahren, ich weiß aber nicht wie lange es das schon gibt. Gibt es Nachteile bei der Drohne? [Link vom System entfernt.]
Hallo
Kann man von Mavic Mini in Bereich Vermessung benutzen um DOM und DGM herstellen?
Hi Vojdani,
das ist meines Wissens nach leider nicht möglich. Richtiges Mapping gibt’s bei DJI erst ab der P4 RTK.
Viele Grüßen,
Nils
Hallo!
brauche ich mit einer RTK Drohne immer eine Basisstation?
Ich hatte auch irgendwo gelesen dass sie sich auch mit einer Art öffentlichen RTK Netz verbinden kann, ähnlich dem Mobilfunknetz.
Falls es so ein Netzwerk nicht gibt, ist eine RTK drohne ohne Basisstation quasi nur halb so viel Wert?
Danke dir!
Hallo Gian,
danke für deine Frage.
Nein, prinzipiell sind lokale RTK-Basisstationen und das sogenannte Network RTK zwei alternative Verfahren. Häufig werden Basisstationen bevorzugt, weil der benötigte Aktionsradius der Drohne in vielen Fällen nicht so groß ist, dass zwingend netzwerkbasiertes RTK notwendig wäre.
Netzwerk RTK braucht prinzipiell keine Basisstation. Das Ganze läuft dann über das Internet (bzw. über 4G / LTE / 5G). Dazu muss die Drohne das NTRIP-Protokoll (oder ein anderes GNSS-Korrekturprotokoll) unterstützen. Der Zugang zu solchen RTK-Netzwerken ist dann häufig kostenpflichtig.
Und nein, die Drohne ist aus meiner Sicht dann nicht nur halb so viel wert: Eine RTK-Drohne muss ja nicht zwingend im RTK-Modus betrieben werden. Wäre weder eine Basisstation noch ein RTK-Netzwerk verfügbar, arbeitet das UAV mit normalen GNSS für die Positionierung.
Ich hoffe, das hilft dir weiter? :)
Viele Grüße,
Nils