提到定位，相信咱們一定不會(huì)覺(jué)得生疏?，F(xiàn)在咱們所處的信息時(shí)代，人人都有手機(jī)。每天，咱們都會(huì)用到與地圖和導(dǎo)航有關(guān)的APP。


這些APP，便是依據(jù)定位技能的。

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提到定位技能呢，咱們又肯定會(huì)想到GPS、斗極這些名詞。是的，這些都屬于全球?qū)Ш叫l(wèi)星體系，也便是GNSS（Global Navigation Satellite System）。




正是這些在太空中飛翔的衛(wèi)星，幫助咱們的手機(jī)具備了定位能力，并為咱們供給導(dǎo)航服務(wù)。


上面都是咱們知道的。接下來(lái)，小棗君要給咱們介紹一個(gè)或許比較生疏的概念。它也和衛(wèi)星有關(guān)，是目前職業(yè)最常用的定位技能之一，為咱們的作業(yè)和日子供給了很大的幫助。它便是——RTK。


究竟什么是RTK？有了衛(wèi)星，為什么還需要它？它有什么特色，又是如何作業(yè)的？


別急，且讓小棗君一一道來(lái)。

█ 什么是RTK

RTK，英文全名叫做Real-time kinematic，也便是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。這是一個(gè)簡(jiǎn)稱，全稱其實(shí)應(yīng)該是RTK（Real-time kinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）載波相位差分技能。（為了便利閱覽，接下來(lái)，我仍是會(huì)簡(jiǎn)寫為RTK。）


不要慌！這個(gè)技能盡管看上去很專業(yè)，但實(shí)踐原理并不復(fù)雜。


RTK是一個(gè)對(duì)GNSS進(jìn)行輔佐的技能。


為什么要對(duì)GNSS進(jìn)行輔佐？當(dāng)然是因?yàn)镚NSS自身存在缺乏啦！


咱們都知道，GNSS衛(wèi)星之所以能夠?qū)Φ厍蛏系慕K端（例如手機(jī)、轎車、輪船、飛機(jī)等）進(jìn)行定位，依托的是三維坐標(biāo)系。


找至少4顆衛(wèi)星，分別計(jì)算各個(gè)衛(wèi)星與終端之間的間隔△L（這個(gè)間隔也被稱為“偽距”），就能夠列出4個(gè)方程組。


計(jì)算之后，就能得出終端的四個(gè)參數(shù)，分別是經(jīng)度、緯度，高程（海拔高度）和時(shí)間。


通過(guò)單位時(shí)間的位置改變，還能算出終端的速度。三維坐標(biāo)、速度、時(shí)間信息，咱們通常稱之為PVT（Position Velocity and Time）。


僅靠衛(wèi)星，咱們能夠得到PVT。但是，留意了，衛(wèi)星定位是存在差錯(cuò)的。


差錯(cuò)既來(lái)自體系的內(nèi)部，也來(lái)自外部。例如衛(wèi)星信號(hào)穿透電離層和對(duì)流層時(shí)產(chǎn)生的差錯(cuò)，還有衛(wèi)星高速移動(dòng)產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)引起的差錯(cuò)，以及多徑效應(yīng)差錯(cuò)、通道差錯(cuò)、衛(wèi)星鐘差錯(cuò)、星歷差錯(cuò)、內(nèi)部噪聲差錯(cuò)，等等。


這些差錯(cuò)，有些能夠徹底消除，有些無(wú)法消除或只能部分消除。它們影響了體系的準(zhǔn)確性和可靠性。


好啦，咱們的主角終于要登場(chǎng)了。


為了更好地消除差錯(cuò)、提高定位精度，職業(yè)專家們研討出了一個(gè)更厲害的定位技能，那便是RTK。

█ RTK的作業(yè)原理


咱們直接來(lái)看RTK的作業(yè)原理。




如上圖所示，這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)RTK組網(wǎng)。（是不是超簡(jiǎn)略？）


其間，除了衛(wèi)星之外，RTK體系包括兩個(gè)重要組成部分——基準(zhǔn)站和流動(dòng)站。


兩個(gè)站都帶有衛(wèi)星接納機(jī)，能夠觀測(cè)和接納衛(wèi)星數(shù)據(jù)。望文生義，基準(zhǔn)站是供給參考基準(zhǔn)的基站。而流動(dòng)站，是能夠不斷移動(dòng)的站。流動(dòng)站其實(shí)便是要丈量自身三維坐標(biāo)的那個(gè)目標(biāo)目標(biāo)，也便是用戶終端。


咱們經(jīng)常在戶外看到一些扛著三腳架設(shè)備進(jìn)行丈量的人。其間一部分人，扛的或許便是RTK基準(zhǔn)站或流動(dòng)站。


咱們來(lái)細(xì)心看看定位進(jìn)程。


首要，基準(zhǔn)站作為丈量基準(zhǔn)，一般會(huì)固定放在開闊且視野杰出的地方?；鶞?zhǔn)站的三維坐標(biāo)信息，一般是已知的。




第①步，基準(zhǔn)站先觀測(cè)和接納衛(wèi)星數(shù)據(jù)。


第②步，基準(zhǔn)站通過(guò)旁邊的無(wú)線電臺(tái)（數(shù)據(jù)鏈），將觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給流動(dòng)站（間隔一般不超越20公里）。


第③步，流動(dòng)站收到基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)的一起，也觀測(cè)和接納了衛(wèi)星數(shù)據(jù)。


第④步，流動(dòng)站在基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)和自身數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，依據(jù)相對(duì)定位原理，進(jìn)行實(shí)時(shí)差分運(yùn)算，然后解算出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)及其精度，其定位精度可達(dá)1cm~2cm。至此，丈量完結(jié)。


如咱們所見(jiàn)，RTK技能具有觀測(cè)站之間無(wú)需通視（無(wú)需在視野規(guī)模內(nèi)）、定位精度高、操作簡(jiǎn)略、全天候作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，是非常不錯(cuò)的定位技能。

█ 網(wǎng)絡(luò)RTK vs 傳統(tǒng)RTK


剛才咱們所說(shuō)的，是RTK的早期模型，咱們稱為傳統(tǒng)RTK技能。


傳統(tǒng)RTK技能實(shí)施簡(jiǎn)略，成本低價(jià)。但是，它也存在一個(gè)很新疆RTK大的問(wèn)題，那便是流動(dòng)站和基準(zhǔn)站之間存在間隔限制。

間隔越遠(yuǎn)，差錯(cuò)要素差異變大，定位精度就會(huì)下降。并且，間隔遠(yuǎn)了，超越了無(wú)線電臺(tái)的通訊規(guī)模，也就無(wú)法作業(yè)了。


為了戰(zhàn)勝傳統(tǒng)RTK技能的缺陷，在20世紀(jì)90年代中期，人們提出了網(wǎng)絡(luò)RTK技能。


在網(wǎng)絡(luò)RTK技能中，在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)，均勻分散設(shè)置多個(gè)基準(zhǔn)站（3個(gè)或以上），構(gòu)成一個(gè)基準(zhǔn)站網(wǎng)。



基準(zhǔn)站網(wǎng)
那么，這種情況下，流動(dòng)站需要和每個(gè)基準(zhǔn)站進(jìn)行比照和測(cè)算嗎？


當(dāng)然不會(huì)，那樣太費(fèi)事了。


網(wǎng)絡(luò)RTK相比傳統(tǒng)RTK，其實(shí)是用區(qū)域型的GNSS網(wǎng)絡(luò)差錯(cuò)模型替代了單點(diǎn)GNSS差錯(cuò)模型。


多個(gè)基準(zhǔn)站組成的基準(zhǔn)站網(wǎng)，它們將數(shù)據(jù)發(fā)給中心服務(wù)器。中心服務(wù)器會(huì)依據(jù)數(shù)據(jù)，模擬出一個(gè)“虛擬基準(zhǔn)站”。（所以，網(wǎng)絡(luò)RTK也被稱為“虛擬基準(zhǔn)站技能”或“虛擬參考站技能”。）




關(guān)于流動(dòng)站來(lái)說(shuō)，它只會(huì)“看到”這個(gè)“虛擬基準(zhǔn)站”。依據(jù)這個(gè)“虛擬基準(zhǔn)站”發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，流動(dòng)站完結(jié)最終的丈量運(yùn)算。


網(wǎng)絡(luò)RTK的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。


咱們應(yīng)該都看出來(lái)了，咱們平?？吹降囊苿?dòng)通訊基站，其實(shí)就能夠兼職“基準(zhǔn)站”。咱們身邊到處都是基站，也就意味著，網(wǎng)絡(luò)RTK基本上實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫掩蓋。


流動(dòng)站與中心服務(wù)器的通訊，也能夠通過(guò)流動(dòng)站（終端）內(nèi)置的無(wú)線通訊模組來(lái)完結(jié)。這些高精度定位模組，集成了RTK技能，且自身也是移動(dòng)通訊模組，能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能。


其次，關(guān)于用戶來(lái)說(shuō)，不需要自建基準(zhǔn)站，節(jié)約新疆RTK了很多成本（只需要支付一些通訊費(fèi)用）。

第三，精度和可靠性更高。畢竟基準(zhǔn)站多了嘛，就算壞了一兩個(gè)，也影響不大。




值得一提的是，網(wǎng)絡(luò)RTK的模型中，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性對(duì)定位精度影響極大。必須保證網(wǎng)絡(luò)通訊穩(wěn)定，然后保證差分?jǐn)?shù)據(jù)穩(wěn)定下發(fā)，才干實(shí)現(xiàn)超高定位精度。

█ 結(jié)語(yǔ)


RTK技能通過(guò)多年的堆集，現(xiàn)已變得越來(lái)越老練。新疆RTK它的高精度、高速度、高穩(wěn)定性特色，使得其被測(cè)繪、無(wú)人機(jī)、車載、安防等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

作為搶先的物聯(lián)網(wǎng)全體解決方案供貨商，移遠(yuǎn)通訊已推出多款集成RTK/DR技能的GNSS模組，包括近期發(fā)布的雙頻段高精度/INS組合導(dǎo)航定位模組LC29H系列，能夠滿足無(wú)人機(jī)、共享兩輪車等場(chǎng)景的厘米級(jí)或分米級(jí)定位需求。而集成了RTK/DR技能的車規(guī)級(jí)GNSS高精度/INS組合導(dǎo)航定位模組LG69T系列，更是在為大型整車廠和Tier 1客戶供給厘米級(jí)定位追尋服務(wù)。