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多路徑效應和多頻段技術

發布時間:2020/9/10 23:51:33 訪問次數:2937

從單系統單頻段到多系統多頻段,GNSS(Global Navigation Satellite System)并不特指某個單一的衛星系統,而是多個衛星系統的總稱。用戶設備通過接收衛星提供的經緯度坐標信息來定位。

GPS 系統是全球第一個衛星導航系統,也是現階段應用最為廣泛、技術最為成熟的衛星定位技術。最初的定位模組只支持 GPS 系統,屬于單系統單頻模組。由于單一 GPS 系統在局部地區、部分時段或信號有遮擋、干擾時會出現可見衛星數過少(《4 顆)的情況,導致無法正常定位。隨著各國與地區對衛星導航系統的肯定,相繼投資建設自己的衛星導航系統,多系統模組隨之產生,也被稱為多模模組或 GNSS 模組。

在相同的外界環境基礎上,多系統模組能夠捕獲來自不同衛星系統的衛星,使得有效衛星數大幅度提升,從而提高定位的精度和穩定性。

衛星導航系統的發展,最初的 GPS L1C/A 信號逐漸無法滿足用戶的定位導航授時需求,美國宣布對 GPS 現代化,增加了第二民用信號 L2C 和第三民用信號 L5 等。GNSS 定位模組也開始接收各衛星系統的不同頻段信號。

定位模組周圍環境的影響,使得模組所接收到的衛星信號中還包含有各種反射和折射信號的影響,這就是所謂的多路徑效應。多頻段技術可以有效抑制城市環境中的多路徑效應,削弱大氣層誤差,提高定位精度。

多種定位技術融合,滿足差異化高精度定位需求,GNSS 技術能夠在幾米精度范圍內知曉任何物體的絕對位置,毫不夸張的說,它為我們解決了很多難題。現在,從智能網聯車、自動駕駛到無人機、機器人,導航應用對自動化需求不斷提高,這亟需更高精度的定位解決方案。

GNSS & DR 組合定位,實現持續導航,DR (Dead Reckoning),航位推測法,指的是在知道當前時刻位置的條件下,通過測量移動的位置和方位,推算下一時刻位置的方法。通過在設備上加裝加速度傳感器和陀螺儀傳感器,DR 算法可以自主確定定位信息,具有短時間內實現局部高精度定位的特點。

GNSS 定位在遮擋環境、多路徑較嚴重場景下效果較差,此時結合 DR 算法,就可以推測出下一秒或多秒內的定位結果。另外,GNSS 數據更新頻率通常為 1Hz,不能滿足高動態需求,而 IMU(InerTIal Measurement Unit,慣性測量單元)更新頻率可達 100Hz,借助組合,可以顯著提高結果頻率。但是,DR 算法精準度隨濾波深度增加而變差,所以需要 GNSS 對其進行實時糾偏,確保以實際數據不斷地更新推測出的位置,達到最好的效果。


(素材:chinaaet.如涉版權請聯系刪除)

從單系統單頻段到多系統多頻段,GNSS(Global Navigation Satellite System)并不特指某個單一的衛星系統,而是多個衛星系統的總稱。用戶設備通過接收衛星提供的經緯度坐標信息來定位。

GPS 系統是全球第一個衛星導航系統,也是現階段應用最為廣泛、技術最為成熟的衛星定位技術。最初的定位模組只支持 GPS 系統,屬于單系統單頻模組。由于單一 GPS 系統在局部地區、部分時段或信號有遮擋、干擾時會出現可見衛星數過少(《4 顆)的情況,導致無法正常定位。隨著各國與地區對衛星導航系統的肯定,相繼投資建設自己的衛星導航系統,多系統模組隨之產生,也被稱為多模模組或 GNSS 模組。

在相同的外界環境基礎上,多系統模組能夠捕獲來自不同衛星系統的衛星,使得有效衛星數大幅度提升,從而提高定位的精度和穩定性。

衛星導航系統的發展,最初的 GPS L1C/A 信號逐漸無法滿足用戶的定位導航授時需求,美國宣布對 GPS 現代化,增加了第二民用信號 L2C 和第三民用信號 L5 等。GNSS 定位模組也開始接收各衛星系統的不同頻段信號。

定位模組周圍環境的影響,使得模組所接收到的衛星信號中還包含有各種反射和折射信號的影響,這就是所謂的多路徑效應。多頻段技術可以有效抑制城市環境中的多路徑效應,削弱大氣層誤差,提高定位精度。

多種定位技術融合,滿足差異化高精度定位需求,GNSS 技術能夠在幾米精度范圍內知曉任何物體的絕對位置,毫不夸張的說,它為我們解決了很多難題。現在,從智能網聯車、自動駕駛到無人機、機器人,導航應用對自動化需求不斷提高,這亟需更高精度的定位解決方案。

GNSS & DR 組合定位,實現持續導航,DR (Dead Reckoning),航位推測法,指的是在知道當前時刻位置的條件下,通過測量移動的位置和方位,推算下一時刻位置的方法。通過在設備上加裝加速度傳感器和陀螺儀傳感器,DR 算法可以自主確定定位信息,具有短時間內實現局部高精度定位的特點。

GNSS 定位在遮擋環境、多路徑較嚴重場景下效果較差,此時結合 DR 算法,就可以推測出下一秒或多秒內的定位結果。另外,GNSS 數據更新頻率通常為 1Hz,不能滿足高動態需求,而 IMU(InerTIal Measurement Unit,慣性測量單元)更新頻率可達 100Hz,借助組合,可以顯著提高結果頻率。但是,DR 算法精準度隨濾波深度增加而變差,所以需要 GNSS 對其進行實時糾偏,確保以實際數據不斷地更新推測出的位置,達到最好的效果。


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