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什么是RTCM?为什么RTK的固件升级很重要?

天硕导航技术团队  2022年4月8日



什么是RTCM?


为了提高实时定位的精度与可靠性,当前测量作业广泛采用实时差分GNSS技术,差分系统由基准站、数据链与用户(即流动站)三部分组成。其中,数据链在系统中起着关键性作用,其是否有效可靠决定了差分系统是可靠有效性。而差分协议是数据链的重要部分,任何数据信息从产生、储存与交换都有其存在方式,这种存在方式就是协议。为了便于信息交换传输,对于统一格式的协议需求应运而生,于是产生了差分系统在全球范围使用的标准协议。目前最常用的差分电文格式主要有RTCM SC-104与CMR,此处着重介绍RTCM。


国际海运事业无线技术委员会(Radio Technical Commission for Maritime Services,简称RTCM)于1983年11月为全球推广差分GPS业务设立了SC-104专门委员会,制定各种数据格式标准。


>版本1

最初的SC-104于1985年作为初步标准出版,但从未被广泛采用。它被版本2取代,与版本2非常相似。


>版本2

1990年公布了v2.0版本,该版本只有伪距差分的信息,并没有载波相位,主要为导航应用服务。随后为了满足载波相位差分技术的需求,1994年正式公布了v2.1版本,1997年的v2.2版本支持了俄罗斯GLONASS差分电文。最后更新到2.3版本于2001年8月发布。 总共允许64种消息类型,其中包括一些留用以备将来扩展,或很少使用后来被放弃的格式。版本2的原始标准包括六种消息格式:1用于差分数据,2用于更新之前的差分,3提供测站位置数据,6作为空消息以填充未使用插槽,16包含用于发送测试消息的任意90个ASCII字符,以及59用于设备供应商使用的专有消息。自1994年以来不断更新消息类型,至v2.3版本时已经加入了如天线ID和描述的23型,天线高的24型等字段。

RTCM 标准_1.png

RTCM 标准_2.png

RTCM 标准_3.png


关于CMR格式

由于RTCM2.x其固定宽度的数据包与大量的纠错,在具有相对较高消息负载的RTK使用中,效果已捉襟见肘。Trimble于1996年推出了自己的紧凑型测量记录(CMR)格式,并于次年推出更新的CMR+。CMR格式满足了低带宽通信要求,而RTCM2.x作为较早使用的国际通用格式,可以用于伪距差分。但在RTCM3.x时代这两种格式已不建议使用。


>版本3

2004年标准第三版引入了一种针对RTK、多星系的全新电文格式,该格式使用可变长度格式来提高效率并增加可发送的电文数量,这对于实时差分非常重要。版本3.1的命名也更改为RTCM 10403.1,截至2021年5月20日,最新版本为3.3或10403.3。 持续更新的新标准还大大增加了可能的消息类型的数量。RTCM3.x新定义了多种消息类型,可直接适应正在开发系统,如增加了对网络RTK的支持,增加了对北斗系统与伽利略系统的支持,以及对现有系统的修改(如新的L2C与L5信号)。RTCM 10403标准系列的版本更新情况如下。

RTCM 10403标准版本_1.png

RTCM 10403标准版本_2.png



为什么RTK的固件升级很重要?


不难看出,随着技术的发展与需求的增加,特别是Galileo与Beidou等新系统的引入,以及网络技术的加入,作为国际通用的格式标准,RTCM自初版推行以来进行了多次版本更新。


天硕导航作为自研高精度RTK供应商,也在紧紧跟随着协议标准进行着版本的更新。目前,我们的RTK支持的差分格式有RTCM2.3,RTCM3.0,RTCM3.2,CMR与CMR+,并且天硕技术团队仍在不断根据标准的改动与客户在实际应用中的具体需求进行补充更新,根据播发与接收RTCM数据时出现的解码等问题进行修正,根据北斗卫星系统频点更新等引起的RTCM相关解码问题或bug进行修改等。数据电文标准不仅与通信相关,而且关系到定位的精度,因此差分定位中应慎重考虑差分格式的选择问题,并及时对手中的RTK进行版本升级,以保证测量工作中获取的数据是可靠的、高精度的。


参考:RTCM Special Committee NO. 104. RTCM Recommended Standards for Differential GNSS [S]. Radio Technical Commission for Maritime Services, 1998.

RTCM Official Website: http://www.rtcm.org/