RTK、PPP、RTK-PPP

一、RTK、PPP、PPP-RTK概述

1、RTK实时动态定位，全称Real-Time Kinematic
RTK由差分定位技术发展而来，其原理是卫星轨道误差、卫星钟差、电离层延迟、对流层延迟等误差对相距不远的GNSS站影响接近，因此可以通过站间观测值差分消除，进而实现相位模糊度的快速固定与瞬时厘米级定位。显然，RTK技术需要架设基站，因此作业方式不灵活，成本也相对较高，而且随着用户与基准站距离的增加，其定位效果显著降低。

2、精密单点定位PPP，全称Precise Point Positioning
PPP由非差定位技术发展而来，是一种全球尺度的定位技术，PPP通过全球分布的约100个基准站解算高精度卫星星历产品修正用户轨道、钟差误差等，即可获得静态毫米至厘米级，动态厘米至分米级的定位服务。
缺点：与RTK瞬时厘米级相比，PPP需要近30分钟才能实现精密定位的初始化，且信号失锁后的重新初始化时间与首次初始化时间几乎一样长，因而限制了其在实时应用中的普及。

3、PPP-RTK，实时GNSS高精度导航定位服务
自上世纪八十年代GPS静态长基线解算开始，高精度GNSS数据处理发展至今已三十余年。随着实时GNSS高精度导航定位服务的普及，近年来PPP-RTK受到了国内外研究学者以及导航从业者的极大关注。
移动互联网的发展促进了导航与位置服务等新兴产业的形成，我国北斗卫星导航系统、欧洲Galileo系统的建设，以及美国GPS、俄罗斯GLONASS等全球卫星导航系统的现代化进程为优质的导航与位置服务提供了新的契机。

二、RTK、PPP与PPP-RTK对比

精度：PPP-RTK > RTK > PPP

实时性：RTK > PPP-RTK > PPP

应用范围：RTK和PPP-RTK适用于需要实时高精度定位的应用，而PPP适用于对实时性要求不高的高精度定位应用。

基础设施要求：RTK需要建立基准站，PPP-RTK和PPP则不需要。

应用场景：RTK适用于需要快速、高精度定位的场合，如测绘、无人机等；PPP适用于需要全球一致性定位精度的场合；PPP-RTK适用于需要快速收敛、全球覆盖和高精度定位的场合，如智能驾驶、精准农业等。

卫星定位技术介绍

早期，卫星定位主要以SPP（单点定位技术）为主，随着技术不断的进步，PPP 和 RTK 逐渐成为卫星高精度定位领域最 具代表性的两种技术路线，相比于 SPP ，其精度更高。但PPP和RTK也有它们各自的不足，如RTK服务的提供依赖密集的参考站，PPP服务终端收敛时间过长等。

01 RTK技术

RTK（实时动态载波相位差分技术）是基于观测域（OSR）的一种定位技术，包括传统的RTK和网络RTK。传统的RTK主要用在测量测绘领域，其原理是基准站和移动站的接收机不间断地接收卫星信号，通过站间观测值差分消除，解算出自身的空间坐标，进而完成高精度定位。网络RTK中比较常见的是虚拟参考站技术，数据中心利用区域GNSS连续运行参考站的原始数据进行解算，根据流动站的概略位置，生成一个流动站概略位置的虚拟基准站，流动站根据虚拟基准站的改正数据解算出自身的高精度位置。

RTK的主要优势在于能够实现瞬时的厘米级高精度定位，但它高度依赖于密集的基准站，若要实现大范围的服务覆盖，则需要承担高昂的基准站建设和维护成本。另外当基准站出现异常时，周围的移动站定位也会受到影响。

02 PPP技术

PPP（精密单点定位技术）是数据中心利用分布在全球和区域GNSS连续运行参考站的原始数据进行解算，生成卫星轨道改正、钟差改成等产品，通过移动通讯网络或卫星通讯播发，用户利用单台GNSS接收机接收相应的改正数进行解算，即可得到接收机的高精度位置。

PPP 技术主要优势在于，利用较少的基站能够实现大范围的服务覆盖，但终端定位要收敛至厘米级所需要的时间较长，约15~30分钟。此外，由于短时遮挡导致信号失锁后重新收敛的时间和首次收敛时间几乎相同，这在相对复杂场景中使用非常受限。因此，目前PPP技术主要在海洋、沙漠等场景中得到应用。

03 PPP-RTK技术

PPP-RTK是基于状态域(SSR)的一种高精度定位技术，相比于PPP技术，PPP-RTK技术服务提供的改正数产品中增加了对流层改正和电离层改正，可以极大的减少终端定位要收敛至厘米级所需要的时间。可以说，PPP-RTK技术结合了RTK技术和PPP技术两者的优势。

在实际应用中，PPP-RTK的优势主要体现在：

优势1：改正数丢失后，精度保持更持久

在网络信号较差的场景下，车辆接收到的改正丢失后，会继续用上一时刻的改正数进行定位，定位精度仍能够维持至少60秒。相比于RTK更持久（RTK精度维持可达30s）。因此，PPP-RTK能够为车辆提供更持续稳定的高精度定位。

优势2：保护用户的位置隐私

针对于自动驾驶来说，车辆用户的位置隐私安全保护是非常重要的一环，传统的RTK技术需要车辆用户上传自身的概略位置后，才可获取到服务端播发的改正数数据，而PPP-RTK服务用户无需上传自身的概略位置，即可获得服务的改正数，隐私保护更安全。

优势3：不受单个基站依赖，服务更稳定

单个基站或者少数基站短时间离线的情况是不可避免的事情，PPP-RTK 服务在单个基站或者少数基站离线，也不会对定位性能产生显著影响，对智能驾驶汽车而言，服务的稳定性和可用性有了更高的保障。

优势4：完好性和功能安全

由于 PPP-RTK 服务的独特性，各类改正数的数据可以进行独立的完好性监控，可以实现完好性和功能安全，满足L3及以上自动驾驶的需求，从这个层面来说，PPP-RTK是为智能驾驶量身定制的定位方案。

01 什么是PPP技术？

PPP技术，全称精密单点定位技术（Precise Point Positioning），是指利用全球或区域基准站点，对卫星轨道、钟差、电离层延迟等进行实时估计，通过网络或卫星直接播发给终端用户。借助PPP技术，用户端利用单台GNSS接收机便可实现全球高精度绝 对定位。

相较于RTK技术需要依靠大量密集基准站资源，通过移动网络获取实时差分数据才能进行厘米级定位，PPP技术采用广播播发方式，能够直接通过卫星链路向用户端发送修正数据厘米级的定位信息，解决了在缺少RTK基准站或移动网络的地区无法精准定位的用户痛点。

02 PPP&RTK技术

农机自动导航驾驶系统依赖高精度RTK模块提供厘米级的定位及定向精度。
过去，常用的RTK技术需要依赖地面基站和通信网络，获取实时的差分数据，才能实现厘米级的RTK定位解算。基准站分为自建基站和CORS服务。自建基站使用点对点通信，对于大面积农田耕种来讲，难以覆盖所有区域和农机设备。而CORS服务则通过蜂窝网络进行传输，能够有效覆盖绝大部分耕种区域。

但是我国北方很多农田耕种区域都存在着无网/弱网，无法接收到RTK差分数据的情况，导致无法实现高精度定位。星基增强技术则解决了这一难题。PPP精密单点定位服务，可以利用卫星直接播发的参考修正数据，在没有地面参考站和网络信号服务的区域，直接实现厘米级定位。

针对PPP技术和RTK技术的特点，将两者的优势结合起来，推出PPP&RTK算法。当高精度GNSS RTK模块的设备运行到无网或弱网区域时，可以无缝切换星基服务，通过直连卫星接收Galileo-HAS和BD3-B2b的高精度PPP信号，获取定位信息，实现高精度定位。

03 星地一体化方案组成

04 技术优势