RTK手持终端如何进行数据采集?从定位到GIS成果输出完整流程
双频RTK和多频RTK有什么区别?高精度手持终端如何选择?
双频RTK和多频RTK是高精度GNSS设备采购中经常遇到的两个技术概念。很多用户在选择RTK手持终端时,容易简单理解为“频率越多,定位精度就一定越高”。实际上,RTK设备的综合性能不仅取决于双频或多频,还与GNSS卫星系统、具体频点、接收机芯片、天线、RTK算法、差分数据、通信方式以及现场作业环境密切相关。本文从实际采购和应用角度,系统介绍双频RTK与多频RTK的区别,并帮助测绘、GIS、工程、矿山、林业及其他专业用户选择合适的高精度RTK手持终端。
一、双频RTK和多频RTK分别是什么?
RTK是实时动态差分定位技术。与普通GNSS单点定位相比,RTK利用卫星载波相位等高精度观测信息,并结合参考站或网络提供的差分改正数据,实现厘米级定位。
在RTK接收机中,“双频”和“多频”主要描述设备可以利用多少个不同GNSS频率上的观测信号。双频设备通常能够同时利用两个频率进行高精度解算,多频设备则能够利用三个或更多频率上的观测信息。
双频RTK = 同时利用两个GNSS频率进行高精度定位;
多频RTK = 同时利用三个或更多GNSS频率进行高精度定位。
但需要注意,“双频”“多频”“多系统”“多通道”并不是同一个概念。采购RTK手持终端时,不能仅根据产品名称中的“多频”判断设备性能。
如果希望先了解RTK基本原理,可以阅读 《什么是RTK?RTK定位原理、精度与应用场景详解》。
二、双频RTK和多频RTK有什么区别?
双频RTK与多频RTK最直接的区别是可利用的GNSS频率数量不同。但在实际工程和测量应用中,两者之间的差异还体现在观测数据数量、复杂环境适应能力、设备设计、成本以及适用场景等方面。
| 对比项目 | 双频RTK | 多频RTK |
|---|---|---|
| 频率数量 | 通常利用两个频率 | 通常利用三个或更多频率 |
| GNSS观测信息 | 双频观测 | 可获得更多频率观测信息 |
| 厘米级RTK | 可以实现 | 可以实现 |
| 电离层处理 | 具备双频观测能力 | 可利用更多频率信息进行处理 |
| 复杂环境 | 取决于整机和算法性能 | 更多观测信息有利于提高解算能力 |
| 设备成本 | 通常更容易控制 | 硬件和算法设计可能更加复杂 |
| 典型应用 | GIS、工程、车辆定位、常规测量 | 高精度测绘、复杂环境及专业应用 |
因此,对于企业采购来说,最重要的不是简单比较“双频”和“多频”,而是判断设备是否真正符合项目的定位精度、作业环境和数据采集需求。
三、RTK中的“双频”“多频”到底代表什么?
GNSS卫星导航系统包括北斗、GPS、GLONASS、Galileo等。不同卫星系统会在不同频率上播发导航信号。
RTK接收机通过射频、基带和定位算法接收、处理这些GNSS信号,并结合差分改正数据计算高精度位置。
因此,当产品规格中出现“双频”“多频”“全频”“全星全频”等描述时,采购方最好进一步确认具体支持哪些卫星系统和频点。
采购时建议重点确认
- 是否支持北斗系统
- 是否支持GPS、GLONASS、Galileo
- 具体支持哪些GNSS频点
- 是否支持载波相位观测
- 是否支持RTK差分定位
- GNSS通道数量是多少
- RTK定位精度和固定性能如何
如果想进一步了解双频GNSS和多频GNSS的区别,可以阅读 《双频GNSS和多频GNSS有什么区别?RTK手持终端如何选择?》。
四、多频RTK一定比双频RTK精度高吗?
不一定。
多频RTK可以获得更多不同频率的GNSS观测信息,在部分复杂环境和专业应用中具有优势,但“多频”并不能直接等同于“定位精度一定更高”。
一台RTK手持终端的实际定位性能通常是多个因素共同作用的结果,包括:
- GNSS芯片:决定设备能够处理哪些卫星系统和频率信号。
- 天线:影响卫星信号接收质量以及多路径抑制能力。
- RTK算法:影响观测数据处理、模糊度解算和定位结果。
- 差分数据:CORS、NTRIP或基站数据质量会直接影响RTK固定。
- 卫星环境:卫星数量、卫星几何结构和信号质量都会产生影响。
- 现场环境:建筑物、树木、金属设施等可能造成信号遮挡和反射。
- 整机设计:通信、续航、散热、防护和软件兼容性都会影响实际作业。
不建议采购方仅凭“多频”两个字判断RTK设备优劣。应结合产品实际规格、测试条件和应用场景进行综合评估。
五、双频和多频对RTK固定时间有什么影响?
RTK初始化通常是指设备开始获得有效GNSS观测和差分数据后,到建立可靠高精度定位解的过程。
多频设备能够获得更多频率观测信息,在某些条件下有利于提高RTK解算能力,但实际固定时间并不能简单通过“双频”或“多频”直接确定。
实际固定时间还会受到以下因素影响:
- 卫星数量和卫星几何结构;
- GNSS信号质量;
- 差分改正数据质量;
- CORS或基站距离;
- 移动网络稳定性;
- 现场遮挡和多路径效应;
- 设备天线和射频性能;
- RTK算法和接收机整体性能。
如果希望了解RTK固定时间的具体影响因素,可以继续阅读 《RTK初始化需要多长时间?影响RTK固定时间的因素详解》。
六、复杂环境下双频和多频有什么区别?
在开阔环境中,GNSS卫星信号通常比较容易接收。但是进入城市峡谷、林区、山区、桥梁附近、建筑物周边、矿山和大型工业设施区域后,GNSS信号可能受到遮挡、反射和干扰。
这时候,RTK手持终端的综合接收能力就非常重要。
获取北斗、GPS、GLONASS、Galileo等GNSS信号。
利用不同频率的观测信息参与高精度解算。
通过CORS、NTRIP或基站获得差分数据。
综合观测数据和差分数据输出高精度定位结果。
因此,在复杂环境中选择RTK设备时,不应该只看频率数量,还应该重点了解天线、抗干扰设计、RTK算法、重新固定能力以及设备的实际应用表现。
七、双频RTK和多频RTK都需要CORS吗?
不一定。
双频还是多频描述的是GNSS观测能力,而CORS属于差分改正数据来源,两者是不同层面的技术概念。
对于网络RTK应用,RTK手持终端通常需要通过4G等移动网络连接CORS服务,并通过NTRIP等方式获取差分改正数据。
如果采用现场RTK基站,则可以通过电台、网络或其他通信方式获取基站差分数据,不一定需要CORS。
| 定位方式 | 差分来源 | 通常是否需要网络 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 网络RTK | CORS / 网络RTK服务 | 通常需要 | GIS、测绘、工程、野外采集 |
| 基站RTK | 现场RTK基站 | 不一定 | 工程施工、测量 |
| 单机GNSS | 通常没有实时RTK差分 | 通常不需要 | 导航、普通定位 |
想进一步了解CORS、NTRIP、基站RTK和单机定位的区别,可以阅读 《RTK手持终端需要CORS吗?网络RTK、基站RTK和单机定位有什么区别?》。
八、高精度RTK手持终端应该如何选择?
对企业采购来说,“双频还是多频”只是RTK手持终端选型中的一个参数。
更合理的采购方式是先确定项目需求,再反向选择设备。
1. 先确定定位精度
如果项目需要厘米级定位,应确认设备是否支持载波相位观测和RTK差分定位,并进一步查看产品给出的水平精度、高程精度、固定时间和重新固定能力。
2. 再确定GNSS系统和频点
不同项目对卫星系统的需求不同。建议确认设备具体支持北斗、GPS、GLONASS、Galileo以及对应频点,而不是只看“全星”“双频”“多频”等宣传描述。
3. 确认差分方式
如果项目使用CORS网络RTK,应确认设备是否支持对应网络连接方式、NTRIP等差分数据传输方式,以及4G/5G通信能力。
4. 确认数据采集能力
如果设备主要用于GIS现场数据采集,需要关注Android系统、GIS软件兼容性、蓝牙、Wi-Fi、USB接口、数据导出以及第三方应用适配能力。
5. 确认户外工业防护
对测绘、工程、矿山、电力和野外调查用户而言,IP67、IP68、防跌落能力、屏幕户外可视性、电池容量以及连续工作时间同样重要。
如果需要系统了解采购参数,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?》。
九、不同应用场景应该选择双频还是多频?
| 应用场景 | 推荐方向 | 重点关注 |
|---|---|---|
| GIS数据采集 | 双频或多频RTK | 定位精度、CORS、数据采集软件 |
| 工程测量 | 根据精度要求选择 | RTK性能、防护、续航 |
| 专业测绘 | 优先考虑高性能多系统GNSS | 多系统、多频、天线、算法 |
| 矿山作业 | 高精度RTK终端 | RTK、通信、防护、稳定性 |
| 林业调查 | 高精度GNSS/RTK | 卫星接收、抗遮挡、续航 |
| 车辆高精度定位 | 双频或多频双天线方案 | RTK、定向、通信协议 |
如果项目主要用于常规GIS、工程和车辆高精度定位,双频RTK已经可以覆盖大量实际需求;如果项目需要面对复杂卫星观测环境,或者对专业高精度定位能力有更高要求,则可以进一步考虑多频RTK方案。
十、全民北斗高精度RTK产品推荐
全民北斗拥有不同形态的高精度定位产品。企业采购时可以根据定位精度、GNSS频率、双天线需求、通信方式、安装方式以及具体行业场景进行选择。
QM580G 北斗高精度手持终端
QM580G面向专业高精度定位应用,支持四星双频RTK,并采用Android系统和IP67防护设计,可选北斗短报文功能。对于需要将高精度GNSS定位与移动GIS、行业应用相结合的项目,可以重点了解该产品。
查看 QM580G 产品详情 →QM200R2 北斗三号双频RTK厘米级定位终端
QM200R2支持北斗三号双频RTK厘米级定位,同时具备4G全网通、全国对讲和IP67防护能力。对于需要高精度定位与移动通信结合的户外项目,可以作为双频RTK终端选型参考。
查看 QM200R2 产品详情 →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,并具备双天线航向、AIM+抗干扰和PX4协议等能力。对于无人系统、机器人、车辆以及需要高精度定位和定向的应用,可以进一步了解其产品配置。
查看 QM43 产品详情 →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通道和JT808协议。对于车辆高精度定位、定向和移动作业项目,可以重点关注该产品。
查看 QM21R 产品详情 →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,可选惯性导航功能,并支持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。
查看 QM12R 产品详情 →十一、采购RTK手持终端还应该关注哪些参数?
如果企业已经确定需要高精度RTK手持终端,建议建立完整的设备参数表,而不是只比较“双频”和“多频”。
对于企业采购而言,真正值得比较的是“设备整体能力”,而不是某一个参数是否更大。
十二、双频RTK和多频RTK常见问题FAQ
双频RTK可以达到厘米级定位吗?
可以。支持载波相位观测和RTK解算的双频GNSS设备,在良好的卫星观测条件和有效差分改正数据支持下,可以实现厘米级RTK定位。
多频RTK是不是一定比双频RTK好?
不一定。多频能够提供更多频率观测信息,但最终性能还受到GNSS芯片、天线、RTK算法、差分数据和现场环境等因素影响。
双频RTK适合GIS数据采集吗?
适合。对于需要高精度定位的GIS现场采集项目,双频RTK手持终端可以结合CORS网络和GIS软件完成现场数据采集。
多频RTK是不是固定速度一定更快?
不能仅根据频率数量判断。RTK固定速度还与卫星数量、卫星几何结构、差分数据质量、信号环境、天线、算法和设备整体设计有关。
RTK手持终端必须连接CORS吗?
不一定。网络RTK通常需要CORS或其他网络差分服务,但基站RTK可以通过现场基站和其他通信链路获得差分数据。
购买RTK手持终端应该优先选择双频还是多频?
应根据项目需求决定。常规GIS、工程和部分车辆定位项目可以选择性能成熟的双频RTK设备;对复杂环境、高精度测绘或专业定位应用有更高要求的项目,可以考虑多频RTK设备。
十三、总结:双频还是多频,关键不是“频率越多越好”
双频RTK和多频RTK都是现代高精度GNSS定位设备的重要技术方案。双频RTK已经能够满足大量厘米级定位应用,而多频RTK可以提供更加丰富的频率观测信息,在部分复杂环境和专业高精度应用中具有一定优势。
选择高精度RTK手持终端,可以记住三个原则
- 不要只看“双频”还是“多频”。
频率数量只是设备性能的一部分。 - 重点确认具体GNSS系统、频点、RTK性能和差分方式。
这些参数与实际项目能否稳定获得高精度定位更加相关。 - 根据实际应用场景选择设备。
测绘、GIS、工程、矿山、林业和车辆定位对终端功能的要求并不完全相同。
对企业采购而言,一台真正适合项目的高精度RTK手持终端,应当在定位精度、GNSS接收能力、通信、数据采集、工业防护、续航以及软件兼容性之间取得合理平衡。
如果正在进行RTK设备采购,可以进一步阅读 《如何选择高精度RTK手持终端?采购时重点看哪些参数?》, 了解从定位精度、GNSS系统、通信方式到工业防护的完整选型方法。