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关于PPP-RTK技术优势的一些思考与总结

2023-05-16

文章目录

    • 一、前言
    • 二、SSR修正与PPP
    • 三、RTK与PPP-RTK的对比
    • 四、PPP-RTK的技术优势
    • 五、总结
    • 参考文章

欢迎关注个人公众号：导航员学习札记

一、前言

感觉近几年PPP和PPP-RTK一直都是GNSS比较火的方向，也有越来越多的国内外厂商提供相关服务，播发修正数。我之前也写过一些关于RTKLIB PPP的博客，包括了PPP中各项修正及代码解析。具体参见下面博客：

利用SSR修正的RTKLIB PPP测试
DCB差分码偏差概念及应用（附RTKLIB测试对比结果）
RTKlib PPP代码解析
RTKLIB 中的天线相位缠绕误差修正
RTKLIB中的卫星天线与接收机天线修正

二、SSR修正与PPP

PPP采用的是SSR修正，而SSR（State Space Representation,状态空间域）修正其实就是一种修正方式，将观测值误差分解为卫星轨道、卫星钟差、卫星伪距偏差、卫星相位偏差、电离层延迟、对流程延迟等“状态量误差”；与之相对是RTK中的OSR（Observation Space Representation，观测值域），基站直接提供融合了各种修正的观测值。

根据参考[2]，RTCM标准委员会把SSR修正数据开发分成三个阶段：

  • 第一阶段：包括卫星轨道、卫星时钟、伪距偏差修正数，以及URA
  • 第二阶段：包括天顶TEC电离层修正，卫星相位偏差修正
  • 第三阶段：包括电离层倾斜修正，对流层修正

参考千寻的文章[1]，PPP根据修正参数的不同，又分为了PPP（浮点解），PPP-AR（固定解）和PPP-RTK（固定解），如下图所示，也正对应了SSR修正的三个阶段。
在这里插入图片描述

三、RTK与PPP-RTK的对比

根据参考[1]，RTK和PPP-RTK的对比如下图所示：
在这里插入图片描述

四、PPP-RTK的技术优势

对于PPP-RTK而言，它虽然可以达到厘米级精度，以及较快的收敛时间（<2min），但是同样也需要基站来计算相位偏差、电离层延迟等参数。对比起RTK，它的优势又在哪里呢？我简单收集了一些公开的观点。

1. 千寻位置（NRTK服务商）观点

参考[1]中提到PPP-RTK主要技术优势有如下四点：

  • 基站可稀疏，可密集；（个人观点：但是基站稀疏应该会影响精度和收敛速度）
  • 不受单个基站问题影响；（个人观点：是否也能通过冗余或者增加基站解决？）
  • 改正数丢失，精度保持更持久；（个人观点：120s似乎也并没有比30s好太多，问题仍然存在，而且重新给改正数之后，收敛时间还比RTK长）
  • PPP-RTK另外两项重量级特性“完好性”和“功能安全”（个人观点：似乎是个亮点）

2. 六分科技（NRTK服务商）观点

参考[3]中提到PPP-RTK的主要技术优势有如下四点：

  • 快速收敛：利用地基参考网络提供的大气改正数和相位小数偏差产品，PPP-RTK可大大降低模糊度固定时间，实现快速、实时高精度定位技术；（个人观点：仍然比不上RTK固定快）
  • 隐私保护：使用PPP-RTK时，终端位置数据无需上报到运营商平台，利于位置数据隐私和安全保护；（个人观点：但是不上传位置会影响性能）
  • 全球覆盖：PPP-RTK支持移动通信和卫星播发两种方式，采用卫星播发时，不受地域限制，在移动通信覆盖不到的区域，仍然具有服务能力，可实现全球范围内定位服务的无缝覆盖；（个人观点：但是也要求全球基站，有基站也能移动通信）
  • 降本增效：一方面，PPP-RTK的通信带宽要求低，可采用卫星播发，其计算量和播发数据量，不随用户量增长而线性上升，可最大程度节省成本；另一方面，全国覆盖仅需几百个站即可，可极大减少高精度定位服务的相关成本投入。（个人观点：看起来似乎可以节约服务商成本，但是目前用户价格仍然较贵）

3. 其他观点

光明游侠的公众号文章《星地一体PPP-RTK就是个太能手电筒》中有些不同的观点，我也比较认同：

  • 对于用户来说，在有局部密集CORS网的情况下，实用动态定位PPP-RTK与NRTK定位精度差不多，但是价格却贵了三四倍，收敛时间慢了十多倍。相较之下，可能NRTK价格更香。
  • 在收敛时间上，一分钟的收敛时间对测绘来说问题不大，但是对于驾驶来说就不甚满意了。

五、总结

目前来看，其实我觉得PPP-RTK优势没有特别突出，对用户来说成本比较高，收敛时间也比较慢，服务商列出来的有些优势目前也显得比较鸡肋。长远来看，也许PPP-RTK会有些优势，因为对于智能驾驶来说，由于PPP-RTK的技术特性使得可以对各类改正数进行独立的完好性监控，从而较容易实现完好性和功能安全。

在千寻的官网看了下它的FindAUTO，目前通过一些汽车相关的认证：

  • FindAUTO量产级高精度定位解决方案，是千寻位置专为汽车行业打造的定位模组+定位引擎+改正数据服务云端一体的解决方案。
  • 通过集成在车载终端的定位模组和定位引擎（FindAUTO Client），结合千寻云端播发的改正数服务（FindAUTO Service），可输出实时可靠的高精度位置、速度、时间、姿态等信息。
    在这里插入图片描述

参考文章

[1] 既生瑜，何生亮，究竟何为PPP-RTK？
[2] RTCM State Space Representation Messages, Status and Plans
[3] 科普贴｜一文秒懂PPP-RTK

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ppp

rtk

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