车载高精度定位的 “硬核技术”：PPP-RTK 轻松懂

现在科技越来越发达，厘米级定位早就悄悄走进了很多领域：高阶辅助驾驶、高精度导航、打车软件、无人快递车等。想实现这种精准的厘米级定位，有哪些靠谱的技术路线呢？

厘米级定位离不开的金刚钻：RTK和PPP

目前主流GNSS定位（GPS、北斗等），其PVT（位置、速度、时间）结果由伪距计算获得。

卫星定位的原理很简单：地面设备（接收机）通过接收多颗卫星的信号并计算时间差，就能解算出接收机与卫星之间的距离。再结合卫星的轨道位置，通过精密计算，最终确定地面设备的三维坐标。

道理虽然简单，但实际应用中，却面临很多挑战。其实说白了，就是卫星定位需要对抗大量的误差。
这些误差，有的来自卫星，例如卫星轨道误差（卫星本身的位置数据不准）、卫星钟差（卫星原子钟的时间不准）等；有的来自传播途径，例如大气（电离层、对流层等）延迟、多路径效应等；也有的，来自地面设备本身，例如硬件延迟、本地钟差、内部噪声等。
传统的单频单点定位，精度并不好，只能保证米级精度。如果遇到环境不好的情况，差到十几米、几十米都有可能。
为了解决这些问题，工程师们就需要针对GNSS进行增强，推出高精度定位技术。于是，就有了RTK和PPP。


01RTK
RTK，全称叫做实时差分定位（Real-Time Kinematic）。它是通过设立一个或多个已知坐标的基准站，对GNSS的精度进行增强。
RTK工作时，基准站会向移动接收机实时播发载波相位观测值的数据（改正数）。移动接收机利用这些数据，结合自身观测的载波相位数据，实时解算出高精度相对位置，精度可以达到厘米级。

RTK原理

简单来说，RTK就是通过一把刻度更细的标准尺，实时计算终端和基站的距离，并告诉你当前位置。
RTK这种采用区域基准站观测值进行信息校准的技术，行业有个专门的叫法——观测域（Observation Space Representation，OSR）校正。


02PPP
PPP，全称叫做精密单点定位（Precise Point Positioning）。
它不是通过计算相对距离，而是通过数学建模分析过程中的每一项误差，修正每一项误差源来提高定位精度。
通过几百个全球框架站，汇总到中心处理站（CPF）来建模修正精密卫星轨道、卫星钟差等误差源。

PPP原理

PPP工作时，地面用户设备（接收机）会通过互联网或卫星链路播发从CPF获取这些数据，然后，接收机通过内部算法，将得到的实时误差数据用于修正观测值，获得分米级精度的定位结果。
如果说RTK是一把精确的尺，那么PPP就是一个指南针，通过修正自身的误差源，达到更高精度。
PPP这种通过状态空间而非观测值进行精确误差消除的技术，行业也有专门叫法，叫做空间状态域（State Space Representation，SSR）校正。
PPP服务有的是政府官方提供的，也有的是企业自建的。目前，全球比较知名的官方PPP增强服务分别是B2b（北斗）、CLAS（日本）、MADOCA（日本）、E6（Galileo）等。

PPP的再增强——PPP-AR和PPP-RTK

RTK和PPP都存在一些缺陷，所以，仍然需要进一步从技术上增强。于是，就有了PPP-AR和PPP-RTK。

01PPP-AR
PPP-AR，多了一个AR。这个AR可不是戴在头上那个AR（增强现实）眼镜，而是Ambiguity Resolution（模糊度固定）。
它的原理有点复杂，是在传统PPP（浮点解）基础上，通过修正相位小数偏差（FCB）和未校准相位延迟（UPD）等，将模糊度固定为整数，从而提升收敛速度和定位精度。
看不懂也没关系，反正PPP-AR就是算法上的增强，给PPP这副“远视镜”配上了自动对焦功能，能将PPP的精度从分米级提升到厘米级。
PPP-AR的收敛时间也有明显改进，传统PPP需30-60分钟，PPP-AR可缩短至10-15分钟。


02PPP-RTK
PPP-RTK，是将PPP和RTK技术进行深度融合形成的技术，由德国GEO++公司的Wübbena博士团队于2005年首次正式提出。
PPP-RTK既利用了PPP全球基准网提供的卫星钟差、卫星轨道误差解算结果，具备了广域覆盖能力，也基于RTK的区域基准站，对电离层误差、对流层误差等区域性误差进行了分析。

PPP-RTK原理

针对卫星，PPP-RTK将轨道误差和钟差精确到2厘米。针对电离层，PPP-RTK实时构建了电离层地图（类似给大气层做了CT扫描），掌握VTEC（垂直总电子含量）/STEC（斜向总电子含量）数据。针对对流层，PPP-RTK建立了三维大气延迟模型，掌握GRID ZTD（格网天顶对流层总延迟）数据。多管齐下，可能影响定位结果的误差因素被逐一剥离、校准与补偿，定位精度明显提升。
PPP-RTK通过更多的数据输入，建立了更多的模型来实现快速收敛和高精度。
通过下面这个表格，我们可以更清晰看出这几项技术之间的区别：

高精度定位技术对比

除此以外，PPP技术还有一些技术上的“天然优势“：
1. 保护用户隐私

传统的RTK技术需要车辆用户上传自身的概略位置后，才可获取到服务端播发的改正数数据。而PPP-RTK服务用户无需上传自身的概略位置，即可获得服务的改正数，隐私保护更安全。

2. 不依赖单个基准站

单个基站或者少数基站短时间离线的情况不可避免。PPP服务在遇到这种情况时，也不会对定位性能产生显著影响。对高阶辅助驾驶而言，服务的稳定性和可用性有了更高的保障。

3. 播发方式多

PPP的各类增强改正信息可以通过L-Band频段进行广播播发。这意味着，在通信中断、网络受限、地面差分不可达等极端应用场景下，PPP仍能为用户终端提供连续、可靠的高精度定位服务能力。

卫星定位技术的产业化

如今，随着市场需求的持续增长，越来越多的企业开始进入这个领域，推出基于RTK、PPP、PPP-AR、PPP-RTK等技术的高精度定位解决方案。移远通信，就是重要参与者。
作为全球领先的物联网整体解决方案供应商，移远通信多年前就布局高精度卫星定位技术，率先推出支持多频多模GNSS的模组产品，并持续迭代升级至支持PPP-RTK全链路解算的产品。
这些GNSS模组具有高性能、高可靠性、高兼容性等特点，可以与IMU等导航算法相融合，满足复杂应用场景的需求。

移远通信车规GNSS模组

LG69T、LG690P、LG695P、LG660P、LG690TA等系列模组通过严格的可靠性测试，皆满足车规标准。在L2+级高阶辅助驾驶系统中实现量产上车，定位精度高，TTFF（首次定位时间）缩短至28s以内。
移远通信的LG69T模组搭载收费的PPP-RTK服务，成功在某车载项目落地。采用该模组的越野车，可实现厘米级高精度定位，在无信号的偏远山区、沙漠无人区，仍能输出高精度定位结果，探索最佳的越野路线。模组可全程记录高精度的行车轨迹，充分保障车辆和人员安全。
特别值得一提的是，除了产业研发之外，移远通信在服务和交付方面也有一套成熟的服务体系。
移远通信拥有遍布全球的当地销售和技术支持，能够为客户提供从方案设计、模组选型、算法适配到实车标定的全周期技术支持，完善的软硬件配套协助导入，满足各种产品和应用需求。
在交付能力方面，移远通信拥有独立的工厂产线，采用专业的管理标准，确保产品从研发到量产的高效协同与稳定供应，月产能可达百万级模组规模。
目前，移远通信GNSS模组已广泛应用于智能车载座舱导航、车位到车位的高阶辅助驾驶等领域，拥有大量交付案例，得到了市场的广泛认可。

结语

目前，整个社会都在加速推进数字化转型。物理世界与数字世界的孪生映射，也正悄然从概念走向现实。
高精度卫星定位，正是这场虚实交融的时空基座。它如同一把“刻度尺”，在数字世界中精准锚定每一个物理实体的坐标。有了它，虚实交互才真正得以实现。
面向未来，高精度卫星定位技术仍将持续演进，实现更高的精度，更短的收敛时间，更强的环境鲁棒性，以及更广域的无缝覆盖能力。这不仅是参数指标的跃升，更是从“可用”到“可信”、从“单点精准”到“全场景可靠”的范式转变。
让我们共同见证定位技术创新革命的到来！