什么是RTK ？

什么是 RTK（real-time kinematic实时运动学）？
实时运动学 (RTK) 定位是一种卫星导航技术，用于提高从卫星定位系统获得的位置数据的精度。

传统的 GNSS 接收器测量信号从卫星传播到接收器所需的时间。使用 4 个或更多卫星信号和三边测量数学将使接收器能够计算其位置。然而，这些信号在穿过电离层和大气层时可能会失真，从而影响计算的位置精度（2 到 10 米）。 RTK 通过使用来自基站的实时校正解决了这个问题。基站知道它的固定位置，因此能够估计接收信号的误差。

基站(base station)由具有已知和固定坐标的 GNSS 接收器组成。基站与流动站接收器(rover receiver)同时跟踪相同的卫星。基站监测 GNSS 误差并计算位置修正。位置修正通过无线电链路或互联网服务发送到流动站接收器，流动站接收器使用这些消息来修正实时位置。RTK简述

• 实时差分
• 静态基站Static base-station
  • 已知位置
  • 向流动站发送“RTCM”校正信息
• 流动站Mobile rover
• RTCM 消息包含：
  • 地点
  • 代码和载波测量
  • 对于 L1 和 L2，所有视野内的卫星 

 

RTK修正的标准GNSS误差
使用 RTK 可以通过补偿使用标准 GNSS 估计位置的方式所产生的不准确性，从而使 GNSS 接收器的位置估计更加准确。标准 GNSS 使用卫星和接收器之间的伪距(pseudorange)估计来确定接收器在地球上的 3 维位置。在这种估计中，各种误差源会导致接收器的估计位置出现明显的不准确。 GNSS 卫星和 GNSS 接收器之间的时钟误差小至 1 微秒，将产生 300 米的误差。通过同时使用四颗或更多卫星建立 GNSS 定位，接收器可以解决四个未知数：其 3-D 位置和相对于全球时间的时钟误差。
 

标准 GNSS 位置估计的另一个误差来源是大气延迟和不一致性，它们会扭曲接收器和卫星之间的无线电信号。不一致会因卫星的位置而异，尤其是在电离层中，会导致信号发生折射和衍射。低层大气中的大气压力和湿度也会影响信号的时间。
 
 

 
由于需要卫星的位置来确定 GNSS 接收器的位置，因此卫星轨道形状的扭曲会导致估计位置出现误差。 GNSS 地面控制系统(GNSS ground control system)确实会向卫星发送校正信息，但微小的误差仍会导致巨大的定位误差。

RTK GNSS 的优势在于可以使用进一步的校正信息来减轻卫星通信中固有的错误。通过从相对靠近接收机的已知基站位置接收RTK校正信息，基站可以计算出伪距估计中的大气误差并将其发送给流动站。通过使用 RTK，位置数据可以从米级精度提高到厘米级精度。


RTK的优缺点

使用 RTK 的主要好处是实时的高定位（厘米级）精度。使用 RTK 的其他优点：

• 精准导航
• 改进的位置估计
• 改善低速航向
• 减少静态时的定位抖动

RTK的缺点：

• 需要具有已知坐标的基站
• 更高的基础设施成本 

传统 RTK vs RTK 网络 vs NTRIP 服务
传统RTK
传统的 RTK 基础设施由两部分组成：基站和流动站。流动站通过无线电调制解调器（UHF/VHF/Spread）从基站接收校正。这种基础设施可能很昂贵、很复杂并且有局限性。 RTK 修正仅限于无线电信号的传输距离（5-10 公里）以及大气和环境条件。无线电信号可能会被山丘、建筑物、树木等阻挡。
 
RTK 网络
RTK 网络的主要目的是消除由大气和环境条件引起的误差，并通过 GSM 调制解调器将校正值实时发送到远距离（100 公里）。 RTK 基础架构比传统 RTK 复杂得多。该系统由 3 个或更多进行连续观测的参考站组成。参考站数据在分发给流动站之前由一个或多个中央服务器处理。服务器正在使用校正计算方法来计算校正。
 
NTRIP 服务
NTRIP（Networked Transport of RTCM via Internet Protocol, 通过互联网协议的 RTCM 网络传输）是一种协议，可通过互联网通过常见的 TCP/IP 方法流式传输 RTK 校正数据。该系统由通过互联网进行通信的两部分组成：服务器端和流动站端。
服务器负责接收来自基站的数据，并通过 TCP/IP 将其转播给流动站。 NTRIP 服务允许没有 RTK 基站的用户访问 RTK 网络。
使用 NTRIP 优于传统 RTK 的好处：

• 无需拥有 RTK 基站
• 尽量减少无线电干扰的机会
• 通讯范围无限制。 UHF/VHF/扩频无线电的范围有限

使用 NTRIP 的限制：

• 需要蜂窝服务以通过互联网接收 RTK 校正数据
• 一些 NTRIP 服务需要付费订阅

 

MTi-680G 是一个 GNSS/INS(惯性导航系统) 模块，具有集成的 RTK GNSS 接收器，并提供同步的 3D 方向和位置输出。