RTK和PPK技術科普

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參考鏈接2:https://blog.csdn.net/hailiannanhai/article/details/78494366

RTK技術

RTK(Real - time kinematic,實時動態)載波相位差分技術,是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法,將基準站採集的載波相位發給用戶接收機,進行求差解算座標。

也就是說,RTK需要有另外一個設備作爲基準站,基準站接收到的衛星信號通過無線通信網實時發給用戶。用戶接收機將接收到的衛星信號和收到基準站信號實時聯合解算,求得基準站和流動站間座標增量(基線向量)。求解出的平面精度可達到1-2釐米。

相比較而言,普通搭載的GPS接收機,精度一般只能達到米級別。至於爲什麼搭載普通GPS的無人機也能做到穩定懸停,這就離不開其他系統的輔助,最重要的就是慣性導航系統,再輔以視覺識別和超聲波定高等方式,即可讓無人機做到在空中紋絲不動地“釘釘子”。

而具備RTK的飛機,只要將基站位置架在已知座標點的位置上,就可以精確計算出移動站(也就是無人機)的精確位置。

RTK的工作原理,離不開基站和流動站直接、實時的無線電通訊。但是這樣問題就來了,如果距離過遠,是不是會跟我們飛機的遙控器一樣失控而導致無法精準定位呢?這就是我們接下來要介紹的這項可以解決這個問題的這項技術。
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PPK技術

PPK(post processed kinematic)技術,即動態後處理技術。其系統也和RTK一樣,是由基準站和流動站組成。

PPK的工作原理,是利用進行同步觀測的一臺基準站接收機和至少一臺流動接收機對衛星的載波相位觀測量,並進行實時記錄,省掉中間無線電傳輸的環節。在測量完成之後,使用GPS處理軟件進行線性組合(也就是我們經常聽到的後處理過程)。形成虛擬的載波相位觀測量值,確定接收機之間釐米級的相對位置;然後進行座標轉換得到流動站在地方座標系中的座標。
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PPK相較於RTK的優勢,在於由於是事後處理,所以在測量過程中不受通訊距離的影響。並且由於省去了中間無線電傳輸的環節,其成本相較於RTK技術還有一定優勢。

特別是無人機飛行距離比傳統人工測量距離更遠,容易受到山脈、建築的影響,所以PPK的運用已經是相當成熟。

參考經驗

目前高質量的RTK在小範圍或者開闊的區域,理想作業半徑可以達到10km,但在實際作業中,由於受到電臺功率及數據鏈傳輸質量的影響,有效距離比標稱的要小很多。

根據實際作業經驗,基準站和流動站之間的距離最好限制在5 km以內,所以在大範圍無人機航測工作中,RTK的優勢就不太明顯,動態測量數據後處理PPK技術(Post Processing Kinematic)因此應運而生。

作爲RTK技術的重要發展,PPK採用快速求整週模糊度的技術,利用2-5個曆元觀測值就可以得到釐米級的三維座標,不受通訊及地形的限制,且作業半徑可以達到30km以上。

RTK技術與PPK技術比較

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RTK與PPK精度比較

從數據對比中,可以看出兩種作業模式在測量精度上相差無幾。在小範圍的作業區域內,RTK作業效率高,且可以實時提供高精度位置信息。在長距離大範圍的作業區域內,尤其是帶狀區域,比如輸電線路、公路、鐵路、油氣管道,PPK將是最佳選擇。
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