Seit seiner Vorstellung im September 2018 wurde der DJI  Phantom 4 RTK zur beliebtesten Vermessungsdrohne im Einsteigerbereich. Nun aber ist der „alte Bruder“, der Phantom 4 Pro wieder erhältlich und wir nehmen dies zum Anlass, beide Drohnen im Bezug auf ihre Vermessungstaugklichkeit genau zu vergleichen.  Um den P4Pro überhaupt vergleichbar zu machen, haben wir ihn mit einem Basic KLAUPPK System ausgerüstet.  Dieses ist ein qualitativ sehr hochwertiges, vermessungsspezifisches PPK System, das vor der Abkündigung des Phantom 4 Pro im Januar 2019 sehr stark nachgefragt wurde.

Einfache Anwendung

Der Phantom 4, unabhängig von der jeweiligen Version, ist eine sehr leicht einzusetzende Einsteiger-Drohne, leicht, ideal damit zu reisen und insgesamt äußerst bedienerfreundlich. Der P4RTK verfügt über eine systemspezifische RTK-Basisstation, sowie ein integriertes Display mit vorinstallierter und voll integrierter Missionsplanungs-App und ist damit ein sehr in sich geschlossenes System, sehr einfach in der Handhabung. Alle Verbindungen zwischen Kamera und GNSS sind intern integriert, einfacher geht es fast nicht. Wenn die RTK-Funktionalität für Ihren Bedarf ausreichend ist ist das schon alles was Sie benötigen, allerdings sollten Sie sich der damit verbundenen Limitationen bewußt sein und auch wissen, dass Sie wesentlich bessere Ergebnisse erzielen könnten.

Der mit einem KLAUPPK ausgerüstete P4Pro ist in vielen Bereichen vergleichbar, allerdings ist sowohl die zusätzliche PPK-Payload wie auch die Signal-Verbindung zur Kamera extern realsiert. Der P4Pro ermöglicht es, sich mit Ihrem Mobiltelefon oder Tablet zu verbinden und bietet damit die Möglichkeit aus einer Vielzahl von Missionsplanungs-Tools von den einfachen sehr weit verbreiteten Standard-Apps bis hin zu sehr umfangreichen Systemen wie beispielsweise UgCS zu wählen.

Die Kamera

Die Kamera ist einer der wesentlichsten Bereiche wenn es um die Bewertung von Luftbild-Vermessungssystemen geht. Die Beiden UAVs haben die gleiche Kamera, die im Wesentlichen der Zenmuse X4s Kamera entspricht, deren Produktion leider im Hebst 2018 eingestellt wurde. Diese Kamera eignet sich hervorragend für die Luftbildvermessung, vor allem wenn man die Größe, Gewicht und Anschaffungskosten betrachtet. Sie verfügt über einen Zentralverschluss, hat keine bewegten Teile und ist somit eine hervorragende Kamera für jede der beiden Copter.  Bei der P4RTK Kamera werden die Auslösesignale im zeitlichen Mittelpunkt der Aufnahme direkt mit den GNSS-Rohdaten und den Bilddaten geloggt. Sehr bequem! Der P4PRO benötigt eine elektromechanische Modellmodifizierung  sowie einen externen Signalanschluss um den jeweiligen Zeitstempel in der PPK Einheit zu generieren. Der Vorteil der modifizierten Kamera besteht aber darin, dass diese im Labor von KLAU Geomatics kalibriert wird und damit die optischen Parameter (innere Orientierung) der Optik zur Verfügung stehen, die direkt in den Photogrammetrie-Auswertungsprozess einfließen können. Mit einer zuverlässig kalibrierten Kamera erreichen Sie eine sehr hohe absolute Genauigkeit, ohne Passpunkte (GCPs) im Prozess zu verwenden.

Prüfpunkte für die Vermessung (Checkpoints)

Kommen wir zu den „Bodenpunkten“, über die im Zusammenhang mit Passpunkten in Fachkreisen oft und ausgiebig diskutiert wird. Es ist sehr empfehlenswert immer einige Prüfpunkte am Boden zu markieren, um die Genauigkeit Ihrer Vermessung zu belegen. Diese sind aber keine klassischen Passpunkte, da sie zu keiner Zeit für die Berechnung des Models herangezogen werden, sind aber Vergleichspunkte und wesentlicher Bestandteil jeder Qualitätskontrolle! Das KLAUPPK System am P4Pro ermöglicht es die Drohne auf sehr einfache und zuverlässige Weise als Rover zum Einmessen der Prüfpunkte zu verwenden, die dann auch in der KLAUPPK Software als Bodenpunkte identifiziert und exportiert werden können! Im Gegensatz dazu werden bei der Arbeit mit dem P4RTK entweder bestehende, bereits bekannte Prüfpunktkoordinaten oder ein zusätzlicher Rover für das Einmessen dieser Punkte, benötigt. In jedem Fall wird die Feinkalibrierung der Optik mit Hilfe mindestens eines Bodenpunktes sehr empfohlen!

Software

Die Daten des KLAUPPK Systems am P4Pro werden mit Hilfe der KLAUPPK Software prozessiert. Die Software verarbeitet die GNSS Trajektorien, synchronisiert die Kamera-Auslösemomente und berechnet die Koordinaten in jedem öffentlich zugänglichen Koordinatensystem und Geoidmodell. Darüberhinaus können auf einfachste Weise lokale, sog. Baustellensysteme individuell erstellt und gespeichert werden.

Natürlich können Sie die DJI-Basisstation zur Übertragung der RTK-relevanten Daten nutzen, allerdings ist dies immer auf die Reichweite limitiert und allzu häufig führen (kurzzeitige) Unterbrechungen dieser Datenverbindung am Ende zu einer mit größeren Fehlern behafteten Auswertung der Daten. Die Abhilfe schafft die Auswertung der im System mitgeloggten PPK Daten mit Hilfe der PPK-Auswerteoption. Klau Geomatics bietet eine modifizierte Version der KLAUPPK Desktop-Software an, die die Datenformate sowohl des Phantom 4 RTK wie auch der M210RTK V2.0 zu bestmöglichen Ergebnissen berechnet. Damit können mit den aktuellen DJI-RTK-UAVs  mit wenigen Einschränkungen (z.B. Nutzung der Drohne als Rover) unter Verwendung der adaptierten KLAUPPK Software höchst genaue Ergebnisse erzielt werden. Videographics bietet Kunden, die sich für die Kombination aus DJI RTK-Drohne und KLAUPPK-Software entscheiden, die Kamerakalibrierung aus abgestimmten Befliegungsdaten zu einem überschaubaren Preis an! Mit dem Einsatz der KLAUPPK Software können Sie nun auch die Effizienz, Zuverlässigkeit, vor allem aber die Genauigkeit – auch bei Verwendung der DJI-RTK-UAVs nachhaltig maximieren.

Zukunftsfähig und nachhaltig

Die KLAUPPK Einheit des P4Pro kann in Sekundenschnelle von der Drohne entfernt werden und mit einem anderen UAV, oder sogar in einem bemannten Flugzeug eingesetzt werden.  Im unwahrscheinlichen Fall, dass Ihre Drohne z.B. einen Crash erleidet (was natürlich nie vorkommt- oder?) überlebt das KLAUPPK in seinem CFK-Gehäuse in der Regel und kann sofort wieder eingesetzt werden. Wenn Sie über eine Flotte von mehreren Drohnen verfügen, lässt sich das PPK System universell einsetzen. In der Regel ist dafür nur ein entsprechender, UAV-spezifischer Monatgesatz nötig.

Beim P4RTK dagegen, ist alles zu einer Einheit verbaut und landet irgendwann im Regal bei all Ihren anderen ausgemusterten UAVs.

PPP – Potential

PPP ist ein präzises Positioniersystem das bereits korrigierte Satellitendaten verwendet. Anders als RTK oder PPK ist es nicht auf eine GNSS-Basisstation angewiesen. Unhabhängig vom Einsatzort wird daher weder eine Basisstation benötigt, noch ist die Verfügbarkeit eines VRS /CORS  Service notwendig. Echtzeit PPP ist auch für den Phantom 4 PRO mit der aktuellen KLAUPPK Hardware verfügbar. Dies ermöglicht weltweit hochgenaue Ergebnisse in Echtzeit (anlalog zu RTK) jedoch ohne  Basisstation und Reichweitenlimit.  Eine weitere PPP-Option stellt Near Real-Time dar. Die Daten aus dem Vermessungsflug mit dem P4Pro/KLAUPPK werden von der Klau Geomatics Desktopsoftware für die Near Real-Time PPP-Prozessierung unterstützt. Diese Prozessierung kann bereits kurz nach dem jeweiligen Flug durchgeführt werden und errechnet sehr genaue Brennpunktkoordinaten der Kamera.

Präzision

Die Genauigkeit ist der limitieren Faktor – Sie bekommen für was Sie bezahlen.

Der Kern des KLAUPPK Systems ist eine GNSS Hardware, die üblicherweise in höchst anspruchsvollen militärischen Systemen zur Anwendung kommt. Die Komponenten verfügen über sehr geringe, optimierte Interferenz-Auswirkungen, zeichnen die Daten mit einer Frequenz von 20Hz (20 Datensätze/sec) auf und erfüllen höchste Qualitätsanforderungen und -Standards.   Das DJI- GNSS System erfasst die Beobachtungen mit 5Hz und die Datenqualität leidet vor allem in kritischer Umgebung, z.B. in der Nähe von Gebäuden, Funkmasten etc. Die Genauigkeit ist in unkritischen Bereichen für beide Systeme im PPK Modus und unter Verwendung der KLAUPPK Software bei geringen Fluggeschwindigkeiten vergleichbar und liegen bei 2-3 cm X/Y/Z des Kamerabrennpunkts. Sobald jedoch die Umwelteinflüsse größer werden und/oder die Fluggeschwindigkeit steigt, wird die Genauigkeit der Daten des P4RTK zunehmend schlechter.  Ohne Basisstation (VRS, CORS etc.)  erreichen UAV Systeme – auch RTK Systeme – typischerweise maximale Genauigkeiten von 10 cm. Hier kommt die „Magie“ des PPP Post Processing ins Spiel: Die hohe Genauigkeit wird komplett autonom, weltweit und ohne Basisstation möglich. Die Daten des P4Pro/KlauPPK erreichen PPP Genauigkeiten im Bereich von 2,5 bis 4cm X/Y/Z. Die Genauigkeit im Endprodukt ist immer eine Funktion aus der Genauigkeit der Brennpunktposition, der Qualität der Kamerakalibrierung  sowie der Auslösung und Textur des Vermessungsgebietes u.v.m..

Sie haben die Wahl

Ihre Entscheidung zählt. Beide Systeme sind gut geeignet um das Thema Luftbildvermessung anzugehen. Die Unterschiede in den Systemen sind sehr signifikant, jedoch sind beide in der Lage sehr genaue Ergebnisse zu liefern wenn die Datenauswertung im Post Processing Verfahren mit Hilfe der KLAUPPK Software stattfindet. Egal wie Sie entscheiden, mit Lösungen von Klau Geomatics helfen wir Ihnen das maximale Potential aus Ihrem Phantom 4 PRO oder RTK herauszuholen.

Für weitere  Informationen zum KLAUPPK Phantom 4 Pro sowie anderen PPK/PPP Software Lösungen besuchen Sie die KLAU Geomatics Website  www.klauppk.com oder nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf! Wir freuen uns auf Ihre E-Mail an klauppk@videographics.de oder Ihren Anruf unter +49 (0)8104 8889810!