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詳解RTK,RTD,SBAS,WAAS,PPP,PPK,廣域差分等技術之間的關系與區别

小編年前寫了一篇關于RTK技術的文章,有粉絲留言問小編RTK,RTD,SBAS,WAAS,PPP,PPK,廣域差分等技術的區别與聯系。今天小編就為大家講解一下這幾種技術之前的區别與聯系。

先不論這幾種技術的之間的所屬關系,小編就按照這個順序一一來講解。

首先,了解一下這幾種技術的含義或概念。RTK小編已經說過的,沒有看過的可以點擊鍊接傳送過去閱讀:。

01 RTD


RTD:英文全稱Real Time Differential,中文意思是實時動态碼相位差分技術。工作方法是基準站将僞距(或者坐标)修正值(差分值)發給用戶接收機,用戶接收機根據差分值與本身的觀測值算出精确位置的方法。

在之前使用RTK測量時,連接CORS時候會先出現紅色的 RTD,然後才是 RTK固定。其實RTD與RTK在某些原理上是相同的,所以小編在這裡放在一起講。

首先從相同層面的地方來講,RTD(Real Time Differential)與RTK(Real Time Kinematic)都是屬于差分GPS也就是DGPS,并且都是實時、動态、相對定位的。

然後不同的地方,RTD計算的是僞距,根據基準站已知坐标和各衛星的坐标,求出每顆衛星每一時刻到基準站的真實距離。再與測得的僞距比較,得出僞距改正數,将其傳輸至用戶接收機,屬于碼(C/A碼、P碼)差分技術。

而RTK計算的是兩個測站載波相位觀測值,即是将基準站采集的載波相位發給用戶接收機,進行求差解算坐标。屬于載波(L1、L2、L5)相位差分技術。

在實時動态測量中,最先在碼相位測量上引入差分技術,所以把實時動态碼相位差分測量稱作常規差分GPS測量技術。也就是一般的DGPS/差分定位。

因為RTD使用的是僞距測量,所以精度較低隻有亞米級,通常用戶汽車導航等非高精度定位領域。

02 SBAS

SBAS:英文全稱Satellite-Based Augmentation System,中文意思是廣域差分增強系統,如果不知道這是什麼意思,那麼說星基增強系統相信大家都知道。廣域差分增強系統也就是星基增強系統。

SBAS屬于GNSS增強的一種,以一種基于衛星的增強的系統,相對而言,還有基于地面的增強系統GBAS和基于飛機的增強系統ABAS。如果想要詳細了解,可以參考小編之前的文章:。小編在這裡就簡單的講一下SBAS。

SBAS系統是為了實現對于原有衛星導航系統定位精度的改進而誕生的一個增強系統,主要由四部分組成:地面參考基站,主控站,上傳站和地球同步衛星等。我們來看一下工作原理:

由大量分布極廣的差分站(位置已知)對導航衛星進行監測,獲得原始定位數據(僞距、載波相位觀測值等)并送至中央處理設施(主控站),後者通過計算得到各衛星的各種定位修正信息,通過上行注入站發給GEO衛星,最後将修正信息播發給廣大用戶,從而達到提高定位精度的目的


目前全球各國都建立了完善的SBAS系統,包括美國的WAAS、歐洲的EGNOS、日本的MSAS與、印度的GAGAN。

不過SBAS主要應用于航空和航海,我們平時測量時很少會用到星基增強系統,主要要用到的是地基增強系統。關于星基系統與地基系統可以參考小編之前的文章。

03 WAAS

正如小編前面所說,WAAS是屬于SBAS的一種廣域增強系統,WAAS全稱Wide Area Augmentation System,譯為廣域增強系統,是由美國運輸部(DOT)和聯邦航空管理局(FAA)聯合開發的一個系統,主要應用在航空領域,如飛機的GPS導航等。

WAAS的出現是為了解決GPS無法為飛機提供非常精确的高度信息和航向指導,距離跑道的距離以及沿着進近的所有點的高程信息。在此之前美國空管部分主要用的是ILS(儀表着落系統)和MLS(微波着落系統),前者實施困難又麻煩,後者的開發過程中,GPS接收器又開始出現。

WAAS由三個主要部分組成:地面部分,空間部分和用戶部分。地面部分參考站接受和監測GPS信号,并進行校正改正,然後發送到空間段中的衛星以重新廣播到用戶段。

WAAS地面參考站

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WAAS的出現提高了飛機導航的定位精度,同時也降低了機場導航設施建設的成本以及安裝在飛機上的單個接收器的成本。

04 PPP

PPP全稱Precise Point Positioning,譯為精密單點定位,屬于單點定位也叫絕對定位,精密單點定位是指利用載波相位觀測值以及由IGS等組織提供的高精度的衛星星曆及衛星鐘差來進行高精度單點定位的方法。

也可參考小編之前的文章.

PPP技術要晚于RTK技術出現,PPP是GNSS定位技術中繼RTK/網絡RTK技術後出現的又一次技術革命,它的出現改變了以往隻能使用差分定位模式才能實現高精度定位的局面,為全球高精度GNSS定位提供了一種有效的新方法。

PPP目前根據一天的觀測值所求得的點位的平面位置精度可達1~3cm,高程精度可達2~4cm。

05 PPK

PPK全稱Post Processed Kinematic,是一種與RTK相對應的定位技術,這是一種利用載波相位觀測值進行事後處理的動态相對定位技術,而RTK是實時的。

因為是進行事後處理,所以用戶無需配備數據通信鍊(可以節省流量費用了),觀測更方便、自由,适合于無需實時獲取定位結果的應用領域。

06 廣域差分

廣域差分GPS也就是WADGPS,屬于差分GPS的一種,差分GPS按照同樣模型與原理的分類方法還有單基準站差分GPS和多個基準站的局部區域的差分GPS。

為什麼會出現廣域差分GPS呢?顧名思義,當差分GPS需要覆蓋很大的區域時(如需覆蓋我國大陸和鄰近海域時),采用單基站和多個基站的局部區域差分GPS會遇到一些困難,需要建立大量的基準站來組網,耗時耗錢。其次,有些地方無法建立基準站和信号發射站,會産生大片空白區域。

所以這個時候,廣域差分GPS技術就出來了,在一個相當大的區域中,較為均勻地布設少量的基準站組成一個稀疏的差分GPS網,各基準站獨立進行觀測并将觀測值傳送給數據處理中心,由數據處理中心進行統一處理,以便将各種誤差分離開來。

然後将衛星星曆改正數、衛星鐘鐘差改正數以及大氣延遲模型等播發給用戶,這種差分系統統稱為廣域差分系統。

像全球差分GPS(World-wide DGPS)就是屬于廣域差分GPS的一種特例。上面小編所說的WAAS技術就是廣域差分GPS技術,并進一步完善和補充了廣域差分GPS技術。

07 總結

關于上述幾種技術之間的關系與區别,小編在這裡總結一下RTK、RTD、PPK、SBAS、WAAS屬于差分GPS技術。PPP屬于單點定位(絕對定位非差分)。

RTK與RTD的區别,一個是載波相位差分、一個是碼差分,并且RTK的定位精度要高一些。

RTK與PPK的區别,一個是實時提供數據信息,一個是事後處理。

WAAS是SBAS系統一個具體的實例,包含在SBAS系統内。

這些技術名稱的總結,由于分類時所依據的标準的不同和理解上的差異,目前在不同的參考資料上所使用的名稱比較混亂,可能會出現同名同義或異名異義的情況,要注意區别。

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