一、前言

前几天在写博客关于基线长度对双天线GNSS测姿精度的影响时，自己设想了下如何解算双天线航向。这两天注意到RTKLIB有moving-base定位模式，针对的便是动基站的情况，并且在配置中有基线约束的相关设置，于是便想用数据简单测试看看。

这篇博客主要是对moving-base定位的简单测试，以及由此引发的一些思考。

一般我自己动手之前，都会搜搜看有没有其他博主已经有一些测试分享，感兴趣的也可以看看：
(1) 奔跑的橘子：
rtklib中的基线约束应对观测条件糟糕的GNSS数据

(2) rktlibexplorer:
Moving-base solutions (part 2)
Exploring moving-base solutions

二、moving-base在处理上的区别

根据rktlibexplorer博主的总结，moving-base模式相比于kinematic模式有以下主要区别（具体可以看手册和代码）：

1. 每个历元基站的位置为其单点定位的位置
2. 对基站、移动站量测量的时间同步会有更严格的要求，最大的时间差小于1.01s，max age的配置不起作用
3. 配置中可以增加基线约束，可以设置基线长度以及其标准差
4. 配置中可以增加卡尔曼滤波器的迭代次数

三、测试数据及结果

1. 测试数据

我使用的是rktlibexplorer在上述两篇博客中的数据，作者在文中也给出了数据下载链接，感兴趣的可以自己下载测试。

• 这组数据包含两个接收机的数据（ublox MT8），数据为单频，只有GPS、GLONASS和SBAS，需要自己将ubx数据转换为RINEX。
• 数据是在皮划艇上采集的，初始和结束的时候皮划艇貌似有点翻了，所以数据不太好。

2. 参数配置

因为配置的结果输出选择的enu-baseline，所以对于基线固定的双天线，结果会是一个圆圈。根据这个圆圈，其实可以直接算航向。

我使用的软件版本是rktlibexplorer最新的RTKLIB demo5 b34g。在他更新的版本中，如果将定位模式设置为moving-base，那么“Rec dynamic”是灰的，不能更改（具体原因在后面解释）。

我在作者原本配置文件的基础上，将定位模式改为了moving-base，分别看了下“加基线约束”和“不加基线约束”的情况，结果如下图。固定率上其实差别不大，只是加了约束之后，开始的时候那段不太好的数据，由于基线约束，所以也在圆上了。

下图中可以看到，圆上其实有很多跳点，我暂时没有深入debug。

此外，我也试了下将定位模式设置为“Kinematic”，定位结果如下图。事实上，定位结果比用moving-base看起来更好，而且rktlibexplorer也更加推荐即使在动基站的情况，也使用Kinematic模式来做定位。

四、一些思考与总结

经过上述测试，个人的一些思考和总结如下：

（1）为什么"moving-base“模式要把“Rec dynamic”设为“OFF”？

最开始rktlibexplorer用moving-base结果并不好（几乎没有固定解），后来他发现在moving-base模式下，需要把“Rec dynamic”设为“OFF”。究其原因，“Rec dynamic”的本质是在卡尔曼滤波中增加了速度、加速度状态量。由于在moving-base模式下，每个历元基站都用的单点定位的位置，会造成加速度变化比较大，但是卡尔曼滤波中其实加速度的一步预测还是它原来的值，所以在卡尔曼滤波器中把加速度的变化给滤掉了，造成结果较差。

（2）为什么即使是动基站，也可以使用kinematic模式来定位？
因为差分的本质是求基线向量，而不是移动站的绝对位置。载波相位双差方程里面，未知数其实只有基线和模糊度。虽然基站在动，但是只要移动距离不要太远（几公里以内），对双差方程里line of sight的计算影响其实很小。所以基站位置设置的只要不是差特别远，对基线的求解其实影响不大。

（3）为什么测试中“kinematic”模式会比“moving-base”结果好？
因为我没有深入调试和测试，所以只能从感觉出发来分析，说得不一定是对的。在moving-base中将“Rec dynamic”设为“OFF”，每次卡尔曼滤波的一步预测，会将移动站的位置设置为单点定位的位置，其实这样一步预测的误差是很大的，对滤波结果以及后续的模糊度固定其实会带来一定的影响。在kinematic中，设置为“ON”，会用速度状态量来对位置进行一步预测，相比来说其实是更加准确的。

（4）有什么办法能提高moving-base的性能呢？
有一些想法，但是目前没有实践过。比如卡尔曼滤波器里移动站位置状态量改为基线，移动站速度状态量改为基线速度。比如不用卡尔曼滤波。