現(xiàn)在科技越來越發(fā)達(dá)，厘米級定位早就悄悄走進(jìn)了很多領(lǐng)域：高階輔助駕駛、高精度導(dǎo)航、打車軟件、無人快遞車等。想實(shí)現(xiàn)這種精準(zhǔn)的厘米級定位，有哪些靠譜的技術(shù)路線呢？

厘米級定位離不開的金剛鉆：RTK和PPP

目前主流GNSS定位（GPS、北斗等），其PVT（位置、速度、時間）結(jié)果由偽距計算獲得。

衛(wèi)星定位的原理很簡單：地面設(shè)備（接收機(jī)）通過接收多顆衛(wèi)星的信號并計算時間差，就能解算出接收機(jī)與衛(wèi)星之間的距離。再結(jié)合衛(wèi)星的軌道位置，通過精密計算，最終確定地面設(shè)備的三維坐標(biāo)。

道理雖然簡單，但實(shí)際應(yīng)用中，卻面臨很多挑戰(zhàn)。其實(shí)說白了，就是衛(wèi)星定位需要對抗大量的誤差。
這些誤差，有的來自衛(wèi)星，例如衛(wèi)星軌道誤差（衛(wèi)星本身的位置數(shù)據(jù)不準(zhǔn)）、衛(wèi)星鐘差（衛(wèi)星原子鐘的時間不準(zhǔn)）等；有的來自傳播途徑，例如大氣（電離層、對流層等）延遲、多路徑效應(yīng)等；也有的，來自地面設(shè)備本身，例如硬件延遲、本地鐘差、內(nèi)部噪聲等。
傳統(tǒng)的單頻單點(diǎn)定位，精度并不好，只能保證米級精度。如果遇到環(huán)境不好的情況，差到十幾米、幾十米都有可能。
為了解決這些問題，工程師們就需要針對GNSS進(jìn)行增強(qiáng)，推出高精度定位技術(shù)。于是，就有了RTK和PPP。


01RTK
RTK，全稱叫做實(shí)時差分定位（Real-Time Kinematic）。它是通過設(shè)立一個或多個已知坐標(biāo)的基準(zhǔn)站，對GNSS的精度進(jìn)行增強(qiáng)。
RTK工作時，基準(zhǔn)站會向移動接收機(jī)實(shí)時播發(fā)載波相位觀測值的數(shù)據(jù)（改正數(shù)）。移動接收機(jī)利用這些數(shù)據(jù)，結(jié)合自身觀測的載波相位數(shù)據(jù)，實(shí)時解算出高精度相對位置，精度可以達(dá)到厘米級。

RTK原理

簡單來說，RTK就是通過一把刻度更細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)尺，實(shí)時計算終端和基站的距離，并告訴你當(dāng)前位置。
RTK這種采用區(qū)域基準(zhǔn)站觀測值進(jìn)行信息校準(zhǔn)的技術(shù)，行業(yè)有個專門的叫法——觀測域（Observation Space Representation，OSR）校正。


02PPP
PPP，全稱叫做精密單點(diǎn)定位（Precise Point Positioning）。
它不是通過計算相對距離，而是通過數(shù)學(xué)建模分析過程中的每一項(xiàng)誤差，修正每一項(xiàng)誤差源來提高定位精度。
通過幾百個全球框架站，匯總到中心處理站（CPF）來建模修正精密衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星鐘差等誤差源。

PPP原理

PPP工作時，地面用戶設(shè)備（接收機(jī)）會通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星鏈路播發(fā)從CPF獲取這些數(shù)據(jù)，然后，接收機(jī)通過內(nèi)部算法，將得到的實(shí)時誤差數(shù)據(jù)用于修正觀測值，獲得分米級精度的定位結(jié)果。
如果說RTK是一把精確的尺，那么PPP就是一個指南針，通過修正自身的誤差源，達(dá)到更高精度。
PPP這種通過狀態(tài)空間而非觀測值進(jìn)行精確誤差消除的技術(shù)，行業(yè)也有專門叫法，叫做空間狀態(tài)域（State Space Representation，SSR）校正。
PPP服務(wù)有的是政府官方提供的，也有的是企業(yè)自建的。目前，全球比較知名的官方PPP增強(qiáng)服務(wù)分別是B2b（北斗）、CLAS（日本）、MADOCA（日本）、E6（Galileo）等。

PPP的再增強(qiáng)——PPP-AR和PPP-RTK

RTK和PPP都存在一些缺陷，所以，仍然需要進(jìn)一步從技術(shù)上增強(qiáng)。于是，就有了PPP-AR和PPP-RTK。

01PPP-AR
PPP-AR，多了一個AR。這個AR可不是戴在頭上那個AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）眼鏡，而是Ambiguity Resolution（模糊度固定）。
它的原理有點(diǎn)復(fù)雜，是在傳統(tǒng)PPP（浮點(diǎn)解）基礎(chǔ)上，通過修正相位小數(shù)偏差（FCB）和未校準(zhǔn)相位延遲（UPD）等，將模糊度固定為整數(shù)，從而提升收斂速度和定位精度。
看不懂也沒關(guān)系，反正PPP-AR就是算法上的增強(qiáng)，給PPP這副“遠(yuǎn)視鏡”配上了自動對焦功能，能將PPP的精度從分米級提升到厘米級。
PPP-AR的收斂時間也有明顯改進(jìn)，傳統(tǒng)PPP需30-60分鐘，PPP-AR可縮短至10-15分鐘。


02PPP-RTK
PPP-RTK，是將PPP和RTK技術(shù)進(jìn)行深度融合形成的技術(shù)，由德國GEO++公司的Wübbena博士團(tuán)隊(duì)于2005年首次正式提出。
PPP-RTK既利用了PPP全球基準(zhǔn)網(wǎng)提供的衛(wèi)星鐘差、衛(wèi)星軌道誤差解算結(jié)果，具備了廣域覆蓋能力，也基于RTK的區(qū)域基準(zhǔn)站，對電離層誤差、對流層誤差等區(qū)域性誤差進(jìn)行了分析。

PPP-RTK原理

針對衛(wèi)星，PPP-RTK將軌道誤差和鐘差精確到2厘米。針對電離層，PPP-RTK實(shí)時構(gòu)建了電離層地圖（類似給大氣層做了CT掃描），掌握VTEC（垂直總電子含量）/STEC（斜向總電子含量）數(shù)據(jù)。針對對流層，PPP-RTK建立了三維大氣延遲模型，掌握GRID ZTD（格網(wǎng)天頂對流層總延遲）數(shù)據(jù)。多管齊下，可能影響定位結(jié)果的誤差因素被逐一剝離、校準(zhǔn)與補(bǔ)償，定位精度明顯提升。
PPP-RTK通過更多的數(shù)據(jù)輸入，建立了更多的模型來實(shí)現(xiàn)快速收斂和高精度。
通過下面這個表格，我們可以更清晰看出這幾項(xiàng)技術(shù)之間的區(qū)別：

高精度定位技術(shù)對比

除此以外，PPP技術(shù)還有一些技術(shù)上的“天然優(yōu)勢“：
1. 保護(hù)用戶隱私

傳統(tǒng)的RTK技術(shù)需要車輛用戶上傳自身的概略位置后，才可獲取到服務(wù)端播發(fā)的改正數(shù)數(shù)據(jù)。而PPP-RTK服務(wù)用戶無需上傳自身的概略位置，即可獲得服務(wù)的改正數(shù)，隱私保護(hù)更安全。

2. 不依賴單個基準(zhǔn)站

單個基站或者少數(shù)基站短時間離線的情況不可避免。PPP服務(wù)在遇到這種情況時，也不會對定位性能產(chǎn)生顯著影響。對高階輔助駕駛而言，服務(wù)的穩(wěn)定性和可用性有了更高的保障。

3. 播發(fā)方式多

PPP的各類增強(qiáng)改正信息可以通過L-Band頻段進(jìn)行廣播播發(fā)。這意味著，在通信中斷、網(wǎng)絡(luò)受限、地面差分不可達(dá)等極端應(yīng)用場景下，PPP仍能為用戶終端提供連續(xù)、可靠的高精度定位服務(wù)能力。

衛(wèi)星定位技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化

如今，隨著市場需求的持續(xù)增長，越來越多的企業(yè)開始進(jìn)入這個領(lǐng)域，推出基于RTK、PPP、PPP-AR、PPP-RTK等技術(shù)的高精度定位解決方案。移遠(yuǎn)通信，就是重要參與者。
作為全球領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案供應(yīng)商，移遠(yuǎn)通信多年前就布局高精度衛(wèi)星定位技術(shù)，率先推出支持多頻多模GNSS的模組產(chǎn)品，并持續(xù)迭代升級至支持PPP-RTK全鏈路解算的產(chǎn)品。
這些GNSS模組具有高性能、高可靠性、高兼容性等特點(diǎn)，可以與IMU等導(dǎo)航算法相融合，滿足復(fù)雜應(yīng)用場景的需求。

移遠(yuǎn)通信車規(guī)GNSS模組

LG69T、LG690P、LG695P、LG660P、LG690TA等系列模組通過嚴(yán)格的可靠性測試，皆滿足車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。在L2+級高階輔助駕駛系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車，定位精度高，TTFF（首次定位時間）縮短至28s以內(nèi)。
移遠(yuǎn)通信的LG69T模組搭載收費(fèi)的PPP-RTK服務(wù)，成功在某車載項(xiàng)目落地。采用該模組的越野車，可實(shí)現(xiàn)厘米級高精度定位，在無信號的偏遠(yuǎn)山區(qū)、沙漠無人區(qū)，仍能輸出高精度定位結(jié)果，探索最佳的越野路線。模組可全程記錄高精度的行車軌跡，充分保障車輛和人員安全。
特別值得一提的是，除了產(chǎn)業(yè)研發(fā)之外，移遠(yuǎn)通信在服務(wù)和交付方面也有一套成熟的服務(wù)體系。
移遠(yuǎn)通信擁有遍布全球的當(dāng)?shù)劁N售和技術(shù)支持，能夠?yàn)榭蛻籼峁姆桨冈O(shè)計、模組選型、算法適配到實(shí)車標(biāo)定的全周期技術(shù)支持，完善的軟硬件配套協(xié)助導(dǎo)入，滿足各種產(chǎn)品和應(yīng)用需求。
在交付能力方面，移遠(yuǎn)通信擁有獨(dú)立的工廠產(chǎn)線，采用專業(yè)的管理標(biāo)準(zhǔn)，確保產(chǎn)品從研發(fā)到量產(chǎn)的高效協(xié)同與穩(wěn)定供應(yīng)，月產(chǎn)能可達(dá)百萬級模組規(guī)模。
目前，移遠(yuǎn)通信GNSS模組已廣泛應(yīng)用于智能車載座艙導(dǎo)航、車位到車位的高階輔助駕駛等領(lǐng)域，擁有大量交付案例，得到了市場的廣泛認(rèn)可。

結(jié)語

目前，整個社會都在加速推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。物理世界與數(shù)字世界的孿生映射，也正悄然從概念走向現(xiàn)實(shí)。
高精度衛(wèi)星定位，正是這場虛實(shí)交融的時空基座。它如同一把“刻度尺”，在數(shù)字世界中精準(zhǔn)錨定每一個物理實(shí)體的坐標(biāo)。有了它，虛實(shí)交互才真正得以實(shí)現(xiàn)。
面向未來，高精度衛(wèi)星定位技術(shù)仍將持續(xù)演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)更高的精度，更短的收斂時間，更強(qiáng)的環(huán)境魯棒性，以及更廣域的無縫覆蓋能力。這不僅是參數(shù)指標(biāo)的躍升，更是從“可用”到“可信”、從“單點(diǎn)精準(zhǔn)”到“全場景可靠”的范式轉(zhuǎn)變。
讓我們共同見證定位技術(shù)創(chuàng)新革命的到來！