為什么航測無人機帶了RTK還要搭配PPK？

無人機航測采用RTK差分定位系統(可實現厘米級定位)，也是為了加快運行效率。據介紹，如果采用普通GPS定位，為了校正誤差，需要派人到現場布置幾個像控點，而RTK基本不需要或只需要少量像控點。

然而，在一些特殊地形（如山川、峽谷、河流等）中，外業人員很難設置像控點。為了減少工作量，減少大多數像控點，甚至不需要像控點一樣，有必要提高飛機pos點的精度，RTK技術和PPK技術可以達到厘米級的精度。

下面我們就深入分析一下為什么，無人機已經有了RTK，還需要PPK。從RTK和PPK兩個技術原理出發，進行對比分析，找出更適合GPS空中定位的方法。

1.RTK的工作原理

RTK(Real Time Kinematic)測量系統一般由GPS接收設備、數據傳輸系統和實施動態測量的軟件系統三部分組成。RTK測量技術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，可實時獲得指定坐標系中測量站點的三維定位結果，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站上，另一臺或幾臺接收器放在載體（移動站）上，基準站和移動站同時接收同一時間、同一GPS衛星發出的信號，將基準站獲得的觀測值與已知位置信息進行比較，得到GPS差異校正值。然后通過無線電數據鏈電臺及時將校正值傳遞給共視衛星的移動站，精化其GPS觀測值，從而得到校正后移動站更準確的實時位置。

目前主流廠商RTK的定位平面精度可達8mm+1ppm，高程精度可達15mm+1ppm?；九c移動站之間的通信方式主要有電臺和網絡，電臺信號穩定，網絡信號傳輸距離長，各有優勢。

2.PPK的工作原理

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

基準站與移動站同步接收的數據在計算機中線性組合，形成虛擬載波相位觀測量，確定接收機之間的相對位置，最后引入基準站的已知坐標，獲得移動站的三維坐標。

PPK技術是最早的GPS動態差分技術方法(又稱半動態法、準動態相對定位法、走走停停(StopandGo)法律)，PPK與RTK技術的主要區別在于:在基準站和移動站之間，不需要像RTK那樣建立實時數據傳輸，而是在定位觀察后，對兩臺GPS接收機采集的定位數據進行測后聯合處理，從而計算出移動站在相應時間的坐標位置，基準站和移動站之間的距離沒有嚴格的限制。其優點是定位精度高、運行效率高、運行半徑大、操作方便。

3.RTK與PPK的比較

RTK與PPK相同點

1.作業模式相同。兩種技術均采用參考站加流動站的操作模式。

2.兩種技術在操作前都需要初始化。

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

RTK與PPK的區別

1.不同的通信方式。RTK技術需要廣播或網絡來傳輸差分數據；PPK技術不需要通信技術的支持，記錄靜態數據。

2.定位作業方式不同。RTK采用的實時定位技術可以隨時在移動站看到測量點的坐標和精度；PPK定位屬于后處理定位，現場看不到點的坐標，需要事后處理才能看到結果。

3.作業半徑不同。RTK操作受到通信電臺的限制，操作距離一般不超過10公里，網絡模式需要完全覆蓋網絡信號的區域；使用PPK技術，一般操作半徑可達50公里。

4.受衛星信號的影響程度不同。RTK作業時，如果靠近樹木等障礙物，很容易失鎖；PPK作業初始化后，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基站發送差分數據和移動站接收頻率一般為1-2HZ，PPK定位頻率最高可達50HZ。

對比分析：

1、無人機在空中飛行速度快，需要很高的定位頻率。RTK技術很難實時導航。PPK支持50HZ定位頻率，完全滿足需求。

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

3、RTK需要電臺或網絡通信模塊，PPK不需要，減輕無人機負荷，增加飛機續航時間。

4、RTK作業距離有限，PPK作業距離可達50公里。PPK將是輸電線路、公路、鐵路、油氣管道等長距離、大范圍作業區域特別是帶狀區域的最佳選擇。

4.總結

雖然RTK可以實時提供高精度的位置信息，但無人機的應用存在很大的技術問題。與RTK相比，PPK最大的優點是可以事后處理，逆向濾波（ReverseKalmanFilter），這樣就可以解決部分衛星失鎖的問題，通過整合解決（Forward&Reverse）提高定位精度。

隨著科學技術的發展，PPK技術是一種更適合無人機的空間定位技術。隨著無人機技術的日益成熟，大規模運行的效率遠高于傳統的RTK測量。PPK技術在無人機方面有著更廣闊的發展前景，PPK技術必將成為無人機測繪的支柱。

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