說到定位，相信大家一定不會覺得陌生。如今我們所處的信息時代，人人都有手機。每天，我們都會用到與地圖和導航有關(guān)的 App。
這些 App，就是基于定位技術(shù)的。
說到定位技術(shù)呢，大家又肯定會想到 GPS、北斗這些名詞。是的，這些都屬于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，也就是 GNSS（Global Navigation Satellite System）。
正是這些在太空中飛行的衛(wèi)星，幫助我們的手機具備了定位能力，并為我們提供導航服務(wù)。
上面都是大家知道的。接下來，小棗君要給大家介紹一個可能比較陌生的概念。它也和衛(wèi)星有關(guān)，是目前行業(yè)最常用的定位技術(shù)之一，為我們的工作和生活提供了很大的幫助。它就是 ——RTK。
究竟什么是 RTK？有了衛(wèi)星，為什么還需要它？它有什么特點，又是如何工作的？
別急，且讓小棗君一一道來。
█ 什么是 RTK
RTK，英文全名叫做 Real-time kinematic，也就是實時動態(tài)。這是一個簡稱，全稱其實應(yīng)該是 RTK（Real-time kinematic，實時動態(tài)）載波相位差分技術(shù)。（為了方便閱讀，接下來，我還是會簡寫為 RTK。）
不要慌！這個技術(shù)雖然看上去很專業(yè)，但實際原理并不復雜。
RTK 是一個對 GNSS 進行輔助的技術(shù)。
為什么要對 GNSS 進行輔助？當然是因為 GNSS 自身存在不足啦！
大家都知道，GNSS 衛(wèi)星之所以能夠?qū)Φ厍蛏系慕K端（例如手機、汽車、輪船、飛機等）進行定位，依靠的是三維坐標系。
找至少 4 顆衛(wèi)星，分別計算各個衛(wèi)星與終端之間的距離 △ L（這個距離也被稱為“偽距”），就可以列出 4 個方程組。
計算之后，就能得出終端的四個參數(shù)，分別是經(jīng)度、緯度，高程（海拔高度）和時間。
通過單位時間的位置變化，還能算出終端的速度。三維坐標、速度、時間信息，我們通常稱之為 PVT（Position Velocity and Time）。
僅靠衛(wèi)星，我們可以得到 PVT。但是，注意了，衛(wèi)星定位是存在誤差的。
誤差既來自系統(tǒng)的內(nèi)部，也來自外部。例如衛(wèi)星信號穿透電離層和對流層時產(chǎn)生的誤差，還有衛(wèi)星高速移動產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)引起的誤差，以及多徑效應(yīng)誤差、通道誤差、衛(wèi)星鐘誤差、星歷誤差、內(nèi)部噪聲誤差，等等。
這些誤差，有些可以完全消除，有些無法消除或只能部分消除。它們影響了系統(tǒng)的準確性和可靠性。
好啦，我們的主角終于要登場了。
為了更好地消除誤差、提高定位精度，行業(yè)專家們研究出了一個更厲害的定位技術(shù)，那就是 RTK。
█ RTK 的工作原理
我們直接來看 RTK 的工作原理。
如上圖所示，這是一個標準的傳統(tǒng) RTK 組網(wǎng)。（是不是超簡單？）
其中，除了衛(wèi)星之外，RTK 系統(tǒng)包括兩個重要組成部分 —— 基準站和流動站。
兩個站都帶有衛(wèi)星接收機，可以觀測和接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)。顧名思義，基準站是提供參考基準的基站。而流動站，是可以不斷移動的站。流動站其實就是要測量自身三維坐標的那個對象目標，也就是用戶終端。
大家經(jīng)常在戶外看到一些扛著三腳架設(shè)備進行測量的人。其中一部分人，扛的可能就是 RTK 基準站或流動站。
我們來仔細看看定位過程。
首先，基準站作為測量基準，一般會固定放在開闊且視野良好的地方?；鶞收镜娜S坐標信息，一般是已知的。
第①步，基準站先觀測和接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)。
第②步，基準站通過旁邊的無線電臺（數(shù)據(jù)鏈），將觀測數(shù)據(jù)實時發(fā)送給流動站（距離一般不超過 20 公里）。
第③步，流動站收到基準站數(shù)據(jù)的同時，也觀測和接收了衛(wèi)星數(shù)據(jù)。
第④步，流動站在基準站數(shù)據(jù)和自身數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)相對定位原理，進行實時差分運算，從而解算出流動站的三維坐標及其精度，其定位精度可達 1cm~2cm。至此，測量完成。
如大家所見，RTK 技術(shù)具有觀測站之間無需通視（無需在視線范圍內(nèi)）、定位精度高、操作簡單、全天候作業(yè)等優(yōu)點，是非常不錯的定位技術(shù)。
█ 網(wǎng)絡(luò) RTK vs 傳統(tǒng) RTK
剛才我們所說的，是 RTK 的早期模型，我們稱為傳統(tǒng) RTK 技術(shù)。
傳統(tǒng) RTK 技術(shù)實施簡單，成本低廉。但是，它也存在一個很大的問題，那就是流動站和基準站之間存在距離限制。
距離越遠，誤差因素差異變大，定位精度就會下降。而且，距離遠了，超過了無線電臺的通信范圍，也就無法工作了。
為了克服傳統(tǒng) RTK 技術(shù)的缺陷，在 20 世紀 90 年代中期，人們提出了網(wǎng)絡(luò) RTK 技術(shù)。
在網(wǎng)絡(luò) RTK 技術(shù)中，在一個較大的區(qū)域內(nèi)，均勻分散設(shè)置多個基準站（3 個或以上），構(gòu)成一個基準站網(wǎng)。
基準站網(wǎng)
那么，這種情況下，流動站需要和每個基準站進行對比和測算嗎？
當然不會，那樣太費事了。
網(wǎng)絡(luò) RTK 相比傳統(tǒng) RTK，其實是用區(qū)域型的 GNSS 網(wǎng)絡(luò)誤差模型取代了單點 GNSS 誤差模型。
多個基準站組成的基準站網(wǎng)，它們將數(shù)據(jù)發(fā)給中央服務(wù)器。中央服務(wù)器會根據(jù)數(shù)據(jù)，模擬出一個“虛擬基準站”。（所以，網(wǎng)絡(luò) RTK 也被稱為“虛擬基準站技術(shù)”或“虛擬參考站技術(shù)”。）
對于流動站來說，它只會“看到”這個“虛擬基準站”?；谶@個“虛擬基準站”發(fā)來的數(shù)據(jù)，流動站完成最終的測量運算。
網(wǎng)絡(luò) RTK 的優(yōu)勢是非常明顯的。
大家應(yīng)該都看出來了，我們平時看到的移動通信基站，其實就可以兼職“基準站”。我們身邊到處都是基站，也就意味著，網(wǎng)絡(luò) RTK 基本上實現(xiàn)了無縫覆蓋。
流動站與中央服務(wù)器的通信，也可以通過流動站（終端）內(nèi)置的無線通信模組來完成。這些高精度定位模組，集成了 RTK 技術(shù)，且本身也是移動通信模組，可以實現(xiàn)上述功能。
其次，對于用戶來說，不需要自建基準站，節(jié)約了大量成本（只需要支付一些通訊費用）。
第三，精度和可靠性更高。畢竟基準站多了嘛，就算壞了一兩個，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)定性對定位精度影響極大。必須保證網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定，從而確保差分數(shù)據(jù)穩(wěn)定下發(fā)，才能實現(xiàn)超高定位精度。
█ 結(jié)語
RTK 技術(shù)經(jīng)過多年的積累，已經(jīng)變得越來越成熟。它的高精度、高速度、高穩(wěn)定性特點，使得其被測繪、無人機、車載、安防等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
未來，RTK 技術(shù)將會向更遠距離、更高精度、多頻多模、更高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。讓我們拭目以待！
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。