双频GNSS和多频GNSS有什么区别?RTK手持终端如何选择?
GNSS高精度定位 · 频点技术解析
双频GNSS和多频GNSS有什么区别?RTK手持终端如何选择?
双频GNSS和多频GNSS是高精度RTK手持终端采购中经常遇到的技术参数。不同频点、卫星系统、接收机设计和RTK算法,会共同影响高精度定位表现。本文从GNSS频点、RTK定位、初始化、固定解、复杂环境以及实际行业应用等方面,详细介绍双频GNSS与多频GNSS的区别,并帮助用户选择合适的RTK手持终端。
一、什么是双频GNSS?
GNSS是全球导航卫星系统的统称,包括北斗、GPS、GLONASS、Galileo等卫星导航系统。
GNSS卫星会在不同频率上播发导航信号。接收机通过接收这些信号,可以计算设备的位置、速度和时间信息。
所谓双频GNSS,通常是指GNSS接收机能够同时利用两个不同频率的卫星导航信号进行定位和解算。
单频GNSS主要利用一个频率的数据进行定位,双频GNSS则可以同时利用两个频率的数据。在高精度RTK应用中,多频观测能够为接收机提供更加丰富的观测信息。
如果您想从基础开始了解RTK技术,可以先阅读: 什么是RTK?RTK定位原理、精度与应用场景详解。
二、什么是多频GNSS?
多频GNSS是指接收机能够利用三个或更多GNSS频率上的观测信号。
随着北斗、GPS、Galileo和GLONASS等全球卫星导航系统不断发展,现代高精度GNSS接收机可以同时接收多个卫星系统、多个频率的数据。
同时利用北斗、GPS、GLONASS、Galileo等多个卫星导航系统。
同时利用多个GNSS频率上的观测信息。
接收机可以同时跟踪更多卫星信号,具体能力取决于芯片和产品设计。
因此,采购高精度GNSS设备时,需要注意: “多系统”“多频”和“多通道”是不同的技术指标。
三、双频GNSS和多频GNSS有什么区别?
| 对比项目 | 双频GNSS | 多频GNSS |
|---|---|---|
| 频率数量 | 通常利用两个频率 | 通常利用三个或更多频率 |
| 观测数据 | 具备双频观测能力 | 能够获得更多频率观测信息 |
| RTK应用 | 可以用于厘米级RTK | 适合高精度、多场景RTK应用 |
| 电离层处理 | 具备双频电离层延迟处理能力 | 能够提供更多频率观测信息 |
| 复杂环境 | 性能取决于设备和环境 | 更多观测信息有利于提高解算鲁棒性 |
| 设备成本 | 通常更容易控制成本 | 设备设计和芯片方案可能更加复杂 |
| 典型应用 | GIS、工程、车辆定位、测量等 | 高精度测绘、复杂环境定位等专业应用 |
多频并不意味着设备在所有环境下都一定比双频设备定位更准确。最终性能还与卫星系统、天线、射频设计、算法、差分数据、多路径环境以及设备整体设计有关。
四、GNSS频点到底是什么?
“频点”是选择GNSS接收设备时非常重要的一个技术概念。
不同卫星导航系统会在不同频率上播发导航信号。GNSS接收机通过射频和基带等相关电路接收这些信号,再由定位算法进行处理。
因此,当产品规格中出现“双频”“多频”“全频”等描述时,用户还应该进一步确认产品具体支持哪些卫星系统和频点。
五、为什么多频GNSS对RTK定位有帮助?
RTK定位与普通GNSS单点定位最大的区别之一,是RTK会使用更加丰富的GNSS观测信息,并结合差分改正数据进行高精度解算。
在高精度RTK定位过程中,载波相位观测值非常重要。多频观测可以让接收机获得更多不同频率上的观测数据,为高精度解算提供更多信息。
如果希望进一步了解RTK为什么能够实现厘米级定位,可以阅读: RTK为什么可以实现厘米级定位?从载波相位到固定解详解。
六、双频GNSS能不能实现厘米级RTK?
可以。
双频GNSS本身并不意味着定位精度只能达到亚米级或米级。如果接收机具备相应的载波相位观测和RTK解算能力,同时获得质量良好的差分改正数据,在良好观测条件下可以实现厘米级RTK定位。
需要综合考虑:GNSS芯片、卫星系统、频点、天线、射频设计、RTK算法、差分数据、卫星环境和现场作业条件。
因此,采购时不能简单理解为: “多频一定好,双频一定差。”
七、多频GNSS是不是一定比双频GNSS更好?
不应该只根据频率数量判断一台RTK设备的综合性能。
一台优秀的RTK手持终端是多个硬件和软件模块共同工作的结果。GNSS芯片只是其中一个核心组成部分。
决定设备能够处理哪些卫星系统和频率信号。
天线性能会直接影响卫星信号接收质量。
影响观测数据处理、模糊度解算和定位结果。
网络RTK需要稳定、可靠的差分改正数据来源。
建筑物、树木、金属结构等都可能影响GNSS信号。
工业防护、通信、续航和软件都会影响实际作业体验。
八、双频和多频对RTK初始化有什么影响?
RTK初始化通常指设备从开始获得有效观测数据,到能够建立可靠高精度定位解的过程。
设备的频率能力会影响可利用的观测信息,但实际初始化时间并不能仅通过“双频”或“多频”直接确定。
卫星数量、卫星几何结构、信号质量、基线长度、差分数据质量以及周围环境都会影响初始化和固定表现。
如果需要了解RTK初始化时间,可以阅读: RTK初始化需要多长时间?影响RTK固定时间的因素详解。
九、双频和多频对复杂环境有什么影响?
在空旷环境中,GNSS卫星信号通常比较容易获得。但在城市、林区、山区、建筑物附近以及工业设施周围,GNSS信号可能受到遮挡和反射。
这类环境通常更加考验GNSS接收机的信号跟踪能力、天线设计、抗干扰能力以及定位算法。
因此,企业采购RTK手持终端时,不建议只关注宣传页上的“多频”两个字,而应该进一步询问实际测试条件和典型应用表现。
十、GNSS通道数越多越好吗?
GNSS设备的通道数也是高精度定位产品中经常出现的参数。
通道数可以理解为接收机同时跟踪和处理卫星信号的能力指标之一。通道数较高通常意味着设备可以同时跟踪更多卫星信号,但它并不是判断设备性能的唯一标准。
不要单独比较“通道数”,应将通道数与卫星系统、频点、天线、RTK算法、首次固定时间、重新固定能力以及实际测试结果结合判断。
十一、RTK手持终端应该选择双频还是多频?
这个问题没有一个适用于所有项目的统一答案。最合理的方式是根据实际应用需求选择。
| 应用需求 | 推荐方向 | 重点关注参数 |
|---|---|---|
| 普通位置采集 | 根据项目精度选择 | GNSS、续航、通信 |
| GIS高精度采集 | 双频或多频RTK | RTK、CORS、数据采集 |
| 测绘 | 优先考虑专业高精度GNSS | 多系统、多频、RTK性能 |
| 工程施工 | 根据项目精度选择RTK | 定位精度、防护、续航 |
| 矿山应用 | 高精度RTK终端 | RTK、通信、防护、可靠性 |
| 林业调查 | 高精度GNSS/RTK | 卫星接收、续航、便携性 |
| 车辆高精度定位 | 根据定位和定向需求选择 | 双天线、RTK、通信协议 |
十二、除了双频和多频,RTK手持终端还应该看什么?
对企业采购而言,GNSS频率只是选型参数之一。如果设备需要长期用于户外专业作业,建议同时关注以下指标。
十三、全民北斗高精度RTK产品推荐
对需要采购高精度RTK手持终端的企业用户,可以根据设备形态、定位需求、通信方式和应用场景进行选择。
QM200R2 北斗三号双频RTK厘米级定位终端
QM200R2是一款北斗三号双频RTK厘米级定位终端,支持4G全网通、全国对讲,并具备IP67防护能力。对需要高精度定位、移动通信以及户外作业能力的用户,可以重点了解该产品。
QM580G 北斗高精度手持终端
QM580G是一款面向专业定位应用的高精度手持终端,支持四星双频RTK、Android 11和IP67防护,并可选北斗短报文功能。如果项目需要将高精度GNSS定位与Android行业应用结合,QM580G可以作为重点选型产品。
QM43 小型全星全频高精度RTK接收机
QM43采用小型化设计,支持全星全频高精度RTK,并支持双天线航向、AIM+抗干扰和PX4协议。对于无人系统、机器人、车辆以及需要高精度定位和定向能力的应用,可以进一步了解QM43的产品配置。
QM21R 双天线高精度定位定向终端
QM21R采用双天线高精度定位定向设计,支持全系统全频RTK厘米级定位,并配备1408通道,支持JT808协议。对车辆定位、定向和移动高精度定位项目,可以重点关注该产品。
QM12R 双天线高精度定位终端
QM12R支持RTK厘米级定位,采用双天线设计,并可选惯性导航功能,同时支持JT808协议。适用于需要高精度定位、定向或车载定位能力的应用。
十四、双频RTK和多频RTK怎么选?
如果项目预算有限,同时需要厘米级RTK定位,双频RTK设备已经可以覆盖大量实际应用。
如果项目需要面对更加复杂的卫星观测环境,或者对设备的高精度定位能力、卫星观测能力和专业性能有更高要求,可以进一步考虑多频RTK设备。
不要单纯根据“频率越多越好”选择设备。应根据实际项目的定位精度、作业环境、通信方式、数据采集需求、预算和设备可靠性进行综合判断。
十五、RTK手持终端采购还应该关注哪些技术参数?
如果企业已经确定需要高精度RTK手持终端,建议建立一套完整的采购参数表。
| 参数类别 | 重点确认内容 |
|---|---|
| GNSS | 卫星系统、频点、通道数、定位更新率 |
| RTK | 水平精度、高程精度、首次固定、重新固定 |
| 差分 | CORS、NTRIP、基站、电台等方式 |
| 通信 | 4G、5G、Wi-Fi、Bluetooth |
| 系统 | Android版本、软件兼容性 |
| 防护 | IP67、IP68、防跌落能力等 |
| 电池 | 电池容量、连续工作时间、充电方式 |
| 显示 | 屏幕尺寸、亮度、触控和户外可视性 |
| 接口 | USB、串口、扩展接口等 |
| 协议 | 行业协议、数据输出协议及第三方系统兼容性 |
如果希望进一步了解RTK手持终端采购参数,可以阅读: 如何选择高精度RTK手持终端?采购时重点看哪些参数?
十六、进一步了解RTK高精度定位技术
如果你正在了解RTK技术和高精度GNSS设备,可以按照以下内容继续阅读。
十七、双频GNSS和多频GNSS常见问题 FAQ
双频GNSS是什么意思?
双频GNSS通常是指接收机可以同时利用两个不同频率的GNSS信号进行定位和解算。在高精度RTK应用中,双频观测可以提供更多定位信息。
多频GNSS是什么意思?
多频GNSS通常是指接收机能够利用三个或更多不同频率的GNSS观测信号。具体支持的频点需要根据设备规格确认。
双频GNSS可以实现厘米级RTK吗?
可以。支持载波相位观测和RTK解算的双频GNSS接收机,在良好卫星观测和差分改正条件下可以实现厘米级RTK定位。
多频GNSS一定比双频GNSS好吗?
不一定。多频能够提供更多观测信息,但最终定位表现还受到GNSS芯片、天线、算法、差分数据、卫星环境和整机设计等因素影响。
双频RTK手持终端适合GIS数据采集吗?
适合。对于需要厘米级或其他高精度定位的GIS现场采集项目,双频RTK手持终端可以提供高精度GNSS定位能力,同时结合Android系统和GIS软件完成数据采集。
购买RTK手持终端只看双频和多频可以吗?
不建议。还应该关注卫星系统、具体频点、通道数、RTK精度、首次固定、重新固定、CORS/NTRIP、4G/5G、天线、IP防护、续航和软件兼容性。
双频RTK和多频RTK应该怎么选择?
如果主要用于常规GIS、工程、车辆定位等高精度应用,双频RTK已经可以满足很多项目需求。如果项目对复杂环境下的高精度定位和设备综合性能有更高要求,可以考虑多频RTK设备。
十八、总结:双频还是多频,关键看实际应用
双频GNSS和多频GNSS都是现代高精度定位设备的重要技术方案。双频GNSS可以满足大量厘米级RTK应用,而多频GNSS能够提供更加丰富的频率观测信息,在部分复杂环境和专业应用中具有一定优势。
① 不要只看“双频”还是“多频”。
② 重点确认具体GNSS系统、频点、RTK性能和差分方式。
③ 根据测绘、GIS、工程、矿山、林业、车辆定位等实际场景选择设备。
对于企业采购而言,一台真正适合项目的高精度RTK手持终端,应该是在定位精度、GNSS接收能力、通信、数据采集、工业防护、续航和软件兼容性之间取得合理平衡。
如需了解更多选型信息,可以阅读: 如何选择高精度RTK手持终端?采购时重点看哪些参数?