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網(wǎng)絡(luò)RTK與PPP-RTK的適用范圍有哪些不同？

2024-10-24 15:36
隨著全球定位技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對精準(zhǔn)定位的需求也逐漸增加，GNSS技術(shù)已經(jīng)成為了無人駕駛等許多關(guān)鍵領(lǐng)域的基礎(chǔ)，而伴隨著新興技術(shù)的出現(xiàn)與硬需求，GNSS的定位精度要求也越來越高，因此高精定位技術(shù)也越發(fā)重要。


網(wǎng)絡(luò)RTK（Real-Time Kinematic）和PPP-RTK（Precise Point Positioning - Real-Time Kinematic）是兩種重要的高精度定位技術(shù)，它們各自具有獨(dú)特的優(yōu)勢和適用場景。接下來，小編將從概念及技術(shù)特點(diǎn)、優(yōu)勢、實(shí)時性與精度以及具體應(yīng)用場景等方面，詳細(xì)探討網(wǎng)絡(luò)RTK與PPP-RTK的適用范圍差異。

 一、概念及技術(shù)特點(diǎn)
 
傳統(tǒng)RTK 
RTK（Real-time kinematic，實(shí)時動態(tài)）是一種載波相位差分技術(shù)，用于輔助GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）進(jìn)行更精確的定位。GNSS通過至少4顆衛(wèi)星計算與終端的距離來確定終端的經(jīng)度、緯度、高程和時間，但存在多種誤差來源。
 
為了提高定位精度和可靠性，行業(yè)專家研發(fā)了RTK技術(shù)。RTK系統(tǒng)包括基準(zhǔn)站和流動站，兩者都帶有衛(wèi)星接收機(jī)，其中基準(zhǔn)站提供參考基準(zhǔn)，而流動站（即用戶終端）通過觀測和接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，結(jié)合基準(zhǔn)站的信息，實(shí)現(xiàn)更精確的三維坐標(biāo)測量。

 
網(wǎng)絡(luò)RTK 
以上是傳統(tǒng)的RTK技術(shù)，實(shí)施簡單、成本低廉，但存在流動站與基準(zhǔn)站之間的距離限制問題。距離越遠(yuǎn)，誤差因素差異變大，導(dǎo)致定位精度下降，且超過無線電臺通信范圍則無法工作。
 
為了克服這些缺陷，20世紀(jì)90年代中期，人們提出了網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)。
 
網(wǎng)絡(luò)RTK是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時動態(tài)定位技術(shù)。它通過網(wǎng)絡(luò)將多個基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩舳耍脩舳嗽O(shè)備結(jié)合這些數(shù)據(jù)進(jìn)行差分計算，從而獲得高精度的實(shí)時位置信息。網(wǎng)絡(luò)RTK無需用戶單獨(dú)設(shè)置基站，只需通過網(wǎng)絡(luò)連接即可實(shí)現(xiàn)高精度定位，極大提高了使用的便捷性，并降低了部署成本。
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)誤差模型取代了單點(diǎn)GNSS誤差模型。
 
多個基準(zhǔn)站組成的基準(zhǔn)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(zhǔn)站”。（所以，網(wǎng)絡(luò)RTK也被稱為“虛擬基準(zhǔn)站技術(shù)”或“虛擬參考站技術(shù)”。）
 
 
PPP-RTK 
PPP-RTK是基于精密單點(diǎn)定位（PPP）和實(shí)時動態(tài)定位（RTK）技術(shù)的組合拳。它通過對基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合估計和建模，生成包含衛(wèi)星鐘差、軌道誤差等狀態(tài)改正量，發(fā)送給流動站進(jìn)行位置解算。
 
PPP-RTK不僅保持了RTK的實(shí)時性和高精度，還克服了RTK通信局限和PPP收斂時間過長的缺點(diǎn)，能夠在更廣泛的區(qū)域內(nèi)提供快速、高精度的定位服務(wù)。
 

 
二、分別具有的優(yōu)勢
 
網(wǎng)絡(luò)RTK具有以下優(yōu)勢：
 
● 無需單獨(dú)設(shè)置基站
用戶無需在每次測量時都建立臨時性的基準(zhǔn)站，只需通過網(wǎng)絡(luò)連接到已有的參考站網(wǎng)絡(luò)，即可獲得高精度的定位服務(wù)。這極大地簡化了操作流程，提高了使用的便捷性。
● 降低成本
由于無需購買和維護(hù)專門的基準(zhǔn)站設(shè)備，用戶可以節(jié)省大量的硬件成本。長期的運(yùn)營和維護(hù)費(fèi)用也相應(yīng)減少，使得網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上更加可行。
● 覆蓋范圍更廣
允許用戶通過互聯(lián)網(wǎng)連接到全球不同位置的參考站網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)了更廣泛的覆蓋范圍。這對于需要在不同地點(diǎn)進(jìn)行高精度定位的應(yīng)用場景尤為重要。
● 數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更高
通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)RTK中因距離和天線高度限制帶來的潛在誤差問題。同時，多個參考站的數(shù)據(jù)融合也進(jìn)一步提高了定位的穩(wěn)定性和可靠性。
 
PPP-RTK具有以下優(yōu)勢：
 
● 覆蓋范圍廣
在理想條件下，通過優(yōu)化基站布局和采用先進(jìn)的技術(shù)手段，PPP-RTK 可在不超過 1000 個基站的情況下實(shí)現(xiàn)全國覆蓋，極大減少基站建設(shè)的成本投入，提高服務(wù)覆蓋范圍。
● 單向播發(fā)
PPP-RTK采用單向廣播模式，更易實(shí)現(xiàn)海量用戶并發(fā)。同時，單向播發(fā)的服務(wù)模式能有效的保護(hù)用戶隱私。
● 連續(xù)性
PPP-RTK對各項(xiàng)誤差采用廣域統(tǒng)一建模，提供全國范圍內(nèi)的無縫連續(xù)定位服務(wù)。
● 完好性
PPP-RTK通過將GNSS各類誤差分別建模并提供給用戶，各類誤差相互獨(dú)立，可分別進(jìn)行完好性監(jiān)測并生成相應(yīng)的完好性產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)功能安全。
 
 
三、實(shí)時性
 
網(wǎng)絡(luò)RTK 
具有非常高的實(shí)時性，能夠在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)厘米級的高精度定位。然而，其精度受到網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和基準(zhǔn)站分布的影響，特別是在網(wǎng)絡(luò)覆蓋不佳或基準(zhǔn)站資源不足的地區(qū)，精度可能會有所下降。
 
PPP-RTK 
通過綜合處理基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)，大大縮短了模糊度固定時間，實(shí)現(xiàn)了快速收斂。在衛(wèi)星信號覆蓋范圍內(nèi)的任何區(qū)域，包括荒漠、戈壁等網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的區(qū)域，PPP-RTK都能提供動態(tài)厘米級位置服務(wù)。其精度和實(shí)時性均優(yōu)于傳統(tǒng)的PPP技術(shù)，但相比網(wǎng)絡(luò)RTK，其初始化過程可能略長。
 
 
四、適用范圍
 
網(wǎng)絡(luò)RTK
網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)特別適用于那些對實(shí)時性要求較高且網(wǎng)絡(luò)覆蓋良好的測繪任務(wù)，如城市規(guī)劃、土地利用管理、道路建設(shè)等領(lǐng)域。在這些場景中，網(wǎng)絡(luò)RTK憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，能夠提供快速、便捷的高精度定位服務(wù)，確保工程測量能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地進(jìn)行。
 
此外，網(wǎng)絡(luò)RTK的廣泛應(yīng)用不僅僅局限于地面測繪任務(wù)，它還廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)、航空航天等領(lǐng)域。在導(dǎo)航系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)RTK能夠提供實(shí)時、準(zhǔn)確的定位信息，為車輛、船舶等交通工具的導(dǎo)航提供有力支持。在航空航天領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)RTK則能夠滿足飛機(jī)、衛(wèi)星等高空平臺的高精度定位需求，為這些平臺的精確導(dǎo)航和定位提供可靠保障。

PPP-RTK 
PPP-RTK技術(shù)的適用范圍極為廣泛，它不僅在需要快速收斂和高精度定位的場景中表現(xiàn)出色，如智能駕駛、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，更是在網(wǎng)絡(luò)覆蓋不佳或基準(zhǔn)站資源有限的地區(qū)也能提供穩(wěn)定可靠的高精度定位服務(wù)。

 

 
在智能駕駛領(lǐng)域，PPP-RTK技術(shù)因其獨(dú)特的隱私保護(hù)特性和對完好性要求的滿足，而成為首選的高精度絕對定位技術(shù)。智能駕駛系統(tǒng)需要實(shí)時、準(zhǔn)確的定位信息來確保車輛的安全行駛和路徑規(guī)劃，而PPP-RTK技術(shù)正是能夠滿足這一需求的關(guān)鍵技術(shù)。它能夠快速收斂并提供高精度的定位結(jié)果，同時保護(hù)用戶的隱私信息，確保智能駕駛系統(tǒng)的可靠性和安全性。

 

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，PPP-RTK技術(shù)的應(yīng)用同樣具有重要意義。它能夠顯著提高農(nóng)業(yè)作業(yè)的效率和產(chǎn)量，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向智能化方向發(fā)展。通過PPP-RTK技術(shù)，農(nóng)民可以實(shí)時獲取農(nóng)田的精確位置信息，進(jìn)行精準(zhǔn)的播種、施肥、灌溉等作業(yè)，從而最大限度地提高農(nóng)作物的生長環(huán)境和產(chǎn)量。這不僅有助于提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，還有助于減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展。
 
 
綜上所述，網(wǎng)絡(luò)RTK和PPP-RTK作為高精度定位技術(shù)的代表，各自具有獨(dú)特的優(yōu)勢和適用范圍。選擇合適的定位技術(shù)取決于具體的應(yīng)用場景和需求，只有充分理解每種技術(shù)的特點(diǎn)和適用范圍，才能在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮其最大效能。