RTK技术揭秘：基线长度如何决定厘米级定位精度？

概念

在GNSS测量和地理信息系统（GIS）中，基线（Baseline）是指两个或多个接收机之间的直线距离，通常用于描述RTK（实时动态定位）或其他差分GPS技术中的相对位置关系。基线通常由三个分量表示：东向（East）、北向（North）和垂直向（Up），分别表示两个测点之间的东西方向、南北方向和垂直方向的距离差。

RTK（Real-Time Kinematic，实时动态）基线是指在RTK GPS测量技术中，两个测站（通常是一个固定的基准站和一个移动的接收站）之间的向量差。这个向量差包括了两个测站之间的距离和方向信息。RTK技术能够提供厘米级的定位精度，广泛应用于地理信息系统（GIS）、土地测绘、精准农业、无人机导航等领域。在RTK测量中，基准站（通常位于已知坐标的点上）会接收到卫星信号，并实时计算出自己的精确位置。然后，基准站会将这个信息通过无线电信号传输到移动站。移动站同时接收卫星信号和基准站传输的信息，并利用这些数据来实时计算出自己的精确位置。这个过程中，基线长度（BaseLine）就是基准站和移动站之间的距离。

基线长度（Baseline Length）是指基线的总长度，它是通过测量两个接收机之间的距离来确定的。基线长度对于GNSS测量非常重要，因为它直接影响定位的精度和可靠性。基线长度越长，定位的精度通常越高，但是信号传输和处理的时间也可能增加。基线长度过短可能会导致精度下降，尤其是在实时动态定位RTK应用中。

因此在进行TBOX通信稳定性测试的时候，无论是4G，5G天线，或者GNSS天线的测试都需要注意隔直问题。当然，需要考虑隔直问题的可能不止在天线上，有些射频微波设备，例如放大器，固定移相器等等设备可能都需要馈电。

基线测量方法

在实际应用中，基线和基线长度的测量需要使用高精度的GNSS接收机和专业的数据处理软件。通过对基线长度的精确测量和分析，可以评估GPS系统的性能和精度，为各种工程和科学应用提供可靠的数据支持。

德思特GNSS模拟器RTK高精定位方案

大部分的接收机都可以通过解析相关消息报文直接获取到基线长度以及具体的NED（北东地）坐标，以Ublox为例：

UBX-NAV-RELPOSNED是一种UBX协议的GPS数据消息类型：Relative Position NED，NAV-RELPOSNED消息用于传输接收机相对于另一个接收机的位置信息，通常用于差分定位应用。NAV-RELPOSNED消息通常用于实时动态（RTK）定位，其中移动接收机使用基准站的差分数据来提高自己的定位精度。这种消息类型在自动驾驶、无人机、机器人和其他需要高精度定位的应用中非常有用。

在这种坐标系中，RELPOSNED消息提供了以下信息：

●参考接收机的位置：通常是一个已知准确位置的基准站

●移动接收机的相对位置：相对于参考接收机的位置，包括东向（East）、北向（North）和垂直向（Down）的分量

●位置精度：估计的相对位置精度。

●状态信息：包括固定解或浮点解的标识、可用卫星数量等。

#关于NED坐标系

NED坐标系，即北东地（North-East-Down）坐标系，是一种用于导航和大地测量的三维坐标系，常用于描述物体在地球表面附近的运动和位置。在NED坐标系中，坐标轴的定义与地球表面紧密相关，通常以地球表面的水平面作为参考。

●北轴（North）：指向地球表面上的地理北方向，通常与地球的旋转轴平行。

●东轴（East）：指向地球表面上的地理东方向，与北轴垂直，并位于同一水平面上。

●地轴（Down）：垂直于地球表面的水平面，指向地球的中心，与北轴和东轴构成的平面垂直。

NED坐标系是一种右手坐标系，意味着如果你将右手的食指指向北，中指指向东，那么拇指将指向地（向下）。这种坐标系在飞行器导航、地理信息系统（GIS）、遥感和其他需要考虑地球曲率和地面参考的领域中得到广泛应用。

NED坐标系与常见的地理坐标系（如纬度和经度）不同，它提供了一个局部的、与地球表面平行的参考框架，这对于描述小范围内的运动和位置非常方便。例如，在航空和无人机应用中，NED坐标系可以用来描述飞机或无人机相对于起飞点的位置和速度。

需要注意的是，NED坐标系是一种相对于地球表面的局部坐标系，因此在不同的地理位置，NED坐标系的定义可能会有所不同。在全局应用中，通常需要将NED坐标系转换为更通用的坐标系，如WGS84坐标系。

​审核编辑 黄宇