RTK为何使用广播星历即可实现高精度差分定位

说到RTK，我们就会知道双差，即星间和站间差分。通过星间差分可以消掉接收机相关的误差，如接收机钟差等频率无关项误差，通过站间差分可以消掉卫星钟差频率无关项误差。

但是卫星轨道误差的影响有没有消掉呢。因为这个站星几何距离是通过根号下求解。乍一看是消不掉的，感觉上会有影响。我们来具体分析一下。

正常来讲，轨道在短期内是比较稳定的，不会突然上下大幅度波动，也可以说比较平滑。这与卫星钟差一样，一般卫星钟都是高精度的氢钟，铷钟，铯钟，这些钟都有很好的短稳性，也就是虽然你计算卫星钟发射时间对应的卫星钟差有所差别，其实短期内是相差不大的，所以采用广播星历计算卫星钟差，只要发射时间相差不是太大，那么这些卫星钟差其实对定位是没啥影响的。这就是卫星钟短期稳定性。说这个的目的就帮助理解轨道。

轨道在短期也是稳定的，不管你是用广播星历求解的还是精密星历求解的。其实广播星历和精密星历之间的差异是一个较大的系统性误差和随机误差之和。这是一个缓变的过程。如下图所示，GPS和BDS的站星几何距离通过精密星历求解的结果与通过广播星历求解的结果之差可以看出，虽然相差较大，但这个较大的差值可以认为是一个系统性偏差，扣除掉系统性偏差，剩下的残余变化在短期内的变化是非常小的，1秒内的最大变化量不到一厘米。

图来自王甫红老师的2020年武大学报文章。

那么在RTK解算时，首先利用接收机站和广播星历对某个卫星算一个站星几何距离，同样基准站也对该颗卫星用广播星历算一个站星几何距离，那么两个站在视线方向上的omc都是扣掉了自身的站星几何距离，那么单站的omc残差里面肯定包含了广播星历和精密星历的那种共同的系统性偏差（此时还没法消掉），在下一步的站间单差的时候，也就是参考站的omc和基准站的omc做差，此时共同的系统性偏差就被干掉了，剩下的就是星历的残差项，这个残差项非常小，100公里以内短基线的RTK影响不到1毫米，所以基本上是可以忽略不计的。但是对于长基线来讲，这个偏差可能就会有影响，因为还包括电离层对流层残差，所以并不能完全消除星历误差，此时可以考虑使用精密星历。但这是又无法做到实时，只能事后处理。