为了使机器人能够准确地绘画,它需要随时知道自己的确切位置。机器人通过利用地理定位领域的多种互联技术来实现这一点。
简而言之,GNSS接收器确定其位置的准确性取决于它能接收到多少颗卫星的信号——越多越好。通过使用来自多颗卫星的信号,接收器执行一种称为三角测量的过程。它根据信号到达所需的时间计算到每颗卫星的距离,然后结合所有卫星的距离信息来计算其在三维空间中的确切位置(纬度、经度和高度)。
然而,大气中的干扰会使GNSS信号变得不那么精确。这可以通过不断将接收到的信号与通过互联网从所谓的NTRIP广播站接收到的校正数据进行比较来减轻。
有关核心技术的基本介绍,请参见下文。
图片:RTK是一种特定形式的实时差分GNSS,提供非常高的精度。NTRIP是一种用于传输校正数据的协议,可以与RTK结合使用,以促进广域覆盖和通过互联网进行实时校正传输。
什么是GNSS?
卫星导航,或称Satnav,是一种使用卫星提供自主地理定位的系统。具有全球覆盖的卫星导航系统称为全球导航卫星系统(GNSS)。
GNSS指的是一组卫星,它们从太空发出信号,向GNSS接收器传输定位和时间数据。接收器然后使用这些数据来确定其位置。
截至2023年,四个全球系统正在运行:
- 美国全球定位系统(GPS)
- 俄罗斯全球导航卫星系统(GLONASS)
- 中国北斗导航卫星系统(北斗是中文中的大熊座)
- 欧盟的伽利略(以伽利略·伽利莱命名)
在日常语言中,谈到卫星导航时通常使用缩写GPS,因为GPS是四个GNSS系统中最古老和最知名的。然而,几乎所有现代GNSS接收器都使用这四个GNSS系统。
什么是DGPS?
差分全球定位系统(DGPS)是一种用于提高GNSS(全球导航卫星系统)测量精度的技术。在需要非常高精度的应用中,如绘制运动场地时,它尤为重要。
DGPS涉及设置一个已知的、精确测量位置的参考站。该站计算GNSS信号中的误差并生成校正数据。然后将这些数据广播给附近的移动GNSS接收器,后者将这些校正应用于自己的测量。
DGPS中的校正数据通常通过无线电信号直接从参考站广播到移动接收器。
什么是RTK(实时动态定位)?
RTK是一种更先进的DGPS形式,能够在实时提供更高的精度。RTK也使用参考站,但它不断将自己的位置与已知位置进行比较。它实时计算校正数据并将其发送到移动接收器,从而实现厘米级的精度。
固定参考站的RTK网络将RTK的使用范围扩展到包含多个参考站的更大区域。操作的可靠性和准确性取决于参考站网络的密度和能力。
RTK可以实现厘米级的精度,使其适用于非常精确的应用,如绘制运动场地。RTK校正数据通常使用Ntrip传输。
什么是NTRIP?
Ntrip(通过互联网协议的RTCM网络传输)是一种用于传输校正数据的协议,与DGPS和RTK结合使用,以促进广域覆盖和通过互联网的实时校正传输。NTRIP可以支持不同级别的精度,具体取决于具体的实现,但在与RTK结合使用时能够提供厘米级的精度。
NTRIP依赖于参考站网络和集中服务器(NTRIP Caster)。参考站将校正数据发送到Caster,然后通过互联网将其分发到移动GNSS接收器。