高精度GNSS - RTCM协议

        在使用普通GPS或者北斗定位时定位精度一般10米左右，若使用了双频GNSS这时定位精度可以达到1~3米，当使用RTK这类差分GNSS时定位精度可达到10厘米量级。协议而RTCM是用于差分GNSS传输差分数据的通信通信协议。

目录

1. 差分GNSS（RTK）架构

2. RTCM协议

2.1. 协议历史版本

2.2. 协议

2.2.1. RTCM传输层

2.2.2. RTCM表示层

2.3. RTK

2.4. AGNSS

2.4.1. GPS星历示例

2.4.2. GLONASS星历

2.4.3. 北斗星历

2.4.4. 伽利略星历

3. 参考资料

1. 差分GNSS（RTK）架构

RTK定位系统框图

        相对普通GNSS定位，差分GNSS-RTK中存在参考基站，参考基站实时将观测到定位卫星信号的载波相位相关信息传输给移动站，从而完成完成10cm级别精度的高精度定位。在RTK定位系统框图中新增了一个设备和一条传输协议，一个是固定位置的参考基站，另外一个是传输载波相位的RTCM协议。

2. RTCM协议

        RTCM全称为：Radio Technical Commission for Maritime Services，是一个为无线电技术在海事服务中应用而制定的一套标准协议。尽管起初RTCM标准是为海事通信和导航设计的，但其现在广泛应用于各种GNSS（全球导航卫星系统）相关领域，特别是在差分GPS（DGPS）和实时运动测量（RTK）系统中。

2.1. 协议历史版本

        截至目前RTCM已经发布了约8个版本，最新版为RTCM 10403.4，即V3.4版本。第一个版本V1.0于1985年发布，此版本并为被广泛采用。1990年发布V2.0版本，该版本只有伪距差分的信息，并没有载波相位，主要为导航应用服务。随后为了满足载波相位差分技术的需求，1994年正式公布了v2.1版本，1997年的v2.2版本支持了俄罗斯GLONASS差分电文。最后更新到2.3版本于2001年8月发布。

        2004年标准V3.0引入了一种针对RTK、多星系的全新电文格式，该格式使用可变长度格式来提高效率并增加可发送的电文数量，这对于实时差分非常重要。版本3.1的命名也更改为RTCM 10403.1，截至目前最新版本为V3.4(即10403.3)，V3版本如下：

V3版本更新日志

2.2. 协议

        RTCM基于OSI 开放模式设计，但并未指定物理层和数据链路层。其中物理层定义了RTCM 10403消息数据如何在电气和机械级别上传输；数据链路层定义了如何在物理层上编码 RTCM 10403 消息数据流（流量控制、分组、加密或额外的错误检查）。RTCM中并未指定具体的物理层和数据链路层，这两层由服务提供商根据应用提供该层的实现。

2.2.1. RTCM传输层

传输层数据帧结构

前导码	保留	长度	表示层内容	CRC
8 bits	6 bits	10 bits	n bytes	24 bits
固定0xD3	默认：0x00，未来可能表示版本号	表示层内容长度，单位byte	0~1023，由长度确定	CRC-24Q

2.2.2. RTCM表示层

        RTCM协议中并未直接明确表示层的基础格式，但基本都符合以下数据格式：

消息类型	基准站ID	内容
12 bits	12 bits	Nb

2.3. RTK

        RTCM 版本 3 消息类型：

1001 型，GPS L1 码和相位。

1002 型，GPS L1 码，相位和模糊度以及载波噪声比。1003 型，GPS L1 和 L2 代码和相位。

1004 型，GPS L1 和 L2 码，相位和模糊度以及载波噪声