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多路徑效應(yīng)和多頻段技術(shù)

發(fā)布時(shí)間:2020/9/10 23:51:33 訪問次數(shù):3007

從單系統(tǒng)單頻段到多系統(tǒng)多頻段,GNSS(Global Navigation Satellite System)并不特指某個(gè)單一的衛(wèi)星系統(tǒng),而是多個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的總稱。用戶設(shè)備通過接收衛(wèi)星提供的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息來定位。

GPS 系統(tǒng)是全球第一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),也是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛、技術(shù)最為成熟的衛(wèi)星定位技術(shù)。最初的定位模組只支持 GPS 系統(tǒng),屬于單系統(tǒng)單頻模組。由于單一 GPS 系統(tǒng)在局部地區(qū)、部分時(shí)段或信號(hào)有遮擋、干擾時(shí)會(huì)出現(xiàn)可見衛(wèi)星數(shù)過少(《4 顆)的情況,導(dǎo)致無法正常定位。隨著各國與地區(qū)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的肯定,相繼投資建設(shè)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),多系統(tǒng)模組隨之產(chǎn)生,也被稱為多模模組或 GNSS 模組。

在相同的外界環(huán)境基礎(chǔ)上,多系統(tǒng)模組能夠捕獲來自不同衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星,使得有效衛(wèi)星數(shù)大幅度提升,從而提高定位的精度和穩(wěn)定性。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展,最初的 GPS L1C/A 信號(hào)逐漸無法滿足用戶的定位導(dǎo)航授時(shí)需求,美國宣布對(duì) GPS 現(xiàn)代化,增加了第二民用信號(hào) L2C 和第三民用信號(hào) L5 等。GNSS 定位模組也開始接收各衛(wèi)星系統(tǒng)的不同頻段信號(hào)。

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

多種定位技術(shù)融合,滿足差異化高精度定位需求,GNSS 技術(shù)能夠在幾米精度范圍內(nèi)知曉任何物體的絕對(duì)位置,毫不夸張的說,它為我們解決了很多難題,F(xiàn)在,從智能網(wǎng)聯(lián)車、自動(dòng)駕駛到無人機(jī)、機(jī)器人,導(dǎo)航應(yīng)用對(duì)自動(dòng)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(shí)現(xiàn)持續(xù)導(dǎo)航,DR (Dead Reckoning),航位推測(cè)法,指的是在知道當(dāng)前時(shí)刻位置的條件下,通過測(cè)量移動(dòng)的位置和方位,推算下一時(shí)刻位置的方法。通過在設(shè)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(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)局部高精度定位的特點(diǎn)。

GNSS 定位在遮擋環(huán)境、多路徑較嚴(yán)重場(chǎng)景下效果較差,此時(shí)結(jié)合 DR 算法,就可以推測(cè)出下一秒或多秒內(nèi)的定位結(jié)果。另外,GNSS 數(shù)據(jù)更新頻率通常為 1Hz,不能滿足高動(dòng)態(tài)需求,而 IMU(InerTIal Measurement Unit,慣性測(cè)量單元)更新頻率可達(dá) 100Hz,借助組合,可以顯著提高結(jié)果頻率。但是,DR 算法精準(zhǔn)度隨濾波深度增加而變差,所以需要 GNSS 對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)糾偏,確保以實(shí)際數(shù)據(jù)不斷地更新推測(cè)出的位置,達(dá)到最好的效果。


(素材:chinaaet.如涉版權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除)

從單系統(tǒng)單頻段到多系統(tǒng)多頻段,GNSS(Global Navigation Satellite System)并不特指某個(gè)單一的衛(wèi)星系統(tǒng),而是多個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的總稱。用戶設(shè)備通過接收衛(wèi)星提供的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息來定位。

GPS 系統(tǒng)是全球第一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),也是現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛、技術(shù)最為成熟的衛(wèi)星定位技術(shù)。最初的定位模組只支持 GPS 系統(tǒng),屬于單系統(tǒng)單頻模組。由于單一 GPS 系統(tǒng)在局部地區(qū)、部分時(shí)段或信號(hào)有遮擋、干擾時(shí)會(huì)出現(xiàn)可見衛(wèi)星數(shù)過少(《4 顆)的情況,導(dǎo)致無法正常定位。隨著各國與地區(qū)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的肯定,相繼投資建設(shè)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),多系統(tǒng)模組隨之產(chǎn)生,也被稱為多模模組或 GNSS 模組。

在相同的外界環(huán)境基礎(chǔ)上,多系統(tǒng)模組能夠捕獲來自不同衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星,使得有效衛(wèi)星數(shù)大幅度提升,從而提高定位的精度和穩(wěn)定性。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展,最初的 GPS L1C/A 信號(hào)逐漸無法滿足用戶的定位導(dǎo)航授時(shí)需求,美國宣布對(duì) GPS 現(xiàn)代化,增加了第二民用信號(hào) L2C 和第三民用信號(hào) L5 等。GNSS 定位模組也開始接收各衛(wèi)星系統(tǒng)的不同頻段信號(hào)。

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

多種定位技術(shù)融合,滿足差異化高精度定位需求,GNSS 技術(shù)能夠在幾米精度范圍內(nèi)知曉任何物體的絕對(duì)位置,毫不夸張的說,它為我們解決了很多難題,F(xiàn)在,從智能網(wǎng)聯(lián)車、自動(dòng)駕駛到無人機(jī)、機(jī)器人,導(dǎo)航應(yīng)用對(duì)自動(dòng)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(shí)現(xiàn)持續(xù)導(dǎo)航,DR (Dead Reckoning),航位推測(cè)法,指的是在知道當(dāng)前時(shí)刻位置的條件下,通過測(cè)量移動(dòng)的位置和方位,推算下一時(shí)刻位置的方法。通過在設(shè)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(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)局部高精度定位的特點(diǎn)。

GNSS 定位在遮擋環(huán)境、多路徑較嚴(yán)重場(chǎng)景下效果較差,此時(shí)結(jié)合 DR 算法,就可以推測(cè)出下一秒或多秒內(nèi)的定位結(jié)果。另外,GNSS 數(shù)據(jù)更新頻率通常為 1Hz,不能滿足高動(dòng)態(tài)需求,而 IMU(InerTIal Measurement Unit,慣性測(cè)量單元)更新頻率可達(dá) 100Hz,借助組合,可以顯著提高結(jié)果頻率。但是,DR 算法精準(zhǔn)度隨濾波深度增加而變差,所以需要 GNSS 對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)糾偏,確保以實(shí)際數(shù)據(jù)不斷地更新推測(cè)出的位置,達(dá)到最好的效果。


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