拆解一款RTK接收机硬件

世界上主要的航天国家都有建设自己的卫星导航系统。不光美国有GPS，俄罗斯有格洛纳斯，欧洲也在建立他们的伽利略系统，日本和印度也分别有这样的规划和行动。关键产品、关键技术，如果不掌握在自己手里，特别像北斗卫星导航系统这样一个非常重要的国家基础设施，将像沙漠里头的高楼大厦，没有基础是不牢靠的。五十五颗北斗卫星环绕琼宇，是名副其实的“巨星天团”.卫星导航系统是一个高精度的太空时间和空间的太空灯塔，那么高精度就体现在它自身的参数上，一定是稳定的、准确的。在系统设计上，北斗实际上采用的空间星座，跟美国GPS和其他几个卫星导航系统不一样。美国的GPS只有两万多公里的中圆轨道的MEO卫星，我们中国的北斗同时还有在三万六千公里高度，GEO卫星和IGSO卫星，相对于地球的固定关系和相对的区域关系，它在形成区域的服务能力上有巨大的优势。一般的卫星导航系统它只提供导航定位和授时的服务，中国的北斗卫星有了更多的功能，如短报文、通信位置报告、星基增强等等。

在央视开讲了，北斗三号系统卫星系统总设计师林宝军展示了一幅分布图，图上有31颗北斗系统可见星，比另外三大导航系统GPS、格洛纳斯和伽利略的卫星相加都多。“可见的星越多，定位速度就越快，精度也会更高。根据《2022 中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示，2021 年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到 4690 亿元，较 2020 年增长 16.29％。其中，包括与卫星导航技术研发和应用直接相关的芯片、器件、算法、软件、导航数据、终端设备、基础设施等在内的产业核心产值同比增长约 12.28％，达到 1454 亿元人民币，在总体产值中占比为 31％，增速高于上一年。2022年中国北斗接收机市场规模达到了约200亿元人民币，同比增长约30%。其中，高精度产品市场规模约为60亿元人民币，同比增长约50%；低精度产品市场规模约为140亿元人民币，同比增长约27%。

RTK（Real-time kinematic Receiver）接收机，即实时动态载波相位差分全球导航卫星系统（GNSS）接收机，是一种高精度定位技术的关键设备。它主要应用于需要高精度定位的场景，如地形测量、建筑施工、农业自动化、无人机导航、自动驾驶车辆等领域。   

工作原理

RTK技术基于两个接收机：一个作为基准站（Base Station），另一个作为流动站（Rover）。基准站接收机固定在已知精确位置上，连续收集卫星信号，并通过无线通信方式（如无线电、GPRS、4G/5G或网络RTK服务）向流动站发送载波相位观测量和修正信息。流动站接收机同时接收来自卫星的信号及基准站的差分数据，通过实时处理这些数据，能够消除或显著减少由大气延迟、多路径效应等因素引起的定位误差，从而实现厘米级的定位精度。它通过利用在基准站和接收站间的差分处理，消除大气延迟、卫星轨道误差等因素对定位精度的影响。然而，仅仅进行差分处理是不够的，数据处理技术在RTK实时差分定位中扮演着重要的角色。   

在导航系统领域，RTK实时差分定位的应用前景广阔。通过结合地理信息系统（GIS）、无人驾驶和航天等领域，可以实现更为精准的定位和导航服务。RTK实时差分定位的精度提升和数据处理技术的不断创新将进一步推动定位技术的发展。RTK实时差分定位的精度提升离不开数据处理技术的支持。多路径效应、大气延迟等因素对定位精度的影响需要通过合适的数据处理方法进行校正。未来，随着技术的不断发展，RTK实时差分定位将在更多领域发挥作用，为人们的生活带来更多便利。         
  在RTK实时差分定位中，数据处理的主要目标是提高定位的精度和可靠性。一种常见的方法是利用多频观测数据来降低多路径效应的影响，并通过信噪比优化算法来提高定位精度。此外，精确的天线设计和时钟校准也可以在数据处理中起到关键作用，进一步提升定位的精度。

主要特点

1.高精度：RTK技术可提供实时厘米级至亚分米级的定位精度，远高于普通GNSS接收机。

2.实时性：数据处理和校正实时进行，适合需要即时高精度位置信息的应用。   

3.动态定位：适用于移动中的物体定位，如车辆、无人机等。

4.兼容性：现代RTK接收机通常兼容多个卫星导航系统，如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等，以提高可用性和精度。

5.网络RTK服务：随着技术进步，越来越多的RTK接收机支持使用网络RTK服务（如CORS网络），无需自建基准站即可在全球范围内获得高精度定位。

下面拆解一款大几千RTK接收机硬件:    

正面    

反面

主要硬件：

1.UB482   

UB482是一款由和芯星通（Unicore）基于Nebulas-II高性能高精度GNSS系统级芯片开发的多系统、多频段、高精度定位定向板卡。这款板卡设计用于需要高精度定位与定向应用的场景，如无人机、自动驾驶车辆、测量仪器、精准农业等领域。其特点包括：

·多系统支持：能够同时接收GPS、北斗、GLONASS等多个全球导航卫星系统的信号，实现更广泛的卫星覆盖和增强的定位可靠性。

·多频点接收：通过接收不同频率的卫星信号，可以有效消除电离层延迟等误差，进一步提升定位精度。

·高精度定位与定向：提供厘米级的定位精度及高精度的航向角输出，适用于需要高精度导航和定向控制的应用。

·RTK差分定位能力：支持实时动态差分（RTK）技术，通过与基准站配合使用，可实现更高的定位精度。

·紧凑型设计：其紧凑的尺寸适合集成到各种设备中，便于携带和安装。   

·广泛的应用范围：适用于各种专业领域，包括但不限于测绘、地质勘探、无人机导航、智能交通系统等。

根据最近的在线信息，UB482的价格大约在1100.00元人民币左右，这是大头。

2.物料网模组：

Air720模块是一款带分集接收功能的4G多模无线通信模块，Air720H支持GSM/WCDMA/FDD/TDD，几乎能够满足所有的M2M的需求，如：包括汽车及个人追踪服务、无线POS机、智能计量、工业级PDA以及其它物联网应用需求。

3）4G模组供电

通过丝印查询得知：LMR23630 SIMPLE SWITCHER 是TI 一款易于使用的 36V、3A 同步降压稳压器，具有 4V 至 36V 的宽输入 电压范围，适用于从非稳压源进行电源调节的各种工业 应用。该器件采用峰值电流模式控制来实现简单控制环 路补偿和逐周期电流限制。它具有 75μA 的静态电 流，因此适用于电池供电型系统。凭借 2μA 的超低关 断电流，可进一步延长电池使用寿命。内部环路补偿意 味着用户不用承担设计环路补偿组件的枯燥工作。这样 还能够最大限度地减少外部元件数。该器件可选用恒定 频率 FPWM 模式，在轻载条件下实现小输出电压纹 波。该器件的扩展系列产品 (HSOIC) 能够以引脚对引 脚兼容的封装（可用于实现简单且优化的 PCB 布局） 提供负载电流为 1A (LMR23610) 和 2.5A (LMR23625) 的选件。利用精密使能端输入可以简化稳压器控制和系 统电源时序。保护特性包括逐周期电流限制、间断模式 短路保护和过多功率耗散而引起的热关断。

4.蓝牙通讯，可以通过手机进行RTK参数配置与读取。这个接收机用的型号：Realtek RTL8761ATV-CG 是一款高度集成的单芯片蓝牙 2.1/3.0/4.0 控制器，带有 UART 接口。它在单个芯片中结合了 BT 协议栈（LM、LL 和 LE）、BT 基带、调制解调器和 BT RF。   

RTL8761ATV-CG蓝牙控制器兼容蓝牙核心规范v4.0，支持双模式（BR/EDR + AMP + Low Energy Controllers）。它与以前的版本兼容，包括 v2.1 + EDR 和 v3.0 + HS。对于 BR/EDR，它支持 scatternet 拓扑，并允许从模式和主模式下的活动链路。对于低能耗，它支持多种状态并允许主模式下的活动链接。BR/EDR 和 LE 中的链路可以同时处于活动状态。 

5. RTK接收机用的单片机,提供通讯接口逻辑转换。

STM32F405RGT6TR是ST意法半导体的一款基于高性能 Arm Cortex -M4 32 位 RISC 内核，工作频率高达 168 MHz的微控制器。Cortex-M4 内核具有浮点单元 (FPU) 单精度，支持所有 Arm 单精度数据处理指令和数据类型。它还实现了全套 DSP 指令和内存保护单元 (MPU)，从而增强了应用程序的安全性。参数。核心：Arm 32位Cortex - M4 CPU，带FPU，自适应实时加速器（ART Accelerator）允许从闪存执行0等待状态，频率高达168 MHz，内存保护单元，210 DMIPS/1.25 DMIPS/ MHz (Dhrystone 2.1) 和 DSP 指令。   

RTK（Real-Time Kinematic）接收机之所以价格较高，大概主要是因为以下几个原因：

技术复杂性：RTK接收机采用了高精度的全球导航卫星系统（GNSS）技术，能够实现厘米级甚至毫米级的定位精度。这要求接收机内部集成有先进的处理芯片和算法，能够实时处理来自多个卫星的信号，进行精密的载波相位观测量解算，以及实施复杂的误差修正技术，如电离层延迟、对流层延迟校正等。   

硬件成本：为了达到高精度和稳定性，RTK接收机通常采用高质量的天线和射频前端组件，这些组件能够有效过滤噪声，提高信号接收质量。此外，内置的高性能处理器和存储器也增加了成本。

软件研发：除了硬件，RTK接收机还需要复杂且不断优化的软件算法支持，包括实时动态差分计算、卫星信号跟踪与处理、以及与基准站的数据通信协议等，这些软件的研发和维护需要大量的人力和资金投入。

服务支持：购买RTK接收机往往包含了后续的服务支持，比如CORS（Continuously Operating Reference Station）网络服务，提供差分数据以增强定位精度，这些服务的建设和运营成本也会反映在设备价格中。

专业市场：RTK接收机主要应用于测绘、建筑施工、农业自动化、无人机导航等专业领域，这些行业对定位精度有着极高的要求，愿意为此支付相对较高的费用。

研发投入与专利费用：在GPS、GLONASS、Galileo、北斗等多系统兼容、抗干扰、快速初始化等方面，制造商需要持续进行技术研发并可能需要支付相关的专利费用。

RTK接收机的高昂价格是其技术含量、制造成本、配套服务以及所面向市场的专业需求共同决定的。希望社区专家小伙伴一起努力，把北斗系统和应用做的更好，大家一起努力吧！！！