高精度”定位技術(shù)RTK，僅僅是差分GPS嗎？

高精度定位技術(shù)

關(guān)于高精度定位技術(shù)，RTK為業(yè)界熟知且被廣泛應(yīng)用，那么RTK到底是什么？?jī)H僅是差分GPS嗎？

其實(shí)并不盡然。

RTK

RTK，載波相位差分技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法，英文全稱Real Time Kinematic，譯為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，然后這個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)是怎么來(lái)的，RTK現(xiàn)如今在智能駕駛中處于什么地位？

RTK是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。載波相位差分可使定位精度達(dá)到厘米級(jí)。目前測(cè)量中常用的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法主要是RTK和連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（ Continuous Operational Reference Systems）簡(jiǎn)稱CORS。

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傳統(tǒng)RTK****

所謂RTK定位是將參考站的單點(diǎn)定位的觀測(cè)結(jié)果與參考站的已知坐標(biāo)進(jìn)行比較，計(jì)算出參考站至衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并將改正數(shù)發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)，移動(dòng)臺(tái)則根據(jù)參考站的改正數(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。目前單基站RTK定位方法中有偽距法和載波相位法，因載波相位差分法比其他幾種方法的精度要高，因此目前市場(chǎng)上主流RTK儀器的解算方法也多為載波相位差分法。

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CORS

CORS可以定義為一個(gè)或若干個(gè)固定的、連續(xù)運(yùn)行的GNSS參考站，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN/WAN)技術(shù)組成的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)地向不同的類型、不同需求、不同層次的用戶自動(dòng)地提供經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的不同類型的GNSS觀測(cè)值（載波相位，偽距），各種改正數(shù)、狀態(tài)信息、以及其他有關(guān)的GNSS服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)。它是在RTK技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。

CORS技術(shù)在用途上可以分成單基站CORS、多基站CORS和網(wǎng)絡(luò)CORS。

單基站CORS：**** 就是只有一個(gè)連續(xù)運(yùn)行站。類似于一加一或一加多的RTK，只不過(guò)基準(zhǔn)站是由一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的基站代替，基站同時(shí)又是一個(gè)服務(wù)器，通過(guò)NRS-SERVER軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)，存儲(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向移動(dòng)站（用戶終端）發(fā)送差分信息。

多基站CORS：**** 就是分布在一定區(qū)域內(nèi)的多個(gè)基站聯(lián)合作業(yè)，基站與基站之間的距離不超過(guò)50公里，他們都將數(shù)據(jù)發(fā)送到一個(gè)服務(wù)器。移動(dòng)站作業(yè)時(shí)，只要發(fā)送它的位置信息到服務(wù)器，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算移動(dòng)站與各個(gè)基站之間的距離，將距離近的基站差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給流動(dòng)站，確保達(dá)到最佳的測(cè)量精度。多基站CORS作業(yè)原理與單基站基本相同。

網(wǎng)絡(luò)CORS：**** 就是采用網(wǎng)絡(luò)參考站系統(tǒng)軟件，對(duì)分布在一定區(qū)域內(nèi)的多臺(tái)基準(zhǔn)站的坐標(biāo)和實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)綜合誤差改正建模，盡可能消除區(qū)域內(nèi)流動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)綜合誤差，從而獲得高精度的實(shí)時(shí)定位結(jié)果。

RTK和CORS有區(qū)別嗎？ 當(dāng)然，CORS是固定的永不斷電的基站,優(yōu)點(diǎn)就是作用距離遠(yuǎn)，作業(yè)方便，缺點(diǎn)是費(fèi)電，維護(hù)費(fèi)用高，局限某個(gè)地區(qū)；RTK是可移動(dòng)的基站作業(yè),優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、可以跨地區(qū)工作，缺點(diǎn)是做點(diǎn)校正繁瑣。

無(wú)論是RTK還是CORS都需要基站的支持才能使用，目前國(guó)內(nèi)部分城市已經(jīng)建成覆蓋全市區(qū)的CORS，移動(dòng)站需要登錄才能使用。

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SBAS（DGPS）

SBAS（Satellite-Based Augmentation System），即星基增強(qiáng)系統(tǒng)，通過(guò)地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星搭載衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器，可以向用戶播發(fā)星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲等多種修正信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)于原有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度的改進(jìn)，從而成為各航天大國(guó)競(jìng)相發(fā)展的手段。目前，全球已經(jīng)建立起了多個(gè)SBAS系統(tǒng)，如美國(guó)的WAAS（Wide Area Augmentation System）、俄羅斯的SDCM（System for Differential Corrections and Monitoring）、歐洲的EGNOS（European Geostationary Navigation Overlay Service）、日本的MSAS（Multi-functional Satellite Augmentation System）以及印度的GAGAN（GPS Aided Geo Augmented Navigation）。

上述SBAS系統(tǒng)的工作原理大致相同。首先，由大量分布極廣的差分站（位置已知）對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得原始定位數(shù)據(jù)（偽距、衛(wèi)星播發(fā)的相位等）并送至中央處理設(shè)施（主控站），后者通過(guò)計(jì)算得到各衛(wèi)星的各種定位修正信息，通過(guò)上行注入站發(fā)給GEO衛(wèi)星，最后將修正信息播發(fā)給廣大用戶，從而達(dá)到提高定位精度的目的。

SBAS服務(wù)可以免費(fèi)使用，但部分地區(qū)沒(méi)有信號(hào)覆蓋。在定位板卡模塊中以參數(shù)“DGPS”給出定位精度，一般精度為0.4m。

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PPP- RTK

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位RTK（Real-Time Kinematic）以及精密單點(diǎn)定位PPP（Precise Point Positioning）是高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位中應(yīng)用最為廣泛、最具代表性的技術(shù)。

2005年，PPP-RTK的概念被首次提出，通過(guò)CORS網(wǎng)數(shù)據(jù)處理將GNSS各類誤差在“狀態(tài)域”建模，采用非差PPP實(shí)現(xiàn)與RTK相當(dāng)?shù)亩ㄎ恍Ч?/p>

PPP-RTK通過(guò)狀態(tài)域建模，將基準(zhǔn)站“觀測(cè)值誤差”分解為衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星鐘差、衛(wèi)星相位偏差、電離層延遲、對(duì)流程延遲等“狀態(tài)量誤差”，因此RTK和PPP/PPP-RTK也分別稱為“觀測(cè)值域差分”和“狀態(tài)域差分”。 不嚴(yán)格的說(shuō)，數(shù)學(xué)意義上可以認(rèn)為衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星鐘差、衛(wèi)星相位偏差、電離層延遲、對(duì)流程延遲等狀態(tài)量誤差構(gòu)成了GNSS觀測(cè)誤差空間的一組極大線性無(wú)關(guān)向量組，即構(gòu)成了GNSS觀測(cè)誤差空間的一組基。該空間中任意向量，即觀測(cè)值誤差都可以認(rèn)為是該組基向量的線性組合：基向量在對(duì)應(yīng)衛(wèi)星-接收機(jī)視線方向上的投影。

PPP-RTK是一種更具彈性的服務(wù)模式，主要體現(xiàn)在，衛(wèi)星軌道鐘差、相位偏差作為GNSS高精度定位的基礎(chǔ)，可采用狀態(tài)域表達(dá)實(shí)現(xiàn)星基增強(qiáng)服務(wù)，對(duì)于電離層延遲、對(duì)流層延遲增強(qiáng)，則可通過(guò)采樣頻率的調(diào)整以滿足不同參考站密度、不同播發(fā)帶寬、不同用戶性能需求。

審核編輯 黃宇