一、什么是RTK？

RTK，英文全名叫做Real-time kinematic，也就是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。這是一個(gè)簡(jiǎn)稱，全稱其實(shí)應(yīng)該是RTK（Real-time kinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）載波相位差分技術(shù)。

二、RTK的組裝

如上圖所示，這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)RTK組網(wǎng)。
其中，除了衛(wèi)星之外，RTK系統(tǒng)包括兩個(gè)重要組成部分——基準(zhǔn)站和流動(dòng)站。
兩個(gè)站都帶有衛(wèi)星接收機(jī)，可以觀測(cè)和接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)。顧名思義，基準(zhǔn)站是提供參考基準(zhǔn)的基站。而流動(dòng)站，是可以不斷移動(dòng)的站。流動(dòng)站其實(shí)就是要測(cè)量自身三維坐標(biāo)的那個(gè)對(duì)象目標(biāo)，也就是用戶終端。

三、RTK定位過(guò)程

第①步，基準(zhǔn)站先觀測(cè)和接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)；
第②步，基準(zhǔn)站通過(guò)旁邊的無(wú)線電臺(tái)（數(shù)據(jù)鏈），將觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給流動(dòng)站（距離一般不超過(guò)20公里）；
第③步，流動(dòng)站收到基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)的同時(shí)，也觀測(cè)和接收了衛(wèi)星數(shù)據(jù)；
第④步，流動(dòng)站在基準(zhǔn)站數(shù)據(jù)和自身數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)相對(duì)定位原理，進(jìn)行實(shí)時(shí)差分運(yùn)算，從而解算出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)及其精度，其定位精度可達(dá)1cm~2cm。

四、RTK技術(shù)在毫米波雷達(dá)中的應(yīng)用

RTK包括哪些工作
咱們所說(shuō)的RTK模塊，其實(shí)是基于RTK技術(shù)所做的一個(gè)校準(zhǔn)測(cè)試。項(xiàng)目初期可以根據(jù)雷達(dá)RTK測(cè)試結(jié)果給客戶展示雷達(dá)探測(cè)效果；后期針對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景進(jìn)行算法程序的優(yōu)化。

五、RTK系統(tǒng)說(shuō)明

本套真值方法由上海華測(cè)導(dǎo)航技術(shù)股份有限公司生產(chǎn)的CGI-610(修訂20200108)厘米級(jí)組合導(dǎo)航系統(tǒng)，來(lái)提供基準(zhǔn)時(shí)間和距離真值。CGI-610由1個(gè)基站、2組定位天線、2組定向天線、2組主機(jī)（IMU）、3個(gè)電臺(tái)組成，通過(guò)本系統(tǒng)可以獲取目標(biāo)車在自車坐標(biāo)系中的橫向位置、縱向位置、橫向速度、縱向速度和航向角。目標(biāo)車的長(zhǎng)度是4.4米，寬度是1.7米。

把1號(hào)GPS定位天線、1號(hào)GPS定向天線、1號(hào)移動(dòng)電臺(tái)和1號(hào)主機(jī)安裝在自車上，把1號(hào)GPS定位天線、1號(hào)GPS定向天線、1號(hào)移動(dòng)電臺(tái)分別連接在1號(hào)主機(jī)（IMU）上。把1號(hào)主機(jī)數(shù)據(jù)，通過(guò)CAN線傳給雷達(dá)，雷達(dá)的數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)傳給自車的PC上。
把2號(hào)GPS定位天線、2號(hào)GPS定向天線、2號(hào)移動(dòng)電臺(tái)和2號(hào)主機(jī)安裝在自車上，把2號(hào)GPS定位天線、2號(hào)GPS定向天線、2號(hào)移動(dòng)電臺(tái)分別連接在2號(hào)主機(jī)（IMU）上。
把2號(hào)主機(jī)的數(shù)據(jù)，通過(guò)CAN盒傳到目標(biāo)車的PC上。

如圖3所示為GNSS天線裝載在測(cè)試車輛上的三視圖，圖中定義并標(biāo)識(shí)出了Ｘ、Y、Z相對(duì)于測(cè)試車輛的具體方向，其中每個(gè)定義箭頭所指示的方向都為正方向。

六、RTK參數(shù)設(shè)置

1、目標(biāo)車相關(guān)參數(shù)設(shè)置

從RTK系統(tǒng)中傳出來(lái)的位置等信息是定位天線的位置信息，因此通過(guò)目標(biāo)車定位天線到車四邊緣的距離(targetLoUp\ targetLoDown\ targetLaLeft\ targetLaRight)、目標(biāo)車RTK真值和目標(biāo)的航向角，便可以通過(guò)坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)平移計(jì)算出目標(biāo)車四個(gè)角點(diǎn)的真值，計(jì)算方法見(jiàn)3.2第二點(diǎn)。如圖4展示了需要測(cè)量的參數(shù)。

2、自車相關(guān)參數(shù)設(shè)置

通過(guò)坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)平移將目標(biāo)車的RTK坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到以自車定位天線為原點(diǎn)的坐標(biāo)系下，而雷達(dá)航跡位置是以后軸中心為原點(diǎn)，因此需要將目標(biāo)車RTK坐標(biāo)平移到自車的后軸中心；為此需要測(cè)量自車定位天線到后軸中心的橫向距離egoCarLa和縱向距離egoCarLo，示意圖如圖5；

3、自車角度補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置

雷達(dá)通過(guò)方位角標(biāo)定方法得到雷達(dá)安裝的角度誤差，如圖6中的角b，并且補(bǔ)償?shù)近c(diǎn)云的方位角中，此時(shí)雷達(dá)的航跡通過(guò)標(biāo)定都補(bǔ)償?shù)搅俗攒囍休S方向。由于自車的兩個(gè)RTK天線是人工裝的，兩個(gè)天線的連線與自車中軸有一個(gè)角度誤差，如圖6中的角c，因此自車的航向角需要補(bǔ)償一個(gè)角度c。

七、RTK時(shí)間同步方法

由于本方案涉及到組合導(dǎo)航和1個(gè)毫米波雷達(dá)組成，在用組合導(dǎo)航的結(jié)果來(lái)評(píng)估毫米波雷達(dá)準(zhǔn)確性之前，需要左右的信息統(tǒng)一到一個(gè)時(shí)空坐標(biāo)系下。本方案的時(shí)間基準(zhǔn)是主雷達(dá)感知時(shí)刻，空間坐標(biāo)系是自車坐標(biāo)系，空間坐標(biāo)原點(diǎn)是自車后軸中心。
1、時(shí)間同步
由于組合導(dǎo)航的時(shí)間已經(jīng)經(jīng)過(guò)CGI-610系統(tǒng)統(tǒng)一到了世界時(shí)間上，所以只需要采用硬線IO脈沖同步授時(shí)的方式，把組合導(dǎo)航的時(shí)間同步到主雷達(dá)時(shí)間上。RTK和雷達(dá)到IO脈沖的時(shí)間不一樣，此時(shí)需要計(jì)算兩者到IO脈沖時(shí)間差，補(bǔ)償?shù)絉TK目標(biāo)的橫縱向位置上。

八、RTK數(shù)據(jù)處理流程

1、參數(shù)設(shè)置

設(shè)置目標(biāo)天線到車身四邊緣的距離targetLoUp\ targetLoDown\ targetLaLeft\ targetLaRight、自車天線到后軸中心的偏置(egoCarLa\egoCarLo)、自車角度補(bǔ)償(Yaw)、航跡和RTK參考點(diǎn)標(biāo)志accuracyPointFlag等信息。目前可以通過(guò)上位機(jī)

2、將RTK數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為內(nèi)部協(xié)議數(shù)據(jù)

該步驟主要是將采集的RTK數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為符合內(nèi)部協(xié)議的格式。

3、將RTK數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為世界坐標(biāo)系下

該步驟主要將采集的RTK數(shù)據(jù)（經(jīng)緯度等信息）轉(zhuǎn)為世界平面直角坐標(biāo)系下

4、將目標(biāo)信息旋轉(zhuǎn)到自車坐標(biāo)系下

該步驟主要將世界坐標(biāo)系下的目標(biāo)信息通過(guò)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)平移方法（公式1、公式2）轉(zhuǎn)換到自車坐標(biāo)系下。

5、RTK匹配雷達(dá)航跡

利用轉(zhuǎn)換到自車坐標(biāo)系后的目標(biāo)真值信息去關(guān)聯(lián)位置最近的雷達(dá)目標(biāo)，并獲取航跡的ID。

6、計(jì)算RTK和航跡誤差

該步驟主要計(jì)算目標(biāo)的真值信息和航跡目標(biāo)橫縱向距離、橫縱向速度、橫縱向加速度、航向角的差值

7、保存誤差

將上一步計(jì)算的各個(gè)屬性誤差保存成hex文件，方便用Matlab統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。

九、RTK數(shù)據(jù)校驗(yàn)方法

1、采集靜止目標(biāo)數(shù)據(jù)

自車靜止停正，分別采集目標(biāo)車在本車道前方5m、10m和15m數(shù)據(jù)、目標(biāo)車在左右旁車道前方10m數(shù)據(jù)。示意圖如下：

2、采集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)數(shù)據(jù)

采集自車靜止目標(biāo)車40kph本車道、左右旁車道遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)、自車靜止目標(biāo)車60kph左右旁車道從遠(yuǎn)處靠近數(shù)據(jù)。示意圖如下：