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无人机RTK的差分通讯链路选择方法
大家都知道无人机RTK技术包含了基准站和移动站这两个必要因素，而他们之间还要有实时的通讯链路来传输差分电文，进行位置误差修正，方能得到厘米级的定位导航精度。今天，我们就对差分电文传输（RTK技术的第三个必要因素）说道说道。
RTK技术--高精度杀手锏
RTK（RealTimeKinematic）的工作过程：基准站获得载波相位观测值及其站坐标，通过通讯链路实时播发给在其周围工作的动态用户（即移动站），与动态用户观测的相同历元的载波相位观测值形成双差观测值，消除了大部分相同的误差项，达到厘米级定位导航精度。
图1差分定位过程（基准站-通讯链路-移动站）
差分电文--待运输货物
差分电文就是数据通讯链的运输货物，其格式不仅和通信相关，而且关系到定位精度。
常用差分协议有RTCM、CMR、RTCA，针对特定需求，RTCM和CMR还有扩展协议。RTCA适用于局域差分和广域增强系统，CMR适应低带宽通讯链，RTCM数据容错率强且对GNSS系统支持最佳。
当前最适用于无人机RTK的是国际海运事业无线电技术委员会（RTCM）差分电文的以下两个版本。
RTCM差分电文帧长随电文类型不同而不同，同类电文可能由于卫星数的不同也不相同。
四星座双频接收机进行观测，V3.x版本的差分电文数据量不大于1kB/s；不同电文类型的发送频率也不相同，但基本在0.1~2Hz的发送频率范围内。
结合RTK测量的实时性以及实际应用场景，决定了适用于差分电文传输的方式，主要有：单边协议广播的电台和星站差分，点对点双边数据传输的网络差分。
电台差分--短距离传输
电台差分传输普遍采用特高频（UHF，300~3000MHz）信号，具有穿透性强，分米波天线长度适合，UHF终端轻小的特性。
特高频信号以地面空间波进行传播，使用电离层和地面反射进行传输，绕射性差，须满足"准光学通视"，覆盖面较大，但森林、山体、高建筑物有遮挡影响。
一般地，数传电台"定频"工作，易受干扰，也易被敌方窃获。"跳频通信"技术应运而生，其通信频率按照约定的规律和速度来回跳变，但在某一瞬时，仅工作在一个频率上。
跳频系统采用躲避的方法抗同频干扰，若频道数很多，则影响不严重。跳频系统通过缩短每一跳的驻留时间来抗多径干扰，在多径信号没有到来之前已开始接收下一跳信号。
罪案剧《白夜追凶》中，雨夜车震案凶手王志革侵入刑侦支队，使用了针对对讲机的无线电干扰，支队长愤怒地打电话叫小汪切换到"第二行动频道"，并要求技术队撤除干扰器，但直到王志革主动将带在身边的干扰器关闭才恢复了通信。可见，干扰信号瞄准性过强时，切换频道通讯也会受到干扰。
网络差分--远覆盖传输
就覆盖范围而言，电台差分相当于手持式扩音器，网络差分则相当于广播系统。大家应该都收听过校园广播，看不到播音员长什么样，却能在校园各角落通过分布在楼顶、墙边、草丛等的音箱收听到甜美的声音；而通过手持式扩音器收听讯息的时候，你总能或近或远地看见发声人。
这就是同电台差分优劣互补的网络差分了，只要有移动运营商网络覆盖的地方，就可以进行差分电文传输。
网络差分RTK测量应用最广泛的是CORS（连续运行参考站系统），各省、市、行业已有建立，用户通过带有网络通讯模块的终端即可进行RTK作业。
我们需要了解下移动运营商通信制式。GPRS是2G通信升级的一种分组交换数据传输，信道资源共享，适合突发性、频繁的小量数据传输。
3G网络数据通讯相较于2G提供了更高速数据业务和更宽广的网络覆盖。
4G网络数据通讯具有50倍于3G网络的下行传输速度，同时大大降低网络传输延迟。
GPRS制式正在被运营商逐渐淘汰中，而3/4G网络的覆盖仍占据主流。
星站差分--远覆盖运输
为达到RTK厘米级精度，高度依赖于始终保持的差分数据链路；面对如戈壁、沙漠、海洋等无线通讯条件差的环境，将需要新的差分定位技术。
星站差分系统与CORS系统构成类似，不同的是卫星跟踪站替代了地面参考站，差分数据播发链路更换为通讯卫星。
星站差分系统示意图
通讯卫星传播覆盖面广，能实现宽广的数据广播，但卫星跟踪站分布密度低、差分传输采用卫星通信，其测量精度和结果收敛速度均低于CORS系统。仍需要大量资金和技术投入，目前在国内尚未能普及。
无人机RTK系统
无人机RTK差分系统提供电台差分、网络差分以及电台和网络自主切换3种差分电文传输方式。
系统内置了频段符合《中华人民共和国无线电频率划分规定》的适用无人驾驶航空器的跳频电台，频率840.5~845MHz，功耗1W，跳频通道数64，工作距离5公里。内置全网通网络，满足移动、联通3G制式以及移动、联通、电信4G制式工作，平均功耗约2W。
较为稳定的方案是使电台和网络同时工作，提供差分双保证，预防差分数据链路的丢失。
无人机RTK差分系统