RTK 室外定位原理概述

REF：基于GNSS-RTK的高精度定位系统研究与设计

1. GNSS 概述

GNSS 是一个由众多卫星构成的全球导航系统，分布在不同的轨道上，主要包括美国的 GPS、俄罗斯的 GLONASS、欧盟的 GALILEO 和中国的 BDS。系统一般包含三个主要部分：空间部分、地面控制部分和接收机设备部分：1. 空间部分在地球轨道上运行，负责发送时间信号；2. 地面控制中心则协调所有卫星的活动，确保信息的准确传输；3. 接收机设备部分负责接收来自各个卫星的信号并将其转换成可以理解的格式，以及获取所需的时间/距离信息。

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GNSS 通过接收机测量出自身到空间卫星的距离，再根据卫星在相应坐标系的坐标，建立方程组解算 GNSS 接收机的空间位置。现行的距离信息测量方法主要分为伪距测量和载波相位测量两类，两类方法的测量值均包含系统误差和测量噪声：

1. 伪距测量，通过码相关技术测定信号从卫星到接收机的延迟时间，再乘上光速𝑐求得伪距。
2. 载波相位测量，测量 GNSS 载波信号从卫星发射后到接收机接收过程中的相位变化量。

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2. RTK差分定位

绝对定位会遇到卫星星历不确定性、接收机内部钟差的随机波动以及卫星钟差与接收机钟差之间的同步、大气的折射误差等问题，使得定位精度难以达到理想状态，通常通过对原始观测值进行数学上的差分处理，即将观测数据与已知或计算出的参考值进行比较和分析，这样可以有效地去除那些由误差引起的异常值，从而提高定位的精确度。

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RTK 定位技术基于差分定位原理，利用基准站和移动接收器之间的差分处理，消除了大部分的误差，。

1. 先利用了载波相位信息，与伪距测量相比，载波相位测量具有更高 的精度和分辨率
2. 基准站计算出其位置和时钟误差，并将这些信息通过无线信号或其 他通信方式传输给移动接收器
3. 移动接收器利用接收到的基准站信息对其接收到的信号进行差分计算，消除了接收机和卫星之间的共同误差，得到修正的载波相位观测值
4. 利用差分计算得到的修正信号，移动接收器进行实时解算，利用修正的载波相位观测值和基准站信息，计算出移动接收器的位置