提到定位,相信咱们一定不会觉得生疏。现在咱们所处的信息时代,人人都有手机。每天,咱们都会用到与地图和导航有关的APP。
这些APP,便是依据定位技能的。
提到定位技能呢,咱们又肯定会想到GPS、斗极这些名词。是的,这些都属于全球导航卫星体系,也便是GNSS(Global Navigation Satellite System)。
正是这些在太空中飞翔的卫星,帮助咱们的手机具备了定位能力,并为咱们供给导航服务。
上面都是咱们知道的。接下来,小枣君要给咱们介绍一个或许比较生疏的概念。它也和卫星有关,是目前职业最常用的定位技能之一,为咱们的作业和日子供给了很大的帮助。它便是——RTK。
究竟什么是RTK?有了卫星,为什么还需要它?它有什么特色,又是如何作业的?
别急,且让小枣君一一道来。
█ 什么是RTK
RTK,英文全名叫做Real-time kinematic,也便是实时动态。这是一个简称,全称其实应该是RTK(Real-time kinematic,实时动态)载波相位差分技能。(为了便利阅览,接下来,我仍是会简写为RTK。)
不要慌!这个技能尽管看上去很专业,但实践原理并不复杂。
RTK是一个对GNSS进行辅佐的技能。
为什么要对GNSS进行辅佐?当然是因为GNSS自身存在缺乏啦!
咱们都知道,GNSS卫星之所以能够对地球上的终端(例如手机、轿车、轮船、飞机等)进行定位,依托的是三维坐标系。
找至少4颗卫星,分别计算各个卫星与终端之间的间隔△L(这个间隔也被称为“伪距”),就能够列出4个方程组。
计算之后,就能得出终端的四个参数,分别是经度、纬度,高程(海拔高度)和时间。
通过单位时间的位置改变,还能算出终端的速度。三维坐标、速度、时间信息,咱们通常称之为PVT(Position Velocity and Time)。
仅靠卫星,咱们能够得到PVT。但是,留意了,卫星定位是存在差错的。
差错既来自体系的内部,也来自外部。例如卫星信号穿透电离层和对流层时产生的差错,还有卫星高速移动产生的多普勒效应引起的差错,以及多径效应差错、通道差错、卫星钟差错、星历差错、内部噪声差错,等等。
这些差错,有些能够彻底消除,有些无法消除或只能部分消除。它们影响了体系的准确性和可靠性。
好啦,咱们的主角终于要登场了。
为了更好地消除差错、提高定位精度,职业专家们研讨出了一个更厉害的定位技能,那便是RTK。
█ RTK的作业原理
咱们直接来看RTK的作业原理。
如上图所示,这是一个标准的传统RTK组网。(是不是超简略?)
其间,除了卫星之外,RTK体系包括两个重要组成部分——基准站和流动站。
两个站都带有卫星接纳机,能够观测和接纳卫星数据。望文生义,基准站是供给参考基准的基站。而流动站,是能够不断移动的站。流动站其实便是要丈量自身三维坐标的那个目标目标,也便是用户终端。
咱们经常在户外看到一些扛着三脚架设备进行丈量的人。其间一部分人,扛的或许便是RTK基准站或流动站。
咱们来细心看看定位进程。
首要,基准站作为丈量基准,一般会固定放在开阔且视野杰出的地方。基准站的三维坐标信息,一般是已知的。
第①步,基准站先观测和接纳卫星数据。
第②步,基准站通过旁边的无线电台(数据链),将观测数据实时发送给流动站(间隔一般不超越20公里)。
第③步,流动站收到基准站数据的一起,也观测和接纳了卫星数据。
第④步,流动站在基准站数据和自身数据的基础上,依据相对定位原理,进行实时差分运算,然后解算出流动站的三维坐标及其精度,其定位精度可达1cm~2cm。至此,丈量完结。
如咱们所见,RTK技能具有观测站之间无需通视(无需在视野规模内)、定位精度高、操作简略、全天候作业等优点,是非常不错的定位技能。
█ 网络RTK vs 传统RTK
刚才咱们所说的,是RTK的早期模型,咱们称为传统RTK技能。
传统RTK技能实施简略,成本低价。但是,它也存在一个很新疆RTK大的问题,那便是流动站和基准站之间存在间隔限制。
间隔越远,差错要素差异变大,定位精度就会下降。并且,间隔远了,超越了无线电台的通讯规模,也就无法作业了。
为了战胜传统RTK技能的缺陷,在20世纪90年代中期,人们提出了网络RTK技能。
在网络RTK技能中,在一个较大的区域内,均匀分散设置多个基准站(3个或以上),构成一个基准站网。
基准站网
那么,这种情况下,流动站需要和每个基准站进行比照和测算吗?
当然不会,那样太费事了。
网络RTK相比传统RTK,其实是用区域型的GNSS网络差错模型替代了单点GNSS差错模型。
多个基准站组成的基准站网,它们将数据发给中心服务器。中心服务器会依据数据,模拟出一个“虚拟基准站”。(所以,网络RTK也被称为“虚拟基准站技能”或“虚拟参考站技能”。)
关于流动站来说,它只会“看到”这个“虚拟基准站”。依据这个“虚拟基准站”发来的数据,流动站完结最终的丈量运算。
网络RTK的优势是非常明显的。
咱们应该都看出来了,咱们平常看到的移动通讯基站,其实就能够兼职“基准站”。咱们身边到处都是基站,也就意味着,网络RTK基本上实现了无缝掩盖。
流动站与中心服务器的通讯,也能够通过流动站(终端)内置的无线通讯模组来完结。这些高精度定位模组,集成了RTK技能,且自身也是移动通讯模组,能够实现上述功能。
其次,关于用户来说,不需要自建基准站,节约新疆RTK了很多成本(只需要支付一些通讯费用)。
第三,精度和可靠性更高。毕竟基准站多了嘛,就算坏了一两个,也影响不大。
值得一提的是,网络RTK的模型中,网络的稳定性对定位精度影响极大。必须保证网络通讯稳定,然后保证差分数据稳定下发,才干实现超高定位精度。
█ 结语
RTK技能通过多年的堆集,现已变得越来越老练。新疆RTK它的高精度、高速度、高稳定性特色,使得其被测绘、无人机、车载、安防等领域广泛应用。
作为抢先的物联网全体解决方案供货商,移远通讯已推出多款集成RTK/DR技能的GNSS模组,包括近期发布的双频段高精度/INS组合导航定位模组LC29H系列,能够满足无人机、共享两轮车等场景的厘米级或分米级定位需求。而集成了RTK/DR技能的车规级GNSS高精度/INS组合导航定位模组LG69T系列,更是在为大型整车厂和Tier 1客户供给厘米级定位追寻服务。