天硕导航 ExtremeRTK 技术白皮书

天硕导航 ExtremeRTK 技术白皮书

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前言

GNSS测量技术经过十年左右时间的快速普及,已经来到了新的发展阶段。这一阶段的特点是,测绘场景的极大扩展,从开阔天空到四分之一天空、从稀疏的树林到茂密的森林、从简单的放样测量到控制点的测量、从实时的RTK到不依赖差分数据的PPP精密定位、从测绘领域的使用到IOT和物联网的高精度、从传统静态的测点到依赖惯导配合的动态高精度轨迹控制均有了长足的发展。随着卫星星座的增加,RTK的使用场景得到极大扩展,同时给传统的RTK测量带来了挑战,即更多假固定和飞点的情况,这给测绘带来众多质量上的隐患。假固定和飞点现象的发生,主要是因RTK引擎片面追求固定率而导致,为了经常给用户显示固定解,以示在各种场景都可以固定,从而牺牲了测量的精度,甚至有的误差已经达到米级。而RTK作为一个实时采集的产品,很难在现场迅速发现错误,一般都在隔天或后期复查时候才能知道结果的误差之大。因此,一个稳定可靠、精确的全天候全场景的RTK产品仍然是全球厂家追求的目标。我们可以从美国天宝的2020年最新的一款RTKR12i产品可以看到,其强调最多的还是RTK的各种场景的稳定性和精度。同样作为专业的RTK厂家,天硕始终坚持以客户需求为导向,以为客户提供最可靠的产品为出发点,提供业界精品RTK,保证测量精度,杜绝出现假固定、飞点等现象,本白皮书将会重点阐述ExtremeRTKTM技术在全场景全天候的优异表现。在高精度物联网方向,我们也可以看到更多的设备加入到高精度方向,比如农业拖拉机和共享单车、滑板车,比如无人控制割草机等等,比如精密控制的无人机和无人送货车,都已经加入GNSS模块。这时候,一个高精度的RTK定位和惯性导航器件的配合,是一个重要的课题。天硕导航拥有高精度模块和惯性导航器件的核心算法,在RTK和IMU的配合上,已经做出第一款免校正的倾斜测量RTK,深受全球用户的喜爱。我们将从这里出发,为更多RTK和IMU的融合导航做出更多精品。本白皮书也会阐述天硕倾斜测量的优势和特点。天硕深知一个测绘级别的RTK产品的复杂因素,我们从源头做起,从信号的捕获、到基带跟踪引擎、到PVT的结果和RTK的总体算法,天硕独立自主完成所有算法逻辑。这也是天硕能够和全球少数几家完全自主厂家同舞台竞争的核心。ExtremeRTK™就是在这个背景下诞生的,作为一个专利技术,天硕将ExtremeRTK™出发,全面发力测绘和高精度导航市场,为客户提供更多选择,贡献天硕力量。

一、概述

白皮书讨论的是TERSUS最新ExtremeRTKTM技术。本技术整合了天硕GNSS接收机硬件及GNSS高精度基带IC、RTK引擎、GNSS/INS耦合算法等,以在极限环境下获得前所未有的稳定性能,从根本上杜绝飞点发生。


本技术包括以下内容:
Tersus 自主的 GNSS 高精度基带 IC 跟踪算法
抗伪距和载波相位多径能力强,对建筑/水面/地面的反射多径,树下的散射多径有很强的抑制能力;

Tersus 的 RTK 算法对模糊度搜索结果做了多个维度的综合检验
包括孔径域、残差域、全局时间域等,确保每组被接受的模糊度都有很高的可信度;

Tersus 的 RTK 每组被接受的模糊度都相对于其他大量模糊度(几百组)做了全面的比较
确保被接受的每组模糊度在足够大的空间里都是最优的;

Tersus 的测试部门拥有上千个各种恶劣场景的测试案例数据库
这个数据库仍不断扩大,每个版本更新迭代前,均需要案例库测试通过后方可发布。创新GNSS/INS耦合算法及精度控制机制保证倾斜测量结果满足预期。

Tersus 的板卡拥有记录原始观测数据的能力
包括原始的 RTCM 数据和基带跟踪输出结果。

TERSUS 最新 ExtremeRTKTM 技术可以提供更加可靠的解决方案,可广泛应用于测量测绘、精密农业、无人机、自动驾驶、机器人等领域。


本白皮书将从GNSS测绘最为重要的四个因素即信号追踪能力、固定速度、测量精度、作业效率方面,全方位阐述ExtremeRTKTM技术。本文数据均来自于天硕ExtremeRTKTM技术研发团队。测试所使用基站采用TERSUS及主流厂商CORS,测试设备使用奥斯卡旗舰版接收机,测试场景包括开阔天空、半边天遮挡、茂密的森林和城市峡谷等,测试场景实景图片将在后续各测试项目中给出。

主要内容如下:

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