1.1 简介
RTKLIB是一个用于全球导航卫星系统（GNSS）标准定位和精密定位的开源项目，由日本东京海洋大学的高须知二（Tomoji Takasu）开发。它由一个核心程序库和多个命令行程序与界面程序组成。
1.1.1 RTKLIB组成
RTKLIB 界面程序包括以下内容，可以直接使用编译好的程序，也可以用作者提供的 Qt 和 C++ builder 两套界面程序的源码自己编译。
图1.1-1 RTKLAUNCH 主界面与应用程序图标
- rtklaunch：界面程序启动器，界面如上，用来启动 RTKLIB 的主要 GUI 应用程序；
- rtkget：下载 GNSS 数据，包括 OBS、EPH、ATX、CLK、DCB 等多种文件，可同时下载起止时间内多个机构、多个测站的数据，不过下载速度可能较慢；
- rtkcov：GNSS 数据格式转换，把采集的接收机原始数据转成 RINEX；
- rtkplot：原始数据绘图与解算结果绘图，可以用来进行原始数据质量分析、结果精度分析、结果轨迹绘图；
- rtkpost：后处理定位解算，传入原始观测文件、星历文件和其它改正信息文件，设置好解算选项进行后处理操作；
- rtknavi：实时定位解算，接通导航数据流，实时定位解算绘图；
- strsvr：数据流的连接、转换与播发；
- srctblbrows：NTRIP 资源列表浏览器。
命令行程序的功能和界面程序功能基本对应。界面程序便于使用，命令行程序代码则便于学习与二次开发；可以通过界面程序学软件的用法，理解程序运行逻辑。然后再通过阅读命令行程序的源码，来更深入地理解。命令行程序还有一个优点就是便于通过脚本进行批处理。
- rnx2rtkp：后处理定位解算，功能类似 rtkpos。
- rtkrcv：实时定位解算，功能类似 rtknavi。
- str2str：数据流的连接、转换与播发，功能类似 strsvr。
- convbin：数据格式转换，功能类似 rtkcov。
- pos2kml：定位结果转谷歌地图数据格式。
1.1.2 支持的星座
RTKLIB支持GPS[1][2][3]、GLONASS[4]、Galileo[5]、QZSS[6]、北斗[7]和SBAS[8]等卫星导航系统。
1.1.3 定位模式
RTKLIB支持多种GNSS实时和后处理定位模式：
| 定位类别 | 模式类型 | 特点 |
|---|---|---|
| 伪距定位 | Single - 伪距单点定位 | 单接收机定位，精度较低。 |
| DGPS/DGNSS - 伪距差分 | 参考站修正伪距，提高精度。 | |
| 载波相位定位 | Kinematic - 载波动态相对定位（动态RTK） | 流动站动态定位，适合车载，需实时解模糊度。 |
| Static - 载波静态相对定位（静态RTK） | 两站静止，高精度静态测量。 | |
| Static-Start - 静态固定后切换为动态（demo5自定义） | 先在静态状态下固定模糊度，而后动态定位，缩短首次固定时间。 | |
| Moving-Baseline - 双站均移动（双天线模式） | 双站移动，解算相对位置和姿态，适合定姿。 | |
| Fixed - 固定坐标定位 | 已知坐标，解算模糊度、对流层等参数，非定位用途。 | |
| 精密单点定位（PPP） | PPP-Kinematic - 动态精密单点定位 | 单站动态定位，使用精密轨道和钟差，适合移动场景。 |
| PPP-Static - 静态精密单点定位 | 单站静态定位，使用精密轨道和钟差，高精度静止测量。 | |
| PPP-Fixed - 固定坐标精密定位 | 已知坐标，解算模糊度、对流层等参数，非定位用途。 |
1.1.4 应用方向
RTKLIB 可以初步实现以下功能，与商业软件相比，可靠性没那么高，但对于部分科研已经能够满足：
| 功能 | 说明 |
|---|---|
| 静态短基线解算 | 相对定位，例如将一个测站安装在比较稳定的地区，而将另一测站安装在目标区域进行变形监测。 |
| 动态后处理差分 PPK | 例如无人机遥感、倾斜摄影测量等，需要高精度的位置和姿态解算精度。 |
| 实时动态差分 RTK | 例如车载导航定位和室外机器人定位等。 |
| 精密单点定位 PPP | 可以用来解算基准站坐标，可以进行精密定轨、电离层对流层建模、时间传递。 |
| 实时精密单点定位 RT-PPP | 例如接收实时的精密卫星改正数，通过接收机数据进行实时单点定位。用途比较广泛，例如在海洋上，海啸的监测预警、海平面变化的监测、船只定位、海上石油平台作业等。 |
1.1.5 支持的格式与标准
RTKLIB支持多种GNSS标准格式和协议（详细信息参考附录D.1和D.2）：
- RINEX： RINEX 2.10 [9], 2.11 [10], 2.12 [11] OBS/NAV/GNAV/HNAV/LNAV/QNAV, RINEX 3.00 [12], 3.01 [13], 3.02 [14] OBS/NAV, RINEX 3.02 CLK [15]
- RTCM： RTCM ver.2.3 [16], RTCM ver.3.1（修订1-5）[17],RTCM ver.3.2 [18]；
- 其他标准： BINEX [19], NTRIP 1.0 [20], NMEA 0183 [21], SP3-c [22], ANTEX 1.4 [23], IONEX 1.0 [24]， NGS PCV[25]和EMS 2.0[26]
1.1.6 支持的私有格式
RTKLIB支持以下几种GNSS接收机的专有消息格式（详细信息参考附录D.2）：
| 品牌 | 支持型号 |
|---|---|
| NovAtel [27] | OEM4/V/6, OEM3, OEMStar, Superstar II |
| Hemisphere [28] | Eclipse, Crescent |
| u-blox [29] | LEA-4T/5T/6T |
| SkyTraq [30] | S1315F |
| JAVAD [31] | GRIL/GREIS |
| Furuno [32] | GW-10-II/III |
| NVS [33] | NV08C BINR |
注意：上述表格仅列出了原始官方RTKLIB支持的部分品牌和型号，具体支持情况会因版本差异而有所不同，例如最新的demo5代码已经开始支持和芯星通Unicore的专有格式。
1.1.7 支持的通信方式
支持多种通信方式，用于接收机数据传输、差分定位、实时PPP以及数据记录和调试：
- 串口： 接收机通过串口直接连接电脑，传输观测数据和星历数据。
- TCP/IP： 通过网络接口实现数据传输。
- NTRIP： 用于获取差分定位的基准站数据和实时PPP的SSR（状态空间表示）数据。
- 本地日志文件：
- 支持记录原始数据流到日志文件。
- 支持日志文件回放，用于模拟实时数据流进行调试。
- 可将日志文件转换为RINEX格式，从而进行后处理操作。
- FTP/HTTP： 支持自动下载数据。
1.1.8 核心库函数
RTKLIB提供了许多库函数和API（应用程序接口）：
- 基础工具： 卫星和导航系统函数、矩阵运算函数、时间与字符串函数、坐标转换、平台相关函数、选项配置
- 数学模型： 标准定位、精密定位、整周模糊度固定、星历与时钟函数、大气模型、天线模型、潮汐模型、大地水准面模型、大地基准转换、SBAS
- 数据处理： 输入和输出函数、接收机原始数据处理、解函数（定位结果处理）、KML转换器
- 协议支持： RINEX、RTCM、NMEA
- 数据传输： 数据流服务器、数据下载
- 程序调试： 调试与跟踪