单频RTK厘米级定位

GNSS接收机的最新商业发展开始让某些应用可实现单频 RTK 厘米级定位。这些接收机使用实时动态定位系统(RTK)或差分 GNSS(DGNSS 或 DGPS)方法来减少对大气等类似因素对定位精度产生的影响。

这些发展引发了关于陶格斯的GNSS天线是否足以用于RTK应用的疑问:

  • 这些天线是否有用?
  • 它们的运行情况如何?
  • 推荐使用哪种天线?
  • 不推荐使用哪种天线?

为寻找这些问题的答案,我们针对多款陶格斯和竞争对手的天线在RTK GPS定位系统中的情况进行了研究(并一直在进行中)。
在本页中,将对这项研究结果进行概述,并将在获得其他数据时,进行更新。此视频演示的是四线螺旋天线、陶格斯 AQHA.11 和有源贴片天线之间的对比研究。以下是包含许多其他天线在内的总结。

总结

u-blox 已将许多天线应用在其标准的成品接收机中。这些接收机与陶格斯客户可能会在物联网RTK系统(u-blox M8P 模块)中使用的接收机相同。
要获得RTK(以及厘米级定位),至少需要使用两个接收机:一个基站/参考站和一个流动站。基站接收相同的 GNSS 信号,并发送“修正”数据到流动站,然后流动站计算出与基站的精确差分位置。对于这些测试,陶格斯AQHA.11将充当基站/参考站天线。

在测试时,会收集到各种类型的数据,包括:

  • 流动站距离基站的相对位置,单位为米
  • 每个卫星的信号强度(C/N0)
  • 成功计算出 RTK 位置

后面的数据类型需要进行更多的解释:即使基站可能会发送相应的“修正”数据到流动站,流动站可能也无法完全使用此数据。诸如嘈杂信号,卫星之间的不一致,或多径等可能会污染流动站信号,以至于无法计算出“正确”位置。
现代化的接收机(例如,u-blox)实际上具有三个修正级别:固定、浮动和无修正。固定是最佳级别,可提供最高精确度,但对天线或环境最为敏感。浮动处于修正级别的中间位置,可进行一些改进。“无修正”表示无法计算出正确值,并用接收机充当“标准精度” GNSS 接收机。

GPS坐标的精确度如何?

测试结果示例如下所示

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结果

表 1 展示的是一系列不同产品类型中使用的各种不同天线之间的对比。各列解释:

  • DRMS:测试时获得的所有位置都会被收集起来,并归结为一个单一的标准,即距离均方根(DRMS)。只需知晓一点,数字越大,位置越分散;数字越小,位置越靠近。
    • 高品质RTK天线的DRMS值应为1厘米。
  • % RTK:数值越大,则表明能计算出越多部分的RTK修正值。
    • 高品质RTK天线应100%的时间均可为RTK服务。
  • 评级:考虑到以上两个结果及其他因素,可尝试一种对测试天线进行更简单比较的方法。简单地说:
    • 最好:DRMS值为1厘米或更好;100% RTK;且具有高抑制性等“超级”功能。这些天线可以作为其他对比天线的参照物。
    • 较好:DRMS值为2厘米或更好;100% RTK。这些天线都是RTK系统的可靠选择。
    • 良好:DRMS值为1厘米或更好;90% RTK。这些天线可提供一些RTK功能,但结果不一致,不推荐用于所有RTK应用。
    • 标准:这些天线不能提供一致的RTK和/或定位结果,不应考虑用于RTK应用。他们应严格针对标准精度进行应用。
AntennaPart NumberDRMS%RTKRTK GradeRecommended for RTK
RTKAQHA.110.7 cm100%BestYes
AA.109 on 15cm GP1.0 cm100%BetterYes
AA.160 on 15cm GP0.7 cm100%BetterYes
AA.162 on 15cm GP1.1 cm100%BetterYes
AA.170 on 15cm GP0.7 cm100%BetterYes
AA.171 on 15cm GP1.0 cm100%BetterYes
GPDF.47.8.A.021.0 cm100%BetterYes
FXP.6115.7 cm100%GoodYes
AP.25E65 cm99%GoodYes
AP.25J70 cm99%GoodYes
AP.35E55 cm100%GoodYes
AGGP.25F4.9 cm100%GoodYes
AGGBP.25A68 cm98%GoodYes
AGGBP.25B73 cm93%GoodYes
AGPSF.36B (L1+L5)7.2 cm100%GoodYes
SGGP.18.2.A.022.0 cm100%GoodYes
SGGP.25.4.A.02 GPS/GLONASS SMD Mount Patch (front)SGGP.18.4.A.0824 cm100%GoodYes
SGGP.25.4.A.0230 cm100%GoodYes
MA.22022 cm100%GoodYes
MA.10415 cm100%GoodYes
A.80210 cm88%StandardNo
AP.10E380 cm42%StandardNo
AP.12F280 cm37%StandardNo
AP.17E110 cm94%StandardNo
AP.17F230 cm71%StandardNo
AP.25F320 cm30%StandardNo
AP.35A210 cm73%StandardNo
AGGP.18F230 cm36%StandardNo
AGGP.35F220 cm14%StandardNo
CGGP.35.3.A.02120 cm98%StandardNo
GGBLA.01130 cm100%StandardNo
MA.203120 cm99%StandardNo
AQHA.50112 cm100%StandardNo
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