为什么航测无人机带了RTK还要搭配PPK？

无人机航测采用RTK差分定位系统(可实现厘米级定位)，也是为了加快运行效率。据介绍，如果采用普通GPS定位，为了校正误差，需要派人到现场布置几个像控点，而RTK基本不需要或只需要少量像控点。

然而，在一些特殊地形（如山川、峡谷、河流等）中，外业人员很难设置像控点。为了减少工作量，减少大多数像控点，甚至不需要像控点一样，有必要提高飞机pos点的精度，RTK技术和PPK技术可以达到厘米级的精度。

下面我们就深入分析一下为什么，无人机已经有了RTK，还需要PPK。从RTK和PPK两个技术原理出发，进行对比分析，找出更适合GPS空中定位的方法。

1.RTK的工作原理

RTK(Real Time Kinematic)测量系统一般由GPS接收设备、数据传输系统和实施动态测量的软件系统三部分组成。RTK测量技术是基于载波相位观测，具有快速高精度定位功能的载波相位差分测量技术，可实时获得指定坐标系中测量站点的三维定位结果，具有厘米级定位精度。

RTK测量的工作原理是：将一台接收器放在基准站上，另一台或几台接收器放在载体（移动站）上，基准站和移动站同时接收同一时间、同一GPS卫星发出的信号，将基准站获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差异校正值。然后通过无线电数据链电台及时将校正值传递给共视卫星的移动站，精化其GPS观测值，从而得到校正后移动站更准确的实时位置。

目前主流厂商RTK的定位平面精度可达8mm+1ppm，高程精度可达15mm+1ppm。基站与移动站之间的通信方式主要有电台和网络，电台信号稳定，网络信号传输距离长，各有优势。

2.PPK的工作原理

PPK（Post-Processing Kinematic，GPS动态后处理差异)技术的工作原理是使用基准站接收机和至少一个移动接收机同步观测GPS卫星，即基准站持续观察，初始化移动站移动到下一个待定点，在移动过程中需要保持卫星连续跟踪，以便将整周模糊传递到待定点。

基准站与移动站同步接收的数据在计算机中线性组合，形成虚拟载波相位观测量，确定接收机之间的相对位置，最后引入基准站的已知坐标，获得移动站的三维坐标。

PPK技术是GPS动态差分技术方法(又称半动态法、准动态相对定位法、走走停停(StopandGo)法律)，PPK与RTK技术的主要区别在于:在基准站和移动站之间，不需要像RTK那样建立实时数据传输，而是在定位观察后，对两台GPS接收机采集的定位数据进行测后联合处理，从而计算出移动站在相应时间的坐标位置，基准站和移动站之间的距离没有严格的限制。其优点是定位精度高、运行效率高、运行半径大、操作方便。

3.RTK与PPK的比较

RTK与PPK相同点

1.作业模式相同。两种技术均采用参考站加流动站的操作模式。

2.两种技术在操作前都需要初始化。

3.两者都能达到厘米级精度。水平精度为：1cm+1ppm;垂直精度为：2cm+1ppm。

RTK与PPK的区别

1.不同的通信方式。RTK技术需要广播或网络来传输差分数据；PPK技术不需要通信技术的支持，记录静态数据。

2.定位作业方式不同。RTK采用的实时定位技术可以随时在移动站看到测量点的坐标和精度；PPK定位属于后处理定位，现场看不到点的坐标，需要事后处理才能看到结果。

3.作业半径不同。RTK操作受到通信电台的限制，操作距离一般不超过10公里，网络模式需要完全覆盖网络信号的区域；使用PPK技术，一般操作半径可达50公里。

4.受卫星信号的影响程度不同。RTK作业时，如果靠近树木等障碍物，很容易失锁；PPK作业初始化后，一般不易失锁。

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.定位频率不同。RTK基站发送差分数据和移动站接收频率一般为1-2HZ，PPK定位频率最高可达50HZ。

对比分析：

1、无人机在空中飞行速度快，需要很高的定位频率。RTK技术很难实时导航。PPK支持50HZ定位频率，完全满足需求。

2、RTK实时提供位置信息，PPK可以通过后处理解算一个周期内的历元数据，不仅可以提高固定率，而且具有更高的解算精度。

3、RTK需要电台或网络通信模块，PPK不需要，减轻无人机负荷，增加飞机续航时间。

4、RTK作业距离有限，PPK作业距离可达50公里。PPK将是输电线路、公路、铁路、油气管道等长距离、大范围作业区域特别是带状区域的较好选择。

4.总结

虽然RTK可以实时提供高精度的位置信息，但无人机的应用存在很大的技术问题。与RTK相比，PPK最大的优点是可以事后处理，逆向滤波（ReverseKalmanFilter），这样就可以解决部分卫星失锁的问题，通过整合解决（Forward&Reverse）提高定位精度。

随着科学技术的发展，PPK技术是一种更适合无人机的空间定位技术。随着无人机技术的日益成熟，大规模运行的效率远高于传统的RTK测量。PPK技术在无人机方面有着更广阔的发展前景，PPK技术必将成为无人机测绘的支柱。

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