智能驾驶发展的前世今生 |既生瑜,何生亮,究竟何为PPP-RTK?
引言:提到智能駕駛,就離不開(kāi)它必要功能需求——高精度定位,其中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位RTK(Real-Time Kinematic)是高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位中應(yīng)用最為廣泛、最具代表性的技術(shù),身為北斗國(guó)家隊(duì)的千尋位置,基于RTK技術(shù)承建和運(yùn)營(yíng)了地基增強(qiáng)系統(tǒng)“全國(guó)一張網(wǎng)”,頗受廣大海內(nèi)外用戶好評(píng)。然而近來(lái),PPP-RTK的概念甚囂塵上,聽(tīng)說(shuō)其表現(xiàn)頗為亮眼,業(yè)內(nèi)人士免不了要將RTK與PPP-RTK進(jìn)行一番比較,既已有了便宜大碗的RTK,為何還要打造出一個(gè)PPP-RTK?想解開(kāi)這個(gè)既生瑜何生亮的問(wèn)題,讓我們從GNSS高精定位發(fā)展史講起…
GNSS高精度定位最早用于軍事用途,后來(lái)逐漸開(kāi)放民用,最早主要用于導(dǎo)航,精度較低,從幾米到幾十米不等,主要是采用“標(biāo)準(zhǔn)單點(diǎn)定位”技術(shù),專業(yè)術(shù)語(yǔ)SPP(Single Point Positioning)。這樣的定位誤差太大顯然滿足不了測(cè)繪和航空等領(lǐng)域的應(yīng)用,那么是什么因素導(dǎo)致了定位誤差這么大呢?經(jīng)過(guò)一波波科學(xué)家的不斷研究,發(fā)現(xiàn)影響高精度定位的因素主要分為三類:衛(wèi)星相關(guān)誤差,信號(hào)傳播路徑相關(guān)誤差,衛(wèi)星信號(hào)接收器相關(guān)誤差,見(jiàn)下圖。
衛(wèi)星相關(guān)的誤差對(duì)于全球用戶的影響都一樣,衛(wèi)星信號(hào)傳播路徑相關(guān)誤差影響特定區(qū)域,衛(wèi)星信號(hào)接收器相關(guān)誤差只影響此接收器。那么如何消除或減弱這些影響高精度定位的誤差呢?
隨著技術(shù)的發(fā)展,逐漸形成兩條不同的技術(shù)路線:差分方法(RTK技術(shù))和非差方法(PPP技術(shù))。
差分方法對(duì)待誤差的方式簡(jiǎn)單粗暴,簡(jiǎn)而言之就是能不處理就不處理,舉個(gè)例子:對(duì)于衛(wèi)星原子鐘誤差來(lái)說(shuō),如果兩臺(tái)接收器同時(shí)接收同一顆衛(wèi)星信號(hào),那么這個(gè)誤差對(duì)于這兩臺(tái)接收器影響是一樣的,是不是在觀測(cè)的信號(hào)量之間做個(gè)減法就消除了呢?
確實(shí)如此,專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫”站間單差“。同理,同一臺(tái)接收器在同一時(shí)刻接收兩顆衛(wèi)星的信號(hào)是不是接收器鐘誤差也是一樣的,所以在兩顆衛(wèi)星信號(hào)觀測(cè)量之間做一次減法就可以消除掉,專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫“星間單差”。對(duì)于其他誤差采用同樣的原理。經(jīng)過(guò)兩次減法已經(jīng)消除了大部分影響高精度定位的誤差,專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫“站間星間雙差”,從而可以獲得2-5厘米精度的相對(duì)位置,這就是我們熟悉的RTK技術(shù)原理,如下圖所示:
RTK技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,從最初的單站到網(wǎng)絡(luò)RTK到全國(guó)一張網(wǎng),在千尋位置的帶領(lǐng)下已經(jīng)讓RTK在廣袤的祖國(guó)大地變得隨時(shí)隨地可用。網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)原理本質(zhì)類似,在此不再贅述。
言歸正傳,回到PPP技術(shù),PPP技術(shù)選擇了和RTK技術(shù)截然不同的方向,死磕各種誤差,在服務(wù)端分別計(jì)算出各種誤差量大小,最終用戶在進(jìn)行單點(diǎn)定位的時(shí)候從服務(wù)端獲取誤差修正量從而獲取高精度的位置。近年來(lái)從最初的PPP技術(shù),到PPP-AR,到現(xiàn)在的PPP-RTK,不管是定位精度還是初始化時(shí)間都取得了很大的突破,讓商業(yè)化應(yīng)用成為可能。PPP/PPP-AR/PPP-RTK有啥區(qū)別?參考下表:
看到這里,有人會(huì)問(wèn),沒(méi)看出來(lái)PPP-RTK比RTK牛在哪里?別急,下面一張表給你整的明明白白的,一表在手,可以打敗99%的吃瓜群眾。
PPP-RTK和RTK對(duì)比
重點(diǎn)來(lái)了,PPP-RTK技術(shù)優(yōu)勢(shì)總結(jié)下來(lái)主要有以下幾點(diǎn):
1)基站可稀疏,可密集;
2)不受單個(gè)基站問(wèn)題影響;
3)改正數(shù)丟失,精度保持更持久。
雖然PPP-RTK有這么多優(yōu)勢(shì),但千尋的RTK服務(wù)已經(jīng)覆蓋了全國(guó)大部分區(qū)域,為什么還需要PPP-RTK呢?
這里就不得不說(shuō)PPP-RTK另外兩項(xiàng)重量級(jí)特性“完好性”和“功能安全”。
由于PPP-RTK的技術(shù)特性使得可以對(duì)各類改正數(shù)進(jìn)行獨(dú)立的完好性監(jiān)控,從而較容易實(shí)現(xiàn)完好性和功能安全,可以滿足L3及以上級(jí)別的自動(dòng)駕駛需求(這里必須科普一下,L3及以上級(jí)別自動(dòng)駕駛車輛要求必須必備完好性和功能安全),所以PPP-RTK天生就適合高級(jí)別自動(dòng)駕駛。
關(guān)于什么是“完好性”和”功能安全“,以及,自動(dòng)駕駛行業(yè)是怎樣要求“必須必備完好性和功能安全”的,后續(xù)的科普文章會(huì)詳細(xì)說(shuō)明,記得鎖定我們《智能駕駛發(fā)展的前世今生》專題哦~
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的智能驾驶发展的前世今生 |既生瑜,何生亮,究竟何为PPP-RTK?的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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