Case studies

ARK Electronics 为无人机制造商提供全球范围内的即开即用级厘米级定位服务

ARK-OS 和 u-blox PointPerfect Flex 简化了 RTK 的部署

ARK X20 RTK GPS module (Rev 2.0) front view showing SMA antenna connector, safety switch, and JST-GH connectors, built on the u-blox ZED-X20P

摘要

ARK Electronics 已将 u-blox PointPerfect Flex 直接集成到 ARK-OS 中,使无人机制造商无需部署 RTK 基站或开发自己的 GNSS 校正基础设施,即可在 PX4 和 Ardupilot 平台上实现厘米级定位。 通过将原生 ARK-OS 集成与 u-blox PointPerfect Flex 相结合,制造商可在短短五秒内获得 RTK 定位结果,利用 SPARTN 将校正数据使用量减少多达 90%,并在全球支持的市场中部署一致的定位解决方案。 由此,商用无人机机队的產品部署速度将更快,工程设计将更简化,运营成本也将降低。

 

挑战

 

挑战 1:为无人机制造商简化高精度定位

传统上,要添加 RTK 定位功能,制造商需要集成第三方校正服务、管理基站或开发定制的 GNSS 基础设施。这些额外的工程要求不仅增加了开发时间和复杂性,还在多个飞行器平台上带来了持续的维护挑战。

挑战 2:无需重新设计定位架构即可支持全球部署

拓展国际市场的无人机制造商通常需要针对不同地区集成不同的校正服务提供商,这不仅增加了软件复杂性,还导致整个机队的工作流程不一致。

挑战 3:缩短收敛时间并降低通信开销

商用无人机作业受到电池续航时间的高度限制。等待 RTK 收敛长达 40 秒会消耗宝贵的飞行时间,而传统的网络 RTK 服务会产生大量的移动数据流量,从而增加联网飞机的通信成本。
 

 

工作原理

ARK-OS 现已原生支持 u-blox PointPerfect Flex,制造商无需开发定制软件,即可直接通过 ARK-OS 网页界面启用高精度定位功能。

输入 PointPerfect Flex 凭据后,GNSS 校正数据将通过 MAVLink 直接流式传输至 PX4 和 Ardupilot 飞行控制器,使兼容的 RTK 接收机只需极少的配置即可开始接收校正数据。

对于使用 ARK X20 RTK GPS 或其他兼容 SPARTN 的 u-blox 接收机的制造商,该解决方案在支持 RTCM 的同时还支持带宽高效的 SPARTN 校正格式,为混合 RTK 硬件部署提供了灵活性。

这些技术相结合,可实现:

  • 最快仅需五秒即可获得RTK定位结果。
  • 在支持的覆盖区域内实现3–6厘米的定位精度。
  • 通过MAVLink与PX4和Ardupilot原生集成。
  • 与传统网络 RTK 服务相比,通过 SPARTN 可将校正数据使用量降低多达 90%。
  • 通过单一校正服务即可覆盖北美、欧洲、亚洲、南美和大洋洲。
  • 提供灵活的按小时计费、机队共享和按需付费许可模式,使定位成本与飞行器利用率相匹配。

由于 PointPerfect Flex 直接集成到 ARK-OS 中,制造商只需配置一次定位架构,即可在全球范围内部署同一解决方案,无需更换校正服务提供商或维护针对特定地区的软件集成。

采用 MIT 许可的 ARK-OS 客户端还支持飞机开机时自动启动,简化了生产机队的部署,同时降低了运营复杂性。

Close-up of the u-blox ZED-X20P all-band GNSS module on the back of the ARK X20 RTK GPS board

结果

 

成果 1:更快部署厘米级定位

通过将PointPerfect Flex直接集成到ARK-OS中,ARK Electronics使制造商能够为PX4和Ardupilot飞行器添加高精度定位功能,而无需开发自己的校正基础设施或管理RTK基站。集成工作量大幅减少,从而加速了产品开发和部署。

成果 2:降低运营成本并提升飞行器效率

由于通常只需五秒即可获得 RTK 定位结果,且校正数据采用高效的 SPARTN 格式传输,飞行器在获取精确定位时所需的时间和电池电量更少,同时显著降低了移动数据的使用量。

  • 无人机制造商的主要优势包括:
  • 通过 LTE 网络传输的校正数据使用量最多可降低 90%。
  • 更多电池电量可用于任务执行,而非等待 RTK 定位收敛。
  • 灵活的按使用量计费许可模式,使校正成本与飞机的实际使用情况相匹配。
  • 通过单一的全球校正服务,简化机队管理。

ARK Electronics创始人兼首席执行官亚历克斯·克利马伊(Alex Klimaj)解释道:

“无人机制造商不应被迫成为GNSS校正专家,也不应为进入的每个市场都重新构建定位架构。通过将PointPerfect Flex直接集成到ARK-OS中,并利用PX4和Ardupilot已支持的MAVLink接口,我们使厘米级定位成为OEM厂商只需配置一次、即可放心地在全球范围内部署的功能。”

成果 3:面向商用无人机机队的可扩展全球定位

通过结合原生的 PX4 和 Ardupilot 集成、PointPerfect Flex 的全球覆盖范围以及灵活的按使用量计费许可模式,ARK Electronics 使制造商能够在国际机队中实现高精度定位的标准化,同时简化工程设计、部署和长期支持工作。

 

当前情况

ARK Electronics 现已在 ARK-OS 中提供原生 PointPerfect Flex 支持,制造商可直接通过 ARK-OS 网页界面启用厘米级定位功能。 该平台同时支持 SPARTN 和 RTCM 校正格式,为兼容的 u-blox 接收器(包括 ARK X20 RTK GPS)提供快速的 RTK 收敛、高效的带宽利用率以及全球校正覆盖,同时简化了商业无人机应用中的机队部署。

未来展望

随着商用无人机在测绘、检测、配送及公共安全等领域的应用持续扩展,ARK Electronics 已做好充分准备,能够支持日益可扩展的高精度定位部署。 通过结合全球PointPerfect Flex覆盖范围、基于使用量的许可模式,以及与领先开放式自动驾驶平台的原生集成,制造商能够在全球范围内部署一致的厘米级定位服务,同时降低工程投入和运营成本。

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