【道生物联TKB-623评估板试用】TK8620 模组实现高性能 RTK 组网

   基站：固定在已知高精度坐标点（需提前通过静态测量获取），通过RTK模组UM982/司南K823接收卫星信号，生成原始观测数据（伪距、载波相位、多普勒等）和差分改正数（如 RTCM 格式）。卫星信号捕获 / 跟踪、原始数据采集、差分数据生成。数据传输模块：基站需将差分数据（如 RTCM 格式）发送给流动站， TK8620 的大功率特性，可以当做无线数传电台，功率射频发射差分信号扩大覆盖范围。
  流动站：搭载 UM982/司南K823，TK8620 模组，同时接收卫星信号和基站发送的差分数据，通过 RTK 算法解算获得厘米级定位结果。核心功能：卫星信号接收、TK8620 模组接收差分数据接收（与基站频段匹配）、实时相位解算与定位输出 数据链路：基于 TK8620 的射频能力，选择合适频段（如 UHF、LoRa 或自定义频段，需符合 regulatory 要求）实现基站到流动站的差分数据传输，支持大功率远距离通信（需注意功率合规性，国家免申请频段）。
       TKB-623作为数传电台的优点：
1. 超远距离通信能力
   采用先进的LoRa扩频技术。这种技术通过牺牲一定的传输速率来换取极高的接收灵敏度（低至-141dBm）。
    经过测试实际表现： 在视距良好、无遮挡的城市或郊区环境中，通信距离可达10公里以上；在理想条件下（如海边、平原），甚至能超过15公里。这远超传统的FSK或GFSK模块，非常适合广域范围内的设备部署。
   2. 卓越的抗干扰和穿透能力
    强抗干扰性： LoRa的扩频特性使其具有很强的抗同频干扰能力。即使在复杂的电磁环境中，或者存在其他无线信号干扰时，也能稳定地解调出有效信号，保证通信链路不中断。
强穿透力： 对建筑物、植被等障碍物有较好的穿透能力。这使得它在城市楼宇之间、工厂车间内部、地下停车场等非视距场景下，依然能保持可靠的通信，这是很多其他无线技术难以比拟。
3. 极低的功耗
    专为低功耗设计： TKB-623在休眠模式下的电流消耗极低，通常为微安级。
4. 高可靠性与工业级设计
    硬件品质： 采用工业级元器件，具有宽温设计（通常支持-40°C ~ +85°C），能够适应恶劣的室外和工业环境，如高温、低温、潮湿、粉尘等。
  5 .链路可靠性： 支持前向纠错等算法，能够自动检测和纠正传输过程中产生的错误位，大大降低了数据的误码率，确保了数据传输的完整性和准确性。强大的网络能力： 支持TDMA-P2P（点对点） 和TDMA-Star（星型网络） 组网模式。特别是TDMA（时分多址）技术，可以有效避免网络内的数据包冲突，在网络负载较重时依然能保持高效、稳定的通信。
  6. 高集成度与易于开发
  内置协议栈： 模块内部已经集成了完整的LoRaWAN协议栈或道生物联的私有协议，用户无需深入了解复杂的底层通信协议，可以像操作串口一样通过AT指令进行配置和使用，大大缩短了产品开发周期。
   7丰富接口： 标准的UART（TTL电平）接口，可以非常方便地与各种MCU（如STM32、Arduino、51单片机等）连接，集成到用户的设备中。
  8. 高性价比
    相比于部署和运营成本较高的蜂窝网络（4G/5G Cat.1/NB-IoT），TKB-623在本地组网、无运营费的应用场景下具有极高的成本优势。用户一次购买硬件，即可长期使用，没有后续的SIM卡流量费用。

二、硬件方案设计
  核心模组选型与外围电路：以高性能单片机和 TK8620模组，UM980为核心，需匹配外围电路。470M天线，高精度 GNSS 天线（支持多星座，如 GPS、北斗、GLONASS），基站需固定安装高增益天线，流动站可选用小型化抗干扰天线；
电源管理：针对大功率发射场景，设计稳定的电源模块（如 DC-DC 转换），避免电压波动影响模组性能；  
  接口电路：单片机和串口（UART）、SPI 或以太网接口，用于数据调试、配置及外接传感器（如 IMU，可选，用于组合导航提升动态性能）。
   基站硬件特性：固定安装，需支持外接基准站坐标输入（通过按键、上位机或网络配置），具备数据存储功能（可选，用于事后分析），射频发射功率可配置（根据覆盖范围调整，如 1-5W）。
   流动站硬件特性：小型化设计，适应移动场景（如车载、手持），需具备低功耗模式（非差分状态下降低功耗），支持定位结果实时输出（如 NMEA-0183 格式，含厘米级坐标）。

  三、软件与算法开发
  基站软件功能：卫星数据处理：通过 UM982 的 API 获取原始观测数据，通过TK8620模组接收已知基准站坐标差分信息，解算差分改正数（如 RTCM 3.x 协议，包含伪距改正、载波相位残差等）。
  差分数据广播：将改正数按固定频率（如 1Hz、10Hz）通过 TK8620 的射频模块广播，需设计数据校验机制（如 CRC）确保传输可靠性；
  状态监控：实时监测卫星跟踪数量、信号强度、差分数据输出状态，异常时报警（如指示灯、蜂鸣器）。
流动站软件功能：
  多源数据融合：同步接收卫星原始数据UM982（TK8620 输出）和基站差分数据（TK8620模组射频接收），通过时间戳对齐（需确保基站与流动站时钟同步，可通过卫星授时或 NTP 实现）；
RTK 解算算法：
   核心：基于载波相位的双差模型，解算整周模糊度（关键步骤，影响定位精度，可采用 LAMBDA 算法或 ARCE 算法）；
  动态优化：针对移动场景，加入卡尔曼滤波（KF）或扩展卡尔曼滤波（EKF），抑制噪声和多路径干扰；
  定位输出：解算完成后，以标准格式（如 NMEA GGA/GST）输出厘米级坐标（经纬度、高程）及定位精度指标（如 HDOP、VDOP）。
  流动站检测到数据丢包时，向基站请求重传（需双向通信支持，或基站周期性重复发送关键数据）。
四、问题点
  流动站动态运动时，模糊度解算易受噪声影响，收敛速度慢。提高RTK的高采样率（如 10Hz 以上），利用多历元数据积累，采用 “初始化 + 动态更新” 策略，初始化阶段通过静态 / 低动态运动快速固定模糊度，动态阶段仅更新相位残差。基站与流动站的时间偏差会导致差分数据与卫星数据失配，影响解算精度。利用 TK8620 的发送UM982 GNSS 授时功能（PPS 脉冲输出），将设备时钟同步到 UTC 时间，确保数据时间戳误差小于 1ms。
  多路径与干扰抑制：城市、山区等复杂环境中，卫星信号易受反射或电磁干扰，导致观测值噪声增大。选用带扼流圈的抗多路径天线；通过小波变换或自适应滤波剔除异常观测值，结合 RTK模组的信号质量指标（如 CN0 值）筛选有效卫星。
   通过以上设计，可基于 TK8620 模组实现高性能 RTK 基站与流动站系统，核心在于平衡大功率通信的覆盖能力与 RTK 算法的解算精度，同时针对实际场景优化抗干扰和动态适应性。