通常我們說(shuō)GPS北斗，基站，WIFI，室內(nèi)定位的定位精度，都是有條件的。

達(dá)盟GPS小編這里主要講GPS北斗的高精度定位。

GPS北斗的普通定位精度我們一般說(shuō)單頻的在5米左右。這個(gè)5米的精度也是有條件的，必須在空曠的場(chǎng)景，周圍沒有高樓大樹的遮擋。有高樓大樹的遮擋，普通定位器的精度會(huì)在20-50米左右。就算靜止放在一個(gè)地方，也會(huì)出現(xiàn)漂移，上報(bào)的位置也會(huì)變化，漂移的距離在幾十米是經(jīng)常的。假設(shè)不考慮GPS硬件性能問(wèn)題，靜漂是因?yàn)樾菤v的變化或者某個(gè)強(qiáng)折射信號(hào)參與了定位或者天氣原因?qū)е碌?，是GPS定位器定位難題之一，必須使用軟件過(guò)濾。運(yùn)動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生漂移（可以稱之為動(dòng)漂），概率會(huì)小很多。

普通精度的GPS定位器在我們?nèi)粘４蟛糠值膱?chǎng)景都是夠用的，比如手機(jī)的定位，車隊(duì)管理，貨物跟蹤，人員定位，寵物定位，共享單車定位等等。因?yàn)槎ㄎ辉?米，10米，這些東西基本都能找到了。那么高精度定位有什么用呢？

我們這里把定位在1米以內(nèi)，厘米級(jí)，毫米級(jí)的定位，稱為高精度定位。

自動(dòng)駕駛精度越高越好，厘米級(jí)是必須的，不能因?yàn)槎ㄎ徊粶?zhǔn)跑到其他車道把？

現(xiàn)在很多農(nóng)業(yè)自動(dòng)化機(jī)械，比如耕地，收割，都是需要厘米級(jí)定位的，否則耕的路線都不是一條直線，收割也會(huì)把莊稼踐踏了，自動(dòng)化就沒有意義了。

測(cè)繪地圖必須要高精度定位，這個(gè)大家都理解。

檢測(cè)山體滑坡，水壩變現(xiàn)這個(gè)都必須是毫米級(jí)精度的。

還有一些物品定位擺放，需要高精度定位擺放，會(huì)節(jié)省很大空間。

現(xiàn)在流行的無(wú)人機(jī)編隊(duì)表演，也是高精度RTK技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，否則就會(huì)撞擊，圖像也無(wú)法做到想畫啥就畫啥，參考達(dá)盟GPS小編的文章《無(wú)人機(jī)編隊(duì)表演原理|無(wú)人機(jī)表演失敗原因分析|RTK在無(wú)人機(jī)表演中的應(yīng)用》。。。。。。

所以，高精度定位在很多行業(yè)都有著廣泛的剛需。

那么，高精度定位怎么實(shí)現(xiàn)呢？

高精度定位，有2種大的類型（單點(diǎn)定位和差分定位），實(shí)現(xiàn)的方法有很大分別。下面達(dá)盟GPS小編分別介紹一下。

2、單點(diǎn)高精度定位

（1）什么是單點(diǎn)定位

單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定接收機(jī)位置的方式，就是說(shuō)不使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行差分定位。單點(diǎn)定位普通單頻方式精度可達(dá)5米左右，雙頻方式精度可達(dá)2米左右。多頻單點(diǎn)定位精度可以到1.5米左右。這種精度也是在開闊無(wú)遮擋的環(huán)境下才能達(dá)到。

（2）單點(diǎn)高精度定位

我們一般把亞米級(jí)別的定位成為高精度定位。單點(diǎn)高精度定位就是不使用差分方法的高精度定位。

（3）單點(diǎn)高精度定位的硬件實(shí)現(xiàn)

單點(diǎn)高精度定位對(duì)設(shè)備硬件的要求很高，主要有定位芯片，放大匹配電路（LNA+SAW等），，GPS北斗天線這幾部分。

①?定位芯片與定位模組

定位芯片廠家主要就是ublox，MTK，中科微，泰斗，華大等廠家。GPS北斗定位芯片產(chǎn)品手冊(cè)給出的定位精度一般是我們做出整機(jī)產(chǎn)品獲得的最佳效果定位效果了。我們來(lái)看主流的單頻定位芯片手冊(cè)的數(shù)據(jù)：ublox的8030數(shù)據(jù)是CEP（50%的概率） 2米，中科微的AT6558也是2米（CEP）。

基于定位芯片，加上LNA，SAW，匹配電路，做成PCBA，或者加入DR等其他芯片，封裝成模塊，我們就稱之為定位模塊（定位模組）。對(duì)整機(jī)廠家來(lái)說(shuō)，使用模塊不用調(diào)試定位芯片傳導(dǎo)、匹配等性能，大大節(jié)省了整機(jī)廠家的研發(fā)周期（使用模塊成本會(huì)比使用芯片高些）。因此很多芯片廠家也出模塊，還有一些專門做模塊的公司，比如移遠(yuǎn)，廣和通，SIMCOM等。這些大公司很多都是上市公司，研發(fā)實(shí)力雄厚，做的模塊一般經(jīng)過(guò)ROSH，CE，F(xiàn)CC等認(rèn)證，大都是經(jīng)得起市場(chǎng)考驗(yàn)。比如移遠(yuǎn)的GNSS模塊，如下圖。

我們看到雙頻模塊定位精度，可以達(dá)到1米（CEP），這些測(cè)試數(shù)據(jù)都是在空曠，長(zhǎng)時(shí)間靜止，使用最佳硬件環(huán)境下測(cè)試出來(lái)的。一般芯片廠家、模塊廠家都會(huì)把數(shù)據(jù)寫的最好看，在最佳硬件和測(cè)試環(huán)境下得到的數(shù)據(jù)，我們車載整機(jī)廠家做出來(lái)，肯定沒有這么好，因?yàn)槲覀兊脑O(shè)備一般體積要求要小，天線一般都只能用普通的陶瓷天線，而且是內(nèi)置天線。

②?GPS北斗天線

天線也是定位中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)是否需要供電分有源，無(wú)源天線。有源天線因?yàn)槎嘁患?jí)LNA放大所以比無(wú)源天線效果更好。根據(jù)頻段不同分單頻/雙頻/多頻天線。根據(jù)極化方向上分又分線性極化（手機(jī)上很多用這種），圓形極化（GPS信號(hào)是圓形極化的，我們用的陶瓷天線都是圓形極化的）等。還有根據(jù)形態(tài)和行業(yè)分類的比如四臂螺旋式天線（Quadrifilar Helix Antenna ），測(cè)量天線，扼流圈天線等。一般測(cè)繪用的天線性能是最好的。

下面我們看一下基于多頻多模，測(cè)量天線做的GPS北斗定位設(shè)備的定位精度如何：

設(shè)備是華測(cè)的i70II，可以看到，單點(diǎn)定位，多模多頻，用最好的天線，精度也就是在1.5米左右。這基本上是在不使用差分或者其他網(wǎng)絡(luò)校正的條件下最好的性能了。

（4）PPP定位技術(shù)

對(duì)于單點(diǎn)高精度定位，還有一個(gè)技術(shù)叫PPP，精密單點(diǎn)定位技術(shù)（precise point positioning，PPP）采用單臺(tái)GNSS接收機(jī)，利用國(guó)際GNSS服務(wù)組織（International GNSS Service，IGS）提供的精密星歷和衛(wèi)星鐘差，基于載波相位觀測(cè)值可實(shí)現(xiàn)毫米至分米級(jí)高精度定位。

PPP一般通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者衛(wèi)星獲取修正數(shù)據(jù)，單點(diǎn)定位在全球獲得高精度的方法。PPP現(xiàn)在已經(jīng)有很多服務(wù)商，基本都需要收費(fèi)。相對(duì)于RTK的OSR（Observation Space Representation觀測(cè)域修正），PPP屬于SSR(State Space Representation狀態(tài)域修正）。很多服務(wù)商能提供30秒左右的厘米級(jí)定位了。比如ublox的PointPerfect服務(wù)（PPP-RTK技術(shù)）。見下圖：

中國(guó)的北斗在幾個(gè)GEO衛(wèi)星B2b頻段也播發(fā)PPP-B2b信號(hào)了，芯片廠家和芯星通UC9810支持支持 B2b-PPP，水平精度：10 cm，高程精度：20 cm（收斂時(shí)間 10 min）。

未來(lái)，PPP定位技術(shù)會(huì)逐步普及，單點(diǎn)厘米級(jí)定位會(huì)在普通應(yīng)用場(chǎng)景得到普及。

總體來(lái)說(shuō)，在沒有任何差分和修正數(shù)據(jù)的情況下，雙頻和多頻定位，比單頻定位可以很好地減小電離層誤差，減小多徑誤差，減小復(fù)雜環(huán)境下衛(wèi)星數(shù)量少造成的幾何構(gòu)型誤差，所以在信號(hào)比較差的條件下，可以獲得更好的定位效果。

3、差分高精度定位

（1）什么是差分定位

差分定位（DGPS Differential GPS）:一個(gè)或多個(gè)安裝在已知位置點(diǎn)上的GPS接收機(jī)作為基準(zhǔn)站接收機(jī)，通過(guò)基準(zhǔn)站接收機(jī)對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的測(cè)量而計(jì)算出差分校正量，然后將差分校正量播發(fā)給位于差分服務(wù)范圍內(nèi)的用戶接收機(jī)，從而減少甚至消除衛(wèi)星時(shí)鐘誤差、星歷誤差、電離層誤差、對(duì)流程誤差，以提高用戶接收機(jī)的定位精度的方法。

（2）差分定位的分類

① 根據(jù)基站發(fā)送差分校正的目標(biāo)參量區(qū)分

根據(jù)基站發(fā)送差分校正的目標(biāo)參量不同，差分GPS可主要分為位置差分（對(duì)定位器要求必須跟基站的算法一致，星座一致，所以比較難使用，基本很少用了）、偽距差分（RTD，精度可到亞米級(jí)別）、以及載波相位差分（RTK，精度可達(dá)毫米，現(xiàn)在是主流）。

RTK和RTD的介紹，詳情可以參考達(dá)盟GPS小編的文章《GPS精確定位的RTK與RTD技術(shù)比較》。

自己建基站，可以省了給運(yùn)營(yíng)差分服務(wù)的費(fèi)用，基站與用戶終端之間的距離越近，定位越準(zhǔn)，一般有效范圍是20公里。

為了實(shí)現(xiàn)更廣的覆蓋，現(xiàn)在出現(xiàn)了CORS（連續(xù)運(yùn)行參考站，Continuously Operating Reference Station），CORS建立一個(gè)龐大的基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)（目前移動(dòng)建了4400+基準(zhǔn)站，千尋2800+基準(zhǔn)站，騰訊2000+基準(zhǔn)站），并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸這些基準(zhǔn)站的校準(zhǔn)信息，用戶只需要登錄帳號(hào)（收費(fèi)）即可獲得這些信息并進(jìn)行校準(zhǔn)。因?yàn)橛懈嗟幕鶞?zhǔn)站，精度也有所提高，也實(shí)現(xiàn)了全國(guó)各主要城市的覆蓋。

②?根據(jù)系統(tǒng)所服務(wù)的地理方位來(lái)分

根據(jù)系統(tǒng)所服務(wù)的地理方位來(lái)分，差分GPS通常分為局域，區(qū)域和廣域三大類，他們擁有不同長(zhǎng)度的基線距離。

上面介紹都是在地面建設(shè)基站，屬于局域或者區(qū)域差分。又叫地基增強(qiáng)系統(tǒng)。地基增強(qiáng)的精度雖然很高，但覆蓋范圍卻有一定限制。定位目標(biāo)必須處在通信信號(hào)覆蓋的范圍之內(nèi)，在通信信號(hào)難以覆蓋的高空、海上、沙漠和山區(qū)，則形成了大范圍的定位盲區(qū)。因此，星基增強(qiáng)的需求出現(xiàn)了。

把差分?jǐn)?shù)據(jù)從衛(wèi)星上播發(fā)的系統(tǒng)叫星基增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS，Satellite-Based Augmentation System），一般使用GEO衛(wèi)星發(fā)布，一顆衛(wèi)星理論可以覆蓋地球三分之一的面積。這種精度會(huì)差一些，但隨著技術(shù)的不斷升級(jí)，現(xiàn)在也有能精確到厘米級(jí)別的了（厘米級(jí)一般收斂的時(shí)間都比較長(zhǎng)，靜態(tài)20分鐘左右，動(dòng)態(tài)米級(jí)就很快），比如美國(guó)StarFire，美國(guó)OmniStar，英國(guó)Veripos，日本QZSS，中國(guó)的千尋位置和中國(guó)精度。美國(guó)的WAAS，歐洲的EGNOS、日本的MSAS、印度的GAGAN這些SBAS主要是給航空用的，動(dòng)態(tài)米級(jí)。

可以參考達(dá)盟GPS小編整理的文章《高精度GPS定位的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法–地基增強(qiáng)系統(tǒng)與星基增強(qiáng)系統(tǒng)》。

4、測(cè)繪級(jí)頂配產(chǎn)品的定位精度，手機(jī)的定位精度，普通車載定位器的定位精度

下面是司南的T50測(cè)繪級(jí)別的產(chǎn)品，7星30頻，并行通道1198個(gè)，支持RTK，PPP，SBAS，帶慣導(dǎo)，基本是頂配的高精度定位產(chǎn)品了。我們看單點(diǎn)定位精度可以到1米左右，SBAS星基差分精度也可以到1米左右，RTK精度在8mm左右。

這些測(cè)繪級(jí)的產(chǎn)品（一般價(jià)格都是幾萬(wàn)起步），頂配的芯片，頂配的天線可以做到的精度，比我們車載行業(yè)的GPS北斗產(chǎn)品精度高幾個(gè)量級(jí)。車載GPS北斗定位器一般要求體積小，天線基本是陶瓷的內(nèi)置天線，定位精度肯定要比測(cè)繪級(jí)的低很多。手機(jī)因?yàn)轶w積限制，GPS北斗天線都是線性極化的，干擾源更多，更難做到高精度定位。

我們現(xiàn)在用手機(jī)的定位精度也是5米左右（一般都是單頻多模的），導(dǎo)航基本夠用了。

華為號(hào)稱全球首發(fā)，推出了亞米級(jí)車道定位手機(jī)?，F(xiàn)在已經(jīng)很多款支持的，下邊舉Mate40為例。

華為Mate40支持的頻段算是比較多了（支持蜂窩網(wǎng)絡(luò)定位 / WLAN網(wǎng)絡(luò)定位/ GPS（L1 + L5 雙頻）/ AGPS / GLONASS / 北斗（B1I + B1C + B2a 三頻）/ 伽利略（E1 + E5a 雙頻）/ QZSS（L1 + L5 雙頻）/ NavIC）,主要集中在L1,L5頻段算雙頻手機(jī)吧，但他的米級(jí)車道定位也需要用RTK才行。若不用RTK，也只能在3米左右的精度了。這是手機(jī)定位現(xiàn)階段定位最好的產(chǎn)品系列了。

一般車載定位器單頻單點(diǎn)定位精度在5米左右，單頻RTK可以到20cm左右的精度。雙頻單點(diǎn)定位精度在2-3米左右，雙頻RTK精度可以到10cm左右。達(dá)盟科技針對(duì)客戶的需求，也定制過(guò)幾款高精度定位產(chǎn)品，可以參考《深圳市達(dá)盟科技有限公司》的網(wǎng)站上的高精度定位產(chǎn)品。

RTK工作原理見下圖：（RTD的原理類似，只是差分用的是偽距值或者坐標(biāo)值）。

GPS定位的精度由衛(wèi)星（星歷誤差與模型誤差，時(shí)鐘誤差等），信號(hào)傳播（電離層折射，對(duì)流程折射、多徑效應(yīng)等），信號(hào)接收（接收機(jī)天線性能，噪聲干擾等）等綜合因素影響。
若使用兩臺(tái)接收機(jī)，同時(shí)接收GPS信號(hào)，其中一臺(tái)接收機(jī)坐標(biāo)已知（稱為參考站），另外一臺(tái)接收機(jī)坐標(biāo)待測(cè)（稱為流動(dòng)站）。在這2臺(tái)接收機(jī)距離不太遠(yuǎn)的時(shí)候（幾十公里到幾百公里，這個(gè)距離矢量稱為基線），可以認(rèn)為電離層和對(duì)流程對(duì)兩臺(tái)接收機(jī)的影響是一樣的，衛(wèi)星鐘差影響也相同。
通常在參考站（坐標(biāo)已知）上計(jì)算出誤差的修正數(shù)（已知數(shù)與觀測(cè)值的差值），再將這個(gè)修整數(shù)傳輸給流動(dòng)站（用戶接收機(jī)），流動(dòng)站將修正值加上觀測(cè)值，得到修正后的精確位置。

RTK和RTD的主要區(qū)別：
RTK：載波相位L1、L2差分技術(shù)
RTD：碼（C/A碼、P碼）差分技術(shù)，或者坐標(biāo)差分技術(shù)。

RTD的精度只能達(dá)到亞米級(jí)，而RTK采用雙頻可以達(dá)到厘米級(jí)。

作為專業(yè)GPS定位器生產(chǎn)廠家，我們已經(jīng)在精確定位的方向上做了布局。