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室外 RTK 定位

一、RTK 是什么

实时动态技术，英文 Real Time Kinematic，缩写 RTK。

实时动态技术是实时动态载波相位差分技术的简称，是一种通过基准站和流动站的同步观测，利用 _载波相位 _观测值实现快速高精度定位功能的 差分测量 技术。
RTK 系统由 1 个基准站、若干个流动站及无线电通讯系统组成。作业时，在已知高等级点上安置 1 台接收机作为基准站，对 GPS 卫星进行连续观测，并将观测数据和测站信息通过无线电传输设备实时地发送给流动站，流动站接收机在接收 GPS 卫星信号和采集卫星数据的同时，通过无线接收设备接收来自基准站的数据链，并在系统内对采集和接收的 2 组数据进行载波相位差分处理，实时解算出流动站的三维坐标及其精度。
使用 RTK 技术利用基准站和流动站之间观测误差的空间相关性，通过差分的方式除去流动站观测数据的大部分误差，从而实现高精度定位。[1]

二、系统组成

系统由 RTK 基站服务器、RTK 接收机与 SRC 系列控制器（内含硬件时间同步模块与 IMU）以及多线（或者单线）激光组成。每台小车搭载 1 个 SRC 系列控制器，两个 RTK 接收机与 1 个多线（或者单线）激光雷达，多个控制器与 RTK 基站服务器通过互联网利用 n2n[2] 组成低延时本地网络，控制器通过该网络接收 RTCM 数据转发给 RTK 接收机。

系统中涉及到的产品型号如下表所示：

名称	型号
RTK 接收机	SGR-10
RTK 基站服务器	SGS-1000
SRC 系列控制器	SRC-2000 系列

2.1 RTK 基站服务器

RTK 基站服务器用来给 RTK 接收机提供 RTCM 数据。首先基站服务器的天线需要尽可能安装在无遮挡的空旷环境，比如楼顶，以保证可以接收到足够多的卫星数据。服务器内部，解析后的卫星数据通过串口传入系统，用户界面上会显示出厂配置好的串口端口信息，默认为 /dev/rtk_base。一个 RTK 基站服务器可以同时为半径 20km 区域内的多个接收设备提供 ±2cm 的定位精度。由于 RTCM 数据需要通过互联网提供给接收机，在使用时需要根据实际情况设置 IP 地址以及端口号。

配置参数

设置设备串口端口号与波特率。

参数名称	参数位置	单位	默认值	最小值	最大值	支持版本
serial_port	模型文件-RTKBase	—	/dev/rtk_base	—	—	3.3.5.20~latest
设置设备串口端口号

参数名称	参数位置	单位	默认值	最小值	最大值	支持版本
serial_baudrate	模型文件-RTKBase	—	38400	9600	1000000	3.3.5.20~latest
设置串口波特率

设置提供 RTCM 数据服务的 IP 与端口号。

参数名称	参数位置	单位	默认值	最小值	最大值	支持版本
ip	模型文件-RTKBase	—	127.0.0.1	—	—	3.3.5.20~latest
设置数据服务 IP 地址

参数名称	参数位置	单位	默认值	最小值	最大值	支持版本
port	模型文件-RTKBase	—	10099	0	25565	3.3.5.20~latest
设置数据服务端口号

注意：端口号建议设置 10000 以上，并确保不与其他服务端口号冲突。

报警码

串口数据接收异常

Warning54330
提示：[RTK Base] not received data from uart for 5s!!!
触发条件：

串口波特率配置错误；

解决方式：

正常工作模式下，串口波特率为 460800，确认是否配置正确；

n2n 网络异常

Warning54331
提示：[RTK Base] cannot listen to 192.168.31.2:10099
触发条件：

IP 地址设置错误；
n2n 服务未启动；

解决方式：

将 IP 地址设置正确即可；
出厂默认 n2n 服务自动启动，如果先此问题，需要联系技术人员；

模式异常

Warning54332
提示：[RTK Base] cannot offer rtcm data in config mode !!!
触发条件：

当前设备处于配置模式；

解决方式：

在图形界面上退出配置模式；

串口连接错误

Error52731
提示：

[RTK Base] Unable to open serial port: /dev/xxx!
[RTK Base] I/O Failed!please checkout UART Device!!!

触发条件：

内部硬件连接异常，提示1；
串口端口配置错误，提示1；
串口已经正常打开，使用中突然断开，提示2；

解决方式：

这种可能性比较小，内部是焊接死的，确定是这个问题的话，需要返厂；
确认端口为 /dev/rtk_base；
与情况1类似；

2.2 RTK 接收机

RTK 接收机在室外空旷环境下接收到基站发送的 RTCM 数据，且通过自身天线接收到足够多的卫星数据，就可以输出当前的高精度位置信息。一个接收机在静止状态下，由于只有当前时刻的位置信息，无法确定朝向。因此，每辆车需要安装两个接收机来获取任何状态下的姿态信息（包含位置与朝向）。

目前系统中必须同时安装两个接收机才能工作。接收机通过 MicroUSB 线束与 SRC 控制器相连。与基站服务器一样，需要设置设备的串口端口，波特率以及基站服务器提供 RTCM 数据的 IP 地址与端口号。在两个接收机都可以正常工作，固定好天线的安装位置后，需要执行外参标定，确定当前的天线对儿在车体坐标系中的位置以及朝向。

需要注意，只要变动任意一个天线的安装位置都需要重新进行外参标定操作。