浅谈自动驾驶传感器—卫星定位和RTK技术原理
浅谈自动驾驶传感器—卫星定位和RTK技术原理
自动驾驶技术的快速发展，对定位精度提出了更高的要求。本文将为您介绍自动驾驶传感器中的卫星定位和RTK技术原理，帮助您更好地理解这些关键技术。
卫星定位系统（GNSS）最早由美国发明，后面发射多颗卫星组成GPS系统，然后欧洲的伽利略Galileo、俄罗斯的格洛纳斯GLONASS以及中国的北斗相继组网成功，这是目前全球在用的四大定位系统。当然日本、印度等国家也在做，只不过覆盖区域比较小。GNSS最早的应用还是在军事领域，后来开放到民用，但是民用和军用的精度差很多，目前卫星定位系统应用已经覆盖很多领域，比如测绘、自动驾驶、城市管理和物联网等等。
下面先介绍卫星定位原理，卫星定位主要通过三点定位法去解算物体的位置。每个卫星在同一时刻分布在不同位置，当地面接收装置收到卫星信号和发送的时间，根据GNSS自身接收到的时间计算出信号的收发的时间差，再乘以光速就得出该卫星到接收机的距离，同理其他卫星距该接收机的距离也能算出来。当然电磁波的速度在进入大气层后不是等于光速，这里只是方便介绍原理。
从刚才的描述能得到时间精度以及时间同步精度会影响定位的精度，卫星的时钟需要绝对高精度，所以为了减小时间误差卫星使用的是原子钟，这是因为原子会不停地发生振荡，振荡的频率是原子固有频率，上面提到的GPS定位无法达到厘米级，除了时钟精度外还有外部误差，比如卫星信号穿透电离层和对流层时产生的误差，还有卫星高速移动产生的多普勒效应引起的误差、多径效应误差、通道误差、卫星钟误差、星历误差和内部噪声误差等等。为了更好的消除误差提高定位精度就引入了RTK技术。
RTK（Real Time Kinematic）载波相位差分技术，它能够实时提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。RTK系统主要包含三个部分: 卫星、基准站和流动站。基准站和流动站都有GNSS接收机，能接收卫星数据，RTK系统其实比普通GNSS系统多了基准站，那基准站究竟是什么作用？基准站是GNSS服务提供商（例如千寻，移动等）建设的定位基站，大概方圆30km布一个，基站位置已经用测绘设备量好，同时对于外部误差也做标定，定位精度在2cm以内。如果流动站在该基站辐射范围内，差分数据通过网络下发给流动站，拥挤计算当时的精确位置，最终达到厘米级别精度。