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給植保無人機飛手的 Kp 指數、RTK 與 GNSS

Kp 指數對植保無人機飛手代表什麼、地磁風暴如何影響 GNSS 與 RTK 精度、該注意哪些 Kp 值，以及可見衛星數為何重要。

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植保無人機仰賴衛星定位，才能飛出精準、間距均勻的航線。多數農業無人機使用 RTK（即時動態）修正，以達到公分級精度。有兩件作業者無法控制的事可能降低精度：以 Kp 指數衡量的地磁活動，以及可見衛星的數量與幾何分布。

什麼是 Kp 指數

Kp 指數衡量全球地磁活動，範圍從 0（平靜）到 9（極端），每三小時一個數值。它由世界各地的磁力計站推算而來；官方指數由 GFZ Potsdam 發布，預報則由太空天氣機構發布，例如 NOAA 的太空天氣預報中心。

在 NOAA 的分級中，Kp 5 對應 G1（輕微）地磁風暴，Kp 9 時升到 G5（極端）。數值 4 通常被描述為活躍狀態。

為何對 RTK 很重要

地磁風暴會擾動電離層，也就是 GNSS 訊號穿過的高層大氣。擾動可能為訊號帶來誤差，造成稱為閃爍的快速起伏，並使接收機更難維持 RTK 固定解。影響通常在高緯度地區最強，而電離層不規則性也會影響赤道地區。對植保無人機而言，結果可能是失去固定解、航線偏移、航線之間漏噴或重噴，或是無人機無法啟動自動任務。

該注意哪些 Kp 值

沒有通用的門檻，因為影響取決於您的所在位置、接收機與使用的修正服務。實務上可以這樣做：

  • 低值（0–3）：正常狀態。
  • 約 4：提高警覺。留意 RTK 狀態與航線精度。
  • 5 以上：風暴狀態。預期精度下降，考慮延後精準作業。

如果 RTK 固定解不斷掉到浮點解或單點定位，無論 Kp 是多少，都請先停止並查明原因再繼續。

可見衛星與幾何分布

精度也取決於接收機能看到多少顆衛星，以及它們在天空中的分布。同時使用多個星系——GPS、GLONASS、Galileo 與 BeiDou——可增加可見衛星數。防風林、建築物、山丘與深谷會遮蔽低仰角衛星，接收機通常也會忽略低於仰角遮罩的衛星，以避開品質不佳的訊號。衛星較少，或衛星集中在天空的某一區，都會削弱定位解。

精準作業前的其他檢查

  • 確認 RTK 基地台或網路連線，以及無人機回報固定解。
  • 檢查傳送修正資料的行動網路或無線電鏈路。
  • 起飛點遠離大型金屬結構與電線。
  • 在建築物、穀倉與水塔附近留意多路徑效應。

關於無人機更完整的天氣面向，請參閱無人機噴藥天氣。

延伸閱讀

在 PulveCast 中

針對空中作業機具，PulveCast 顯示來自 GFZ Potsdam 的 Kp 指數並與預設上限 4 比對，顯示可見的 GPS、GLONASS、Galileo 與 BeiDou 衛星數並與最低 9 顆比對（仰角遮罩 15°），以及 RTK 訊號估計；以上皆可調整。

更多指南

常見問題

Kp 指數多少對無人機噴藥是安全的？

低值（約 0 至 3）屬正常。約 4 時屬活躍狀態，應留意 RTK 精度。5 以上代表正在發生地磁風暴，精準作業可能受影響。實際影響取決於您的位置與設備。

Kp 指數會影響 RTK 嗎？

可能會。高地磁活動會擾動電離層，為 GNSS 訊號帶來誤差與閃爍，使 RTK 固定解更難維持，並降低航線精度。

植保無人機需要幾顆衛星？

愈多愈好，來自多個星系且分散在天空各處。接收機至少需要四顆衛星才能取得基本定位，但穩定的 RTK 作業需要多得多。請遵守無人機製造商的建議。