为什么无人机测量主流现在都不用RTK技术，而是PPK技术？

前言：

无人机被广泛使用，具有成本低，多任务，无人员伤亡，机动性好，效率高，辐射低的特点，广泛用于军事和民用生产的各个方面。

由于GPS具有全天候，高精度和自动测量的特点，目前用于测绘的无人机基本上都使用GPS进行定位和导航。无人机飞行控制的GPS单点定位精度太差。以前，大量的图像控制点用于校正图像失真。

但是，在某些特殊地形（如山脉，山谷，河流等）中，野外人员很难部署图像控制点。为了减少工作量，甚至不需要大多数图像控制点，并且有必要提高飞机的定位精度，RTK技术和PPK技术可以达到厘米级的精度。

下面我们从RTK和PPK的两个技术原理出发，进行比较分析，以找到更适合GPS空中定位的方法。

一、RTK的工作原理

RTK（实时运动）测量系统通常包括三个部分：

即，GPS接收设备，数据传输系统和实现动态测量的软件系统。 RTK测量技术基于载波相位观测，并具有快速，高精度的定位功能。载波相位微分测量技术可以实时获得测量站在指定坐标系中的三维定位结果，并具有厘米级的定位精度。

RTK测量的工作原理是：

将一个接收器放在基站上，将另一个接收器放在载波上（称为移动站）。基站和移动站同时接收由同一GPS卫星发送的信号。将获得的观测值与已知位置信息进行比较，以获得GPS差分校正值。然后，将该校正值通过无线电数据链路站及时发送到公共卫星的移动站，以细化其GPS观测值，以便在差分校正后获得更准确的移动站实时位置。

目前，主流厂商RTK的定位平面精度可以达到8mm + 1ppm，仰角精度可以达到15mm + 1ppm。基站和移动台之间主要有两种通信方法：无线电台和网络。广播电台信号稳定，网络信号传输距离长，各有千秋。

二、PPK的工作原理

PPK（后处理运动学，GPS动态后处理差分）技术的工作原理是使用基站接收机进行同时观测，并至少使用一个移动接收机进行GPS卫星的同时观测。也就是说，基站保持连续。观察初始化后，流动站移动到下一个要确定的点，并且有必要在搬迁期间保持对卫星的连续跟踪，以转移卫星的模糊性。整周到预定的时间。

由参考站和流动站同时接收的数据在计算机中线性组合，以形成虚拟载波相位观测值，以确定接收器之间的相对位置。最后，引入参考站的已知坐标以获得流动站的三维坐标。

PPK技术是最早的GPS动态差分技术（也称为半动态方法，准动态相对定位方法，停走方法），它与RTK技术的主要区别在于：在基站和流动站上这是建立实时数据传输（如RTK）所必需的，但是在进行定位观察之后，两个GPS接收器收集的定位数据将在测量后进行联合处理，以计算出相应时间移动站的坐标位置。流动站不受严格限制。其优点是定位精度高，工作效率高，工作半径大，操作简便。

三、RTK和PPK的比较

RTK和PPK相似

1.操作模式相同。两种技术都使用参考站加流动站的操作模式。

2.两种技术都需要在操作之前进行初始化。

3.两者都可以达到厘米级的精度。

RTK和PPK之间的区别

1.通讯方式不同。 RTK技术需要无线电台或网络来传输差分数据。 PPK技术不需要通信技术的支持，并且可以记录静态数据。

2.定位方法不同。 RTK所使用的实时定位技术使您可以随时在流动站上查看测量点的坐标和精度； PPK定位是一种后处理定位，该点的坐标无法在现场看到。它需要后处理才能看到结果。

3.工作半径不同。 RTK操作受通信站的限制。操作距离一般不超过10 km。网络模式需要网络信号覆盖的区域。使用PPK技术，一般操作半径可以达到50 km。

4.卫星信号的影响程度不同。在RTK操作过程中，如果它位于大树等障碍物附近，很容易失锁；而在PPK操作中，初始化后，通常不容易丢失锁。

5.不同的定位精度。 RTK平面精度8mm + 1ppm，高程精度15mm + 1ppm PPK平面精度2.5mm + 0.5ppm，高程精度5mm + 0.5ppm。

6.不同的定位频率。 RTK基站发送差分数据和移动站接收的频率一般为1-2 HZ，PPK的最大定位频率可以达到50HZ。

对比分析：

1.无人机在空中的飞行速度非常快，需要很高的定位频率。 RTK技术的实时导航很难达到这种条件。 PPK支持50HZ的定位频率，完全可以满足需求。

2. RTK实时提供位置信息。 PPK可以通过后处理在一段时间内解决历元数据。不仅可以提高固定速率，而且分辨率精度更高。

3. RTK需要无线电或网络通信模块，而PPK则不需要，这可以减少无人机的负担并延长飞机的飞行寿命。

4. RTK的行驶距离有限，PPK的行驶距离可达50km。在长距离和大型作业区域，特别是皮带区域，如输电线路，公路，铁路，石油和天然气管道，PPK将是最佳选择。

四、总结一下

尽管RTK可以实时提供高精度的位置信息，但是在无人机的应用中当前存在很大的技术困难。 PPK相对于RTK的最大优势在于它可以事后进行处理，并且可以进行反向滤波（反向卡尔曼滤波器），从而可以解决某些卫星失锁的问题，并通过融合和反向提高定位精度。

PPK技术是一种空间定位技术，随着技术的发展，它更适合安装在无人机上。无人机技术正变得越来越成熟。大规模操作比传统的RTK测量更有效率。 PPK技术显然在无人机领域具有广阔的发展前景。 PPK技术必将成为无人机在测绘中的支柱。

资料来源：RTK之家