航测中ppk与rtk的对比.docx

RTK与PPK在无人机照相测量方面的对比张绪棋由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域随着GPS技术的发展,动态测量技术也日益成熟,RTK技术、网络RTK技术已经在测绘工程中得到了广泛的应用RTK技术实现了高精度实时动态差分，但无论是常规RTK还是网络RTK都必须有数据通讯,其中常规RTK通讯信号(电台信号)受周边环境及地势影响较大,这就使GPS动态测量的应用受到一定的限制,如在山区等地势起伏大且树木较多时RTK基站电台的有效作业半径仅仅只有3 km以内,大大限制了作业范畴从而制约了RTK的优势随着无人机照相测量的发展，RTK在作业范畴、稳定性、精度等方面的劣势越来越明显被人们所遗忘的PPK技术在这方面的优势使它又成为主流的定位方式，动态测量数据后解决PPK(Post Processing Kinematic)采用迅速求解整周模糊度的技术,运用2～5历元观测值就可以得到厘米级的3维坐标运用PPK技术不需要基准站与流动站之间的数据通讯,作业半径可达到50 km以内,相对于RTK技术PPK技术在无人机照相测量方面具有更好的应用前景。

际上导航推出的AGS200、AGS210都配备了PPK技术，将AGS200、AGS210搭载在无人机进行无人机照相测量，通过际上自主开发的GGPOS软件通过事后差分解决，可以提供高精度的POS数据图一 搭载际上导航AGS200或AGS210差分系统的无人机1 RTK和PPK的作业原理1.1 RTK的作业原理RTK(Real Time Kinematic)测量系统一般由三部分构成:即GPS接受设备、数据传播系统和实行动态测量的软件系统RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的,有迅速高精度定位功能的载波相位差分测量技术,它可以实时获得测站点在指定坐标系中的3维定位成果,且具有厘米级的定位精度RTK测量的工作原理是:将一台接受机置于基准站上,另一台或几台接受机置于载体(称为移动站)上,基准站和移动站同步接受同一时间、同一GPS卫星发射的信号,基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较,得到GPS差分改正值然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的移动站精化其GPS观测值,从而得到经差分改正后移动站较精确的实时位置图二 RTK作业原理1.2 PPK的作业原理PPK是近些年来发展使用的测量措施,测量原理是通过基准站和移动站同步采集至少两个历元的观测时间,从而解算主站和移动站的基线解,由于OTF初始化时解决了整周模糊度及其她有关问题,从而使得主站和移动站的共同观测时间减少到只需观测两个历元。

其点位的标称精度为厘米级但是,需要进行数据后解决,不能进行实时定位且不知其定位精度,若内业后解决中发现精度不符合规定,则必须进行返工技术特点是:点位水平精度1 cm+1 ppm为厘米级,观测时间短,只需两个观测历元,如果设立采样率为15 s,6颗以上卫星时,2～3 min即可完毕一次测量虽然5颗卫星,4～5 min也可以完毕一次测量(4颗卫星时无法进行PPK测量)无需电台连接,因此不受地形限制,且作业比较简朴图三 PPK作业原理2 RTK和PPK的比较2.1 RTK和PPK的相似点1) 定位精度相似这两种技术都可以达到厘米级的定位精度水平精度为:1 cm+1 ppm;垂直精度为:2 cm+1 ppm2) 两种技术在作业前都需要初始化3) 作业模式相似两种技术都采用参照站加流动站的作业模式表一 RTK与PPK的相似点定位模式定位精度作业模式作业前初始化RTK厘米级流动站+基准站需要初始化PPK厘米级流动站+基准站需要初始化2.1 RTK和PPK的不同点1) 初始化时间不同RTK技术初始化的时间较短,最小初始化时间为10 s+(0.5·S)s，S为基线长度(km);PPK初始化时间较长,在6颗卫星的状况下,需要不少于8 min。

2) 电台支持不同RTK技术需要通讯电台传播数据;PPK技术不需要通讯电台的支持3) 定位作业的方式不同RTK采用的实时定位技术,可以在流动站随时看到测量点的坐标以及精度状况;PPK定位属于后解决定位,在现场看不到点的坐标,需要事后解决才干看到成果4) 作业半径不同RTK作业不仅受到通讯电台的制约,并且作业距离一般不超过10 km;运用PPK技术作业,一般作业半径可以达到50 km5) 受卫星信号影响的限度不同RTK作业时,如果在大树等障碍物的附近,非常容易失锁;而PPK作业时,通过初始化后,一般不易失锁表二 RTK与PPK的不同点定位模式初始化时间电台定位方式作业半径失锁状况RTK10s+0.5×基线长度需要实时定位不不小于10km受干扰多，容易失锁PPK8min不需要事后差分不不小于50km不易失锁从数据对比中，可以看出两种作业模式在测量精度上相差无几在小范畴的作业区域内，RTK作业效率高，且可以实时提供高精度位置信息在长距离大范畴的作业区域内，特别是带状区域，例如输电线路、公路、铁路、油气管道，PPK将是最佳选择3 PPK模式下生成的飞机轨迹及POS成果图四为搭载际上导航AGS200的无人机在PPK模式下的轨迹图及曝光事件图，通过际上导航自主开发的GGPOS通过差分，飞机轨迹精度达到了厘米级。

其中绿色轨迹代表精度合格，轨迹上的方框代表每个曝光点的位置，曝光点的位置信息是通过多种历元通过内插后得到的，精度能达到厘米级图五为通过GGPOS软件解决后输出的曝光点位置坐标信息，顾客可以根据自身需求选择性的输出自己想要的信息这些信息涉及经纬度高程信息（也可以通过GGPOS软件转化为不同椭球下的本地坐标信息）、飞机速度加速度信息等图四 无人机轨际及曝光点图五 GGPOS输出的部分曝光点信息总结PPK技术是一种更适合搭载在无人机上的空间定位技术，虽然在小范畴的作业区域内RTK作业效率高且可以实时提供高精度位置信息但随着科技的发展，无人机技术的日趋成熟，无人机照相测量应更趋于大范畴高效率的作业PPK技术在无人机方面明显具有更广阔的发展前景，PPK技术势必会成为无人机在测绘方面给的中流砥柱。