带你快速了解什么是 RTK

什么是GNSS

GNSS是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）的缩写，是一种通过卫星提供全球性导航和定位服务的技术系统。GNSS系统利用在地球轨道上运行的一组卫星，通过发射精确的信号来提供位置、速度和时间等信息。这些卫星可以由接收器设备接收和解释，从而实现高精度的定位。

目前知名的GNSS系统：

GPS（全球定位系统）： 由美国空军维护和运营，是最早建立的全球导航系统之一。GPS由一组24颗卫星组成，提供全球覆盖的导航服务。
GLONASS（全球卫星导航系统）： 由俄罗斯维护和运营，是世界上第二个全球性导航系统。GLONASS目前由一组24颗卫星组成，覆盖全球范围。
伽利略系统： 由欧洲航天局（ESA）维护和运营，是欧洲自主发展的全球导航系统。伽利略系统计划覆盖全球，并具有更高的精度和可靠性。
北斗导航系统： 由中国维护和运营，是中国自主研发的全球导航系统。北斗系统目前在亚太地区提供服务，但计划逐步扩大到全球。

什么是 RTK

RTK，英文全名叫做Real-time kinematic，也就是实时动态。这是一个简称，全称其实应该是RTK（Real-time kinematic，实时动态）载波相位差分技术

RTK是一个对GNSS进行辅助的技术，GNSS本身是有缺陷的，具体我们先看GNSS的实现过程：

卫星发射信号： GNSS系统中的卫星发射精确的信号，其中包含卫星的精确位置、速度和时间信息。这些信号以电磁波的形式传播到地球表面。
接收器设备接收信号： 在地面上的接收器设备接收来自多颗卫星的信号。这些设备可以是智能手机、汽车导航系统、船舶导航设备等。
计算位置： 接收器设备通过分析来自不同卫星的信号，计算出自身的三维位置（经度、纬度、高度）。这个计算过程通常称为三角定位法。
校正和增强： GNSS系统还可以通过使用地面站或其他方式进行校正，以提高位置的准确性。一些系统还提供增强服务，如WAAS（广域增强系统）或EGNOS（欧洲地区导航增强系统），用于提高定位的精度。
解决多路径效应： 有时，信号在传播过程中可能经历多路径效应，即信号反射或通过建筑物等障碍物传播。接收器设备通过算法和技术来解决或减轻这种效应，确保定位的准确性。
时间同步： GNSS系统提供的信号中包含高精度的时间信息。接收器设备利用这些时间信息，确保在计算位置时考虑到时间的因素。

其中计算位置的三维坐标系，如下图

RTK技术在计算位置和校正和增强中发挥作用，因为卫星定位是存在误差的，误差既来自系统的内部，也来自外部。例如卫星信号穿透电离层和对流层时产生的误差，还有卫星高速移动产生的多普勒效应引起的误差，以及多径效应误差、通道误差、卫星钟误差、星历误差、内部噪声误差，等等，为了更好地消除误差、提高定位精度，行业专家们研究出了一个更厉害的定位技术，那就是RTK。

RTK 工作原理

RTK的工作原理是基于差分校正和卫星信号的接收。RTK技术通过利用额外的参考站点的信息，提高了GPS等卫星系统在实时定位中的精度。

具体步骤：

基准站与移动站：RTK系统包括两个关键组件：基准站和移动站。基准站位于已知位置，并持续接收卫星信号，记录其精确位置数据。移动站则位于需要定位的设备上，通过接收卫星信号实现实时定位。
信号接收：基准站和移动站同时接收来自全球定位系统的卫星信号，包括GPS、GLONASS、Galileo等。这些卫星发射含有位置和时间信息的信号。
差分校正：由于基准站位置已知，它能够计算出信号传输中的误差，如大气扰动、卫星轨道偏差等。基准站将这些误差信息以差分校正数据的形式传送给移动站。
测量与校正：移动站利用基准站提供的差分校正数据对接收到的卫星信号进行校正。通过这一过程，移动站能够消除部分定位误差，提高定位精度。

网络RTK技术

传统的RTK模型存在一个很大的问题，即流动站和基准站之间存在距离限制，距离越远，误差因素差异变大，定位精度就会下降。而且，距离远了，超过了无线电台的通信范围，也就无法工作了。

为了解决这一问题，在20世纪90年代中期，人们提出了网络RTK技术，多个基准站组成的基准站网，它们将数据发给中央服务器。中央服务器会根据数据，模拟出一个"虚拟基准站"，对于流动站来说，它只会"看到"这个"虚拟基准站"。基于这个"虚拟基准站"发来的数据，流动站完成最终的测量运算。

传统RTK技术和网络RTK技术对比：

对比	传统RTK	网络RTK
基准站数量	1	3个及以上
覆盖距离	20-30公里	理论上无限
定位精度	高	非常高
可靠性	低	高
建设成本	低	非常低
简易程度	简单	非常简单
主要缺点	对基准站依赖较大的可靠性差	必须要有移动网络网络传输存在一定延时，保证网络通信稳定