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厘米级精度 GPS/GNSS - RTK 解释
使用 RTK 技术的厘米级 GPS 简介
想想您手机或车载的 GPS 接收器：这些就是所谓的标准 GPS（也称为 GNSS*）接收器。目前市面上的标准 GNSS 接收器的误差在 1 到 10 米之间，并且仅在室外条件下工作。此误差取决于 GPS 接收器制造商的质量，以及天空视野被任何物体或建筑物遮挡的程度。在理想条件下，您能达到的最佳绝对精度约为 1 米。
*GNSS 代表全球导航卫星系统，这个词不仅包括 GPS，还包括其他基于卫星的定位系统，例如 GLONASS, 北斗, Galileo, QZSS...
有趣的是，如果我们将两个 GNSS 接收器并排放置在空旷的场地中，它们都会有相同的 1 米误差，而且方向相同！这个误差被称为标准 GNSS 误差。
想象一下，现在我们以厘米级的精度知道其中一个 GNSS 接收器的位置。然后我们就可以计算出第二个接收器的位置，误差只有 1 厘米！
但这项技术并非新鲜事物。它是一项非常古老的技术，称为差分GNSS或RTK GNSS（实时动态）。20多年来，它使民用应用能够实现1厘米的精度（RTK定位）。在RTK术语中，静态单元称为“基站”，移动单元称为“Rover“。
那么有什么新鲜事吗？我还听说这是一项非常昂贵的技术，而且你需要接受培训才能使用它，对吗？”
“不再 ：）”
At ArduSimple 我们努力使 GNSS RTK 技术变得简单、价格实惠且可供所有人使用。 通过一系列入门套件、教程和 OEM 产品，我们可以让我们的客户：
- 测试该技术并相信以可承受的成本实现厘米级精度是可能的。
- 借助我们的即插即用开发板和入门套件，加速他们的项目和产品。
- 借助我们的支持、交钥匙服务和预配置的 OEM 产品，创建产品和解决方案。
“那我该如何开始？”
RTK 接收器（又名 rover)
首先，我们需要一个可以计算 RTK 位置的 GNSS 接收器，例如 simpleRTK2B。标准 GNSS 接收器没有足够的计算能力来进行 RTK。
其次我们需要一个非常好的 GNSS 天线，比如 simpleANT2B我们不能使用传统的“廉价” GNSS 天线，因为我们需要接收高质量的信号，这样我们才能真正测量 GNSS 误差。此外，我们需要忘记在口袋里或窗户旁边使用 RTK GNSS：RTK GNSS 仅适用于无遮挡的天空视野（云层没问题，树木和建筑物会完全阻挡 GNSS 信号）。天线的安装也成为一个重要话题。我们建议查看我们的 RTK GNSS 天线安装指南.
既然我们知道了 RTK 接收器的 2 个基本要素，那么您也知道我们推出我们的 基本入门套件:
RTK基站
RTK改正是“基站”发送给“Rover“， 所以 ”Rover” 可以以厘米级精度计算其位置。用于发送此信息的语言/协议称为 RTCM（海事无线电技术委员会）。有时您会读到有关 RTK 校正和 RTCM 校正的文章，它们基本上是相同的。为了计算此 RTK 位置，两个接收器需要看到大致相同的卫星。因此，RTCM 校正仅在距基站 35 公里以内有效（有人说 25 公里，有人说 50 公里，确切的数字取决于天线和接收器质量）。了解一个基站的校正可以被尽可能多的 rover尽可能，只要它们在距离基站 35 公里的范围内。这将是一个多rover 设置。
当您从基站超过 35 公里时会发生什么？ 不可能再有 1 厘米的精度，而且精度会很快下降到标准的 2 米。
发送 RTK 更正
RTCM/RTK 校正通常每秒发送一次。 并且可以通过有线串行通信、无线链路或IP网络发送。 让我们更详细地检查差异。
接线
对于彼此非常接近的单元，我们可以使用电缆将它们连接起来。 一个串口（TTL，RS232）就足够了。
无线耳机
为了覆盖更长的距离，我们需要无线串行通信。因此，我们在 RTK 接收器上添加了一个套接字（我们称之为 XBee 套接字），从而在底座和接收器之间添加了有线或无线通信。 rover 将是一项即插即用的任务。
为了使其更简单，我们开发了一些入门套件来测试此设置：
- 底座和底座之间最多 10 米 rover，你可以用 2x 来做 基本入门套件.套件中包含的 GNSS 天线具有 5 米长的电缆。此外，您可以通过添加我们的 低损耗射频电缆.
- 高达几百米，1x 中程 (MR) 套件。该套件仅允许一个 rover 对于每个基站。
- 长达几公里，1x 远程 (LR) 套件 与多rover 能力。
- 长达 50 公里，1 倍 超长距离 (XLR) 套件还带有多个rover 能力。
MR、LR 和 XLR radio 链路需要基站和基站之间的射频视线 rover 为了工作。看一下 我们关于视觉视线与射频视线的帖子 理解这个概念。
如果您无法保证基地和基地之间的视线 rovers，查看这篇文章： 功能已解锁：使用您的 LR/XLR radio 作为中继器。 但是您会发现中继器也有一些限制，或者如果您需要多个基站，这种类型的 radio 技术不适合你。在这种情况下，或者如果你恰好在基地和基地之间都有 IP 访问权限， rover 位置（互联网或本地网络），RTK 校正也可以通过 IP 通信发送。
通过 IP 网络
在许多情况下，可以使用 IP 网络（WiFi、以太网、4G）。针对这种情况，已经开发了一种协议来分发 RTK 校正，称为 NTRIP （通过互联网协议进行 RTCM 的网络传输）。我们将在下一节中更详细地讨论这一点。
什么是 NTRIP?
- NTRIP caster. 它是一种服务器，从一个或多个基站收集 RTK 校正，并将其分发给 Rovers.
- NTRIP 服务器。 这是一个物理 RTK 基站。它的作用是将 RTK 校正发送到 NTRIP Caster， 所以 Caster 可以将它们分发给其他客户端。在只有一个基站的网络中，通常有一个 NTRIP 服务器+caster 一起。在这种情况下，只有 caster 功能已配置。
- NTRIP 顾客。 想要接收 RTK 校正的 RTK 接收器。实时动态定位 RoverS是 NTRIP 客户端。
我们的 simpleRTK2B 主板没有 IP 接口（以太网、WiFi 等），也不理解 NTRIP 协议。他们需要外部人员来转换 NTRIP 到 RTCM 和反之亦然。为此，我们开发了一系列配件，以实现 NTRIP 在我们的论坛中：
- 蓝牙: 连接你的 simpleRTK2B 通过蓝牙将主板连接到您的手机。您的手机现在可以充当 NTRIP 客户端（也可以作为服务器或 caster).
- WiFi：如果您所在地区有可用的 WiFi 网络，请将 WiFi NTRIP Master 配件，并将你的板子用作 NTRIP 客户端（也可以作为服务器甚至服务器+caster).
- 4G NTRIP 客户： 让你 simpleRTK2B 董事会成为 NTRIP 任何有手机信号覆盖的地方都可以使用客户端。
或者，您也可以连接您的 simpleRTK2B 通过 USB 连接到 PC 或手机，并使用 PC 或手机中的应用程序进行此转换。看看我们的 教程来学习如何连接到 NTRIP caster. 
