無人機(jī)航測采用RTK差分定位系統(tǒng)(可實(shí)現(xiàn)厘米級定位)，也是為了加快運(yùn)行效率。據(jù)介紹，如果采用普通GPS定位，為了校正誤差，需要派人到現(xiàn)場布置幾個像控點(diǎn)，而RTK基本不需要或只需要少量像控點(diǎn)。

然而，在一些特殊地形（如山川、峽谷、河流等）中，外業(yè)人員很難設(shè)置像控點(diǎn)。為了減少工作量，減少大多數(shù)像控點(diǎn)，甚至不需要像控點(diǎn)一樣，有必要提高飛機(jī)pos點(diǎn)的精度，RTK技術(shù)和PPK技術(shù)可以達(dá)到厘米級的精度。

下面我們就深入分析一下為什么，無人機(jī)已經(jīng)有了RTK，還需要PPK。從RTK和PPK兩個技術(shù)原理出發(fā)，進(jìn)行對比分析，找出更適合GPS空中定位的方法。

1.RTK的工作原理

RTK(Real Time Kinematic)測量系統(tǒng)一般由GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和實(shí)施動態(tài)測量的軟件系統(tǒng)三部分組成。RTK測量技術(shù)是基于載波相位觀測，具有快速高精度定位功能的載波相位差分測量技術(shù)，可實(shí)時獲得指定坐標(biāo)系中測量站點(diǎn)的三維定位結(jié)果，具有厘米級定位精度。

RTK測量的工作原理是：將一臺接收器放在基準(zhǔn)站上，另一臺或幾臺接收器放在載體（移動站）上，基準(zhǔn)站和移動站同時接收同一時間、同一GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號，將基準(zhǔn)站獲得的觀測值與已知位置信息進(jìn)行比較，得到GPS差異校正值。然后通過無線電數(shù)據(jù)鏈電臺及時將校正值傳遞給共視衛(wèi)星的移動站，精化其GPS觀測值，從而得到校正后移動站更準(zhǔn)確的實(shí)時位置。

目前主流廠商RTK的定位平面精度可達(dá)8mm+1ppm，高程精度可達(dá)15mm+1ppm?；九c移動站之間的通信方式主要有電臺和網(wǎng)絡(luò)，電臺信號穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)信號傳輸距離長，各有優(yōu)勢。

2.PPK的工作原理

PPK（Post-Processing Kinematic，GPS動態(tài)后處理差異)技術(shù)的工作原理是使用基準(zhǔn)站接收機(jī)和至少一個移動接收機(jī)同步觀測GPS衛(wèi)星，即基準(zhǔn)站持續(xù)觀察，初始化移動站移動到下一個待定點(diǎn)，在移動過程中需要保持衛(wèi)星連續(xù)跟蹤，以便將整周模糊傳遞到待定點(diǎn)。

基準(zhǔn)站與移動站同步接收的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中線性組合，形成虛擬載波相位觀測量，確定接收機(jī)之間的相對位置，最后引入基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)，獲得移動站的三維坐標(biāo)。

PPK技術(shù)是GPS動態(tài)差分技術(shù)方法(又稱半動態(tài)法、準(zhǔn)動態(tài)相對定位法、走走停停(StopandGo)法律)，PPK與RTK技術(shù)的主要區(qū)別在于:在基準(zhǔn)站和移動站之間，不需要像RTK那樣建立實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，而是在定位觀察后，對兩臺GPS接收機(jī)采集的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行測后聯(lián)合處理，從而計(jì)算出移動站在相應(yīng)時間的坐標(biāo)位置，基準(zhǔn)站和移動站之間的距離沒有嚴(yán)格的限制。其優(yōu)點(diǎn)是定位精度高、運(yùn)行效率高、運(yùn)行半徑大、操作方便。

3.RTK與PPK的比較

RTK與PPK相同點(diǎn)

1.作業(yè)模式相同。兩種技術(shù)均采用參考站加流動站的操作模式。

2.兩種技術(shù)在操作前都需要初始化。

3.兩者都能達(dá)到厘米級精度。水平精度為：1cm+1ppm;垂直精度為：2cm+1ppm。

RTK與PPK的區(qū)別

1.不同的通信方式。RTK技術(shù)需要廣播或網(wǎng)絡(luò)來傳輸差分?jǐn)?shù)據(jù)；PPK技術(shù)不需要通信技術(shù)的支持，記錄靜態(tài)數(shù)據(jù)。

2.定位作業(yè)方式不同。RTK采用的實(shí)時定位技術(shù)可以隨時在移動站看到測量點(diǎn)的坐標(biāo)和精度；PPK定位屬于后處理定位，現(xiàn)場看不到點(diǎn)的坐標(biāo)，需要事后處理才能看到結(jié)果。

3.作業(yè)半徑不同。RTK操作受到通信電臺的限制，操作距離一般不超過10公里，網(wǎng)絡(luò)模式需要完全覆蓋網(wǎng)絡(luò)信號的區(qū)域；使用PPK技術(shù)，一般操作半徑可達(dá)50公里。

4.受衛(wèi)星信號的影響程度不同。RTK作業(yè)時，如果靠近樹木等障礙物，很容易失鎖；PPK作業(yè)初始化后，一般不易失鎖。

5.定位精度不同。RTK平面精度8mm+1ppm，高程精度15mm+1ppm

PPK平面精度2.5mm+0.5ppm，5mm+0.5ppm。

6.定位頻率不同。RTK基站發(fā)送差分?jǐn)?shù)據(jù)和移動站接收頻率一般為1-2HZ，PPK定位頻率最高可達(dá)50HZ。

對比分析：

1、無人機(jī)在空中飛行速度快，需要很高的定位頻率。RTK技術(shù)很難實(shí)時導(dǎo)航。PPK支持50HZ定位頻率，完全滿足需求。

2、RTK實(shí)時提供位置信息，PPK可以通過后處理解算一個周期內(nèi)的歷元數(shù)據(jù)，不僅可以提高固定率，而且具有更高的解算精度。

3、RTK需要電臺或網(wǎng)絡(luò)通信模塊，PPK不需要，減輕無人機(jī)負(fù)荷，增加飛機(jī)續(xù)航時間。

4、RTK作業(yè)距離有限，PPK作業(yè)距離可達(dá)50公里。PPK將是輸電線路、公路、鐵路、油氣管道等長距離、大范圍作業(yè)區(qū)域特別是帶狀區(qū)域的較好選擇。

4.總結(jié)

雖然RTK可以實(shí)時提供高精度的位置信息，但無人機(jī)的應(yīng)用存在很大的技術(shù)問題。與RTK相比，PPK最大的優(yōu)點(diǎn)是可以事后處理，逆向?yàn)V波（ReverseKalmanFilter），這樣就可以解決部分衛(wèi)星失鎖的問題，通過整合解決（Forward&Reverse）提高定位精度。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PPK技術(shù)是一種更適合無人機(jī)的空間定位技術(shù)。隨著無人機(jī)技術(shù)的日益成熟，大規(guī)模運(yùn)行的效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的RTK測量。PPK技術(shù)在無人機(jī)方面有著更廣闊的發(fā)展前景，PPK技術(shù)必將成為無人機(jī)測繪的支柱。

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