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PPP与RTK结合的高精定位技术,成功实现优势互补

发布日期:2023-10-31 来源:汽车族 编辑:Admin

在智能驾驶场景中,高精定位扮演着非常重要的角色。在定位过程中,卫星相关误差、传播路径相关误差和接收机相关误差会对卫星定位精度造成影响。如果汽车能够消除这些误差,并结合高精度地图数据,就可以对行车环境的静态和准静态信息产生准确判断。在高精定位技术中,PPP-RTK技术较为先进,是PPP(精密单点定位)和RTK(实时动态定位)两种技术的结合体,同时具备二者的优势之处,拥有精度高、收敛时间短、覆盖范围广、初始化时间短等特点。

在具体了解PPP-RTK技术之前,首先要分别介绍PPP(精密单点定位)和RTK(实时动态定位)两种技术。PPP收集来自各种传感器的数据,包括卫星的位置、速度等信息,以及接收机的观测数据,然后使用噪声滤波、数据解算等方法进行数据处理,利用国际GNSS服务组织(IGS)等组织提供的高精度的卫星星历及卫星钟差产品,对各类误差项进行精确改正。最终使用单台接收机实现分米级定位。PPP的优势在于精度高和覆盖范围广,但算法性能较低,导致收敛速度慢,并且初始化时间在30分钟以上,耗时过长,难以商业化。

RTK采用载波相位差分方法,首先基站和车辆同时观测卫星载波信号,基站通过电台将观测值广播,车辆收到基准站发送的信号后,与自身观测值作差,消除两者共同包含的误差,从而精确地得到车辆与基准站的空间相对位置关系,然后将相对位置关系转换成用户需要的坐标。RTK的优势在于通过基站与车辆之间的通信链路实时传输改正数,大大提高了收敛速度。但缺点在于改正数丢失后,精度仅可保持30秒,并且RTK对地面基站的数量需求多,并且对单个基站的依赖程度高,因此覆盖范围受到较严重的限制。

在很长的一段时间里,精度、收敛时间、覆盖范围三者不可兼得,直到PPP-RTK技术的出现,在算法层面将二者统一,同时具备两者的优势,并且弥补了二者的劣势。在该技术中,PPP部分负责校正卫星轨道钟差和相位偏差等,实现星基厘米级高精度增强。初始化在2分钟内即可完成,用时大幅缩短。RTK部分则根据不同的基站密度和带宽对采样频率进行调整,并避免电离层和对流层延迟的影响。改正数丢失后,精度保持时长增加至120秒。同时,对基站密度的需求相对较少,并且对单个基站的依赖程度极低。

在未来,PPP-RTK技术将继续迭代优化。增强系统监控,减少输出异常的定位结果、硬件故障、软件故障和误操作等。增加信息可信度,提升精度,并做好误差超限后的预案。并且,PPP-RTK技术将对精度、可靠性、成本等各个维度上进行调节,以满足不同场景应用的特性与需求。

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