差分GPS-RTK-千寻

目录

GPS和GNSS的区别：

差分GPS定位原理：

1.位置差分原理（略）

2.伪距差分原理（DGPS）

3.载波相位差分原理（RTK）（重点）

千寻位置

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GPS和GNSS的区别：

GPS：指全球定位系统(Global Positioning System）；
GNSS：全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System），是对北斗系统、GPS、GLONASS、Galileo系统等这些单个卫星导航定位系统的统一称谓。

差分GPS定位原理：

普通的单点定位技术由于卫星信号在空间传播受到电离层、对流层等影响，信号传播发生了一定的折射，带来了伪距观测误差，使得定位精度在5到10米范围内。差分定位技术可以消除伪距测量误差，有效提高定位精度。对于同一区域的所有用户来说，卫星信号传播经过大气层带来的误差具有相关性，可以认为误差相等，基准站计算出这些测量误差值，通过网络传输给移动站，从而消除移动站的GPS测量误差值，提高测量和定位精度。差分增强技术是GNSS定位的一种补充，可以有效提高定位精度。

GPS定位是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测值来实现的，同时还必须知道用户钟差。因此，要获得地面点的三维坐标，必须对4颗卫星进行测量。

在这一定位过程中，存在着三部分误差。一部分是每一个用户接收机所公有的，例如，卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等；第二部分为不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差；第三部分为各用户接收机所固有的误差，例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。利用差分技术，第一部分误差完全可以消除，第二部分误差大部分可以消除，其主要取决于基准接收机和用户接收机的距离，第三部分误差则无法消除。

根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类，即：位置差分、伪距差分和载波相位差分。这三类差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送修正数据，由用户站接收并对其测量结果进行修正，以获得精确的定位结果。所不同的是，发送修正数据的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。

1.位置差分原理（略）

这是一种最简单的差分方法，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的， 存在误差。基准站利用数据链将此改正数发送出去，由用户站接收，并且对其解算的用户站坐标进行改正。
最后得到的改正后的用户坐标已消去了基准站和用户站的共同误差，例如卫星轨道误差、 SA影响、大气影响等，提高了定位精度。以上先决条件是基准站和用户站观测同一组卫星的情况。 位置差分法适用于用户与基准站间距离在100km以内的情况。

2.伪距差分原理（DGPS）

目前用途最广。
在基准站上的接收机要求得它至可见卫星的距离，并将此计算出的距离与含有误差的测量值加以比较。利用一个α-β滤波器将此差值滤波并求出其偏差。然后将所有卫星的测距误差传输给用户，用户利用此测距误差来改正测量的伪距。最后，用户利用改正后的伪距来解出本身的位置， 就可消去公共误差，提高定位精度。
与位置差分相似，伪距差分能将两站公共误差抵消，但随着用户到基准站距离的增加又出现了系统误差，这种误差用任何差分法都是不能消除的。用户和基准站之间的距离对精度有决定性影响。利用伪距差分方法，定位精度可达到亚米级。

3.载波相位差分原理（RTK）（重点）

是实时处理两个测量基站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。RTK技术能实时提供观测点的三维坐标，并达到cm级的高精度。

RTK定位原理：将位于基准站上的GPS接收机观测的卫星数据，通过数据通信链（无线电台）实时发送出去，而位于附近的移动站GPS接收机在对卫星观测的同时，也接收来自基准站的电台信号，通过对所收到的信号进行实时处理（即进行差分消除相同误差项），给出移动站的三维坐标，并估其精度。

利用RTK测量时，至少配备两台GPS接收机，一台固定安放在基准站上，另外一台作为移动站进行点位测量。在两台接收机之间还需要数据通信链，实时将基准站上的观测数据发送给流动站。对流动站接收到的数据（卫星信号和基准站的信号）进行实时处理还需要RTK软件，其主要完成双差模糊度的求解、基线向量的解算、坐标的转换。

RTK技术可以在很短的时间内获得厘米级的定位精度，广泛应用于图根控制测量、施工放样、工程测量及地形测量等领域。但RTK也有一些缺点，主要表现在需要架设本地参考站，误差随移动站到基准站距离的增加而变大。

这个基准站可以自己去建，然后通过UHF/4G等和移动设备建立联系，适用于在固定位置。如果长途跋涉，就需要考虑跨域资源共享（CORS，cross-origin resource sharing），国内用的比较多的是千寻位置。

千寻位置

千寻位置提供全国最大范围的精准定位服务。目前大众使用的美国GPS导航定位精度是5-10米级的，而兼容北斗/GPS双模的大众导航终端定位精度大部分也在3-5米左右，千寻位置通过地基增强系统，已经可以将定位精度提升到厘米级、甚至是静态毫米级。   
定位原理：千寻位置和GPS是不同的概念。GPS主要通过卫星去定位，没有任何定位增强系统，而由于信号传播有误差，所以定位精度在米级；千寻位置在各个地区搭建基站，而基站的目的主要是将卫星发过来的信息误差进行修改，使得定位更加准确。因此千寻位置需要配合卫星完成精准定位；精度级别在厘米级别。
千寻知寸套餐买回来后，有两种使用方法：
（1）appkey+appsecret（密钥），用官方的SDK开发比较方便；
（2）自己设置的差分账号+密码，用在通用设备如4G DTU里。
想自己开发硬件或者写代码就看SDK集成指南, 想直接买了其他家4G DTU然后就用的, 看差分账号指南。
对于第二种使用差分账号+差分密码的，直接买其他厂家开发好的硬件如4G DTU, 一般是单片机+4G模块搞的, 都实现好了Ntrip协议进行通信, 插个手机卡/物联卡, 再稍微设置, 接上惯导等就可以用了, 设置的几个选项如下:
①地址域名：rtk.ntrip.qxwz.com 或IP（60.205.8.49）
②端口
端口：8001 对应坐标框架ITRF2008 参考历元2016.0
端口：8002 对应坐标框架WGS84 参考历元2005.0
端口：8003 对应坐标框架CGCS2000 参考历元2000.0
③mountpoint/源/挂载点
RTCM32_GGB 或 RTCM30_GG
④差分账号
⑤差分密码
参考链接