來源：智車科技
導讀
實時動态定位（Real Time Kinematic，RTK）是一種基于載波相位觀測值的相對定位技術。RTK高精度定位方法可以消除接收機及衛星鐘差、削弱衛星軌道、大氣層延遲等誤差源對定位的影響，獲得厘米級定位精度，是以得到了廣泛應用。
仿真驗證技術正成為智能網聯技術開發和驗證的重要手段，對高精度定位技術的要求也不斷提升。定位算法作為高精度定位技術中的關鍵技術，那麼在仿真環境下如何對RTK高精度定位算法進行有效的驗證與評價呢？
01 什麼是RTK高精度定位技術？
RTK高精度定位技術是GNSS系統擷取高精度實時動态定位的重要手段，RTK定位主要由三部分組成，分别是基準站接收機、移動站接收機以及兩站之間資料傳輸鍊路。RTK基準站将修正資料或采集的載波相位觀測值通過資料傳輸鍊路發送給建設在其資料傳輸範圍内的移動站，移動站接收機接收到的衛星觀測資料與基準站發送的資料進行相位差分定位的過程，即為RTK定位過程。
圖1 RTK原理框圖
RTK定位方法使用基準站和移動站的同步觀測資料，但基準站資料傳輸存在延遲，導緻獲得的定位結果滞後。通常的解決辦法是利用前一時刻移動站位置及接收的觀測資料，進行短時間延遲處理，作為虛拟基站的觀測資料，與目前時刻移動站接收的觀測資料，一起進行RTK定位解算。定位算法及資料處理流程如下圖所示：
圖2 RTK定位算法框圖
02 如何進行RTK算法驗證？
中汽資料RTK高精度定位算法驗證系統是基于場景仿真軟體搭建虛拟的車輛行駛場景，同時利用衛星信号模拟器模拟出衛星信号及RTK基準站仿真的通信環境，進而對RTK高精度定位算法進行驗證與評價。系統架構如圖3所示，其中包括場景仿真軟體、衛星信号模拟器、RTK被測算法運作子產品、高性能上位機等。該驗證系統通過場景仿真軟體建構三維虛拟交通場景測試用例，在上位機中實時顯示測試場景中的三維資訊及測試用例狀态，然後對場景資料進行篩選與分類，再将主車位置平面坐标轉換為經緯度坐标，與主車其它運動狀态資訊一并以UDP的形式發送至衛星信号模拟器。
模拟器根據以上資訊對BDS/GPS等衛導系統的導航定位信号進行模拟，同時對RTK基準站的差分觀測資料進行仿真，并以标準的RTCM資料協定格式輸出資料。RTK定位算法運作子產品接收到以上資料後，由被測算法進行解算和處理，處理完成的結果資料再發送到上位機與場景仿真軟體的原始資料進行對比分析，進而對定位算法的測試與驗證進行客觀的評價，至此完成算法驗證的整個過程。
圖3 RTK算法驗證系統架構
03 RTK算法驗證系統構成
場景仿真軟體
基于成熟的場景仿真軟體平台，如VTD、Prescan、CarMaker等，設計并搭建交通場景，場景設計元素包含主車、遠車、其他交通參與者等模型，以及道路、環境及交通流等。
圖4 場景仿真軟體VTD及其測試用例
資料處理插件
資料處理插件将場景仿真軟體建構的三維虛拟交通場景資料進行篩選與分類，然後将主車位置的平面坐标轉換為經緯度坐标，與主車其它運動狀态資訊一并以UDP的形式發送至衛星信号模拟器。
圖5 資料處理插件關鍵代碼
GNSS衛星信号模拟器
衛星信号模拟器具有先進的GNSS系統星座模型和多載體/多天線/多目标模拟，支援差分、定向、測姿和模拟編隊測試能夠模拟複雜多變的驗證環境/場景，根據不同的測試需求可對場景星座環境、信号模拟、載體軌迹模型等參數配置，以實作弱信号、高動态、多徑幹擾或者特定測試環境的呈現。
圖6 衛星信号模拟器控制與顯示終端
04 RTK算法驗證系統功能介紹
圖7 RTK算法驗證系統
中汽資料RTK高精度定位算法驗證系統通過将場景仿真軟體、資料處理插件等軟體與GNSS衛星信号模拟器、算法運作子產品等硬體相結合，同時借助配套的控制與顯示終端，對BDS、GPS等多制式系統全頻點衛星導航信号及RTK基準站觀測值資料進行模拟，實作對高精定位算法的驗證與評價。
該驗證系統可用于RTK高精度定位算法驗證、GNSS HIL驗證等應用與研究，可在實驗室的環境下對相關軟硬體進行測試與驗證。此方法通過仿真驗證手段可大幅降低開發成本，在加快産品開發速度的同時，也能夠保證産品的品質。
中汽資料具有完整的RTK高精定位算法驗證系統、OTA功能驗證、TBOX功能驗證、V2X資料采集、V2X仿真驗證等裝置及解決方案，目前已與行業内多家企業展開相關合作與研究，共同推進相關技術和産品的落地與應用，促進智能網聯汽車和智慧交通體系的新模式和新形态發展。