盘点近2年自动驾驶高精度定位产业发展状况

现有的定位技术可分为室外定位技术和室内定位技术。室外定位技术包括传统的卫星定位、雷达定位、惯导定位（IMU）、蜂窝移动网络定位等。室内定位技术则包括WLAN定位、Zigbee定位、蓝牙定位、UWB定位、红外定位、计算机视觉定位、超声波定位等。

要实现车辆的自动驾驶，要解决在哪里（初始位置）和要去哪里（目标位置）的问题，因此自动驾驶离不开定位，要实现高级别自动驾驶还需要达到厘米级精度的定位。高精度定位技术对于L3以上自动驾驶的实现至关重要。

自动驾驶高精度定位从定位方式上可分为三类：

第一类，基于信号的定位，代表性技术有GNSS、UWB、5G等；

第二类，航迹推算，依靠IMU等，根据上一时刻的位置和方位推断现在的位置和方位；

第三类是环境特征匹配，基于Lidar、视觉等传感器的定位，用观测到的特征和数据库里存储的特征进行匹配，得到现在车辆的位置和姿态。

来源：百度Apollo公开课

基于信号的定位技术中，GNSS和4G/5G一般用于户外定位， UWB一般用于室内定位。

来源：5GPPP

综合对比各种自动驾驶定位技术，人口稠密地区的L4/L5自动驾驶的最佳定位技术方案有两种，一种是5G定位方案，另一种是汽车传感器融合定位方案（radar+camera+lidar+map）。

在人口稀少地区，不适合大规模铺设5G基站，将主要依靠卫星定位技术。

GNSS的定位精度在米级，离自动驾驶的要求甚远。卫星定位要做到厘米级，就需要做GNSS校正，纠正电离层导致的定位错误，通常采用RTK（Real Time Kinematic 载波相位差分）的方式。随着技术的不断发展，RTK技术已由传统的1+1或1+2发展到了广域差分系统，有些城市建立起CORS（Continuous Operational Reference System）系统，这就大大提高了RTK的测量范围。

通过在地面大量建立固定的参考站(CORS站)来校正卫星定位测量时的误差，叫做“地基增强”。基于北斗的千寻位置系统，已在全国建设了超过2400个地基增强站，总用户量已突破1.9亿。

地基增强的精度虽然很高，但覆盖范围却有一定限制。定位目标必须处在通信信号覆盖的范围之内，但在通信信号难以覆盖的高空、海上、沙漠和山区，则形成了大范围的定位盲区。为了解决更大范围的高精定位需求，人们把从参考站获取到的校正参数上传至卫星，再通过卫星向全球播发。这样，用户终端不必再受到通信能力的限制。这种校正方式叫星基增强。

地基增强系统（CORS）有很多技术缺陷，除了通讯受限，还有框架不统一，并发压力大，维护成本高等问题。所以，从地基增强走向星基增强是必然。

未来想要实现所有场景所有地区的无人驾驶，汽车除了要安装激光雷达等传感器外，还必须要具备任何地区的厘米级绝对定位能力。星基增强系统将会是L5级无人驾驶的不二选择。因为只有星基增强系统才能快速实现极低成本的全球覆盖，且能够同时支持几十亿用户。（参见佐思公众号文章《为何L5自动驾驶必须是星基增强系统定位？》）

星基与地基增强技术的一体化、通信与导航功能的一体化已成为卫星导航和定位系统建设方向。

众多企业都开始建设星基增强系统。

来源：泰伯网，佐思产研

由于参与企业较多，就使得用户不得不绑定接收器硬件或某家星基增强系统，不利于高精度定位技术面向大众市场的推广，Sapcorda由此成立。

Sapcorda

2017年8月8日，博世、Geo++、三菱电机和u-blox宣布将联合组建合资公司Sapcorda Services GmbH，为大众市场应用提供高精度的GNSS定位服务。他们认为现有的GNNS定位服务解决方案无法满足新兴的高精度GNSS大众市场的需求。因此决定携手合作，为系统集成商、原始设备制造商和接收器制造商打造全球可用的高性价比解决方案。

Sapcorda将通过互联网和卫星广播提供全球适用的GNSS定位服务，使GNSS定位精确度达到厘米级。服务主要面向自动驾驶汽车、工业和消费者市场。实时校正数据服务将以公共、开放的方式传递数据，不绑定接收器硬件或系统。

Sapcorda希望开创新一代洲际GNSS校正数据服务，覆盖范围包括欧洲和美国。Sapcorda将主要利用蜂窝网络在整个欧洲大陆广播, 而不是依靠卫星链接。用户不会与特定的GNSS制造商捆绑在一起。数据将以开放的格式分发, 以便设备制造商能够准确地创建用户想要的解决方案。

Sapcorda自成立之后，就没有再发布任何信息。可能是遇到了多方合作上的困难，也可能是在憋大招。

Sapcorda股东中的博世、三菱电机和u-blox，都是定位技术圈的大腕，协调难度可想而知。

U-blox主要开发和销售 GNSS的芯片和模块，在全球超过66个国家拥有5900多个客户。2007至2017年U-blox单位出货量从450万增加到了9000万。奔驰、宝马、法拉利、保时捷、奥迪等品牌的GPS前装市场，大多都采用u-blox芯片。U-blox最新的 F9定位技术平台，支持和提供主流的GNSS校正服务（包括千寻位置），同时也提供开放接口，接收传统GNSS校正服务商提供的服务。

博世在自动驾驶产业链的绝大多数环节都有布局，当然也包括至关重要的高精度定位。首先，博世本身就提供惯导传感器，2016年对外发布了六轴惯性运动传感器SMI130。一般认为，InvenSens是惯导传感器的行业领袖之一，长期独家为苹果iPhone提供运动传感器组件。2017年5月，Bosch开始为苹果公司下一代iPhone提供部分运动传感器组件，打破了InvenSens的独家垄断。

同时，博世在汽车摄像头、毫米波雷达、激光雷达都有深厚的技术积累，摄像头和毫米波雷达的装车量业界领先。博世在高精度定位领域有三套解决方案，在高速路、城市道路、在没有GNSS的长隧道里，都能解决高精位定位问题：

基于汽车摄像头和毫米波雷达的定位技术

GPS+修正，提供VMPS（车辆运动位置传感器）产品；

博世道路特征+高精度地图定位

三菱电机开发了一种名为“厘米级增强服务”（CLAS）的定位手段，它基于日本准天顶卫星系统（QZSS）实现，而三菱电机是这个国家级项目QZSS的主要政府承包商。CLAS从卫星获取数据，基于地面传感器识别车辆位置，然后再利用“位置增强”算法进行一些误差纠正。通常卫星精度在10米左右，而CLAS的算法能够将这个数字进一步优化到厘米级。CLAS水平精度12cm，垂直精度24cm。

三菱电机将其自动驾驶技术取名为“Diamond Safety”，该技术结合了：宽视角前向毫米波雷达、前向摄像头、后向侧置毫米波雷达、高精度3D地图及厘米级定位增强（CLAS）技术。

除了这三巨头耕耘定位技术，还有布局更加宏大的马斯克星链计划。

马斯克的星链计划

马斯克旗下最知名的两家公司，一家是生产电动车并不断改进自动驾驶技术的特斯拉，一家是发射卫星的SpaceX。

SpaceX的Starlink（星链）项目，计划投资100亿美元，发射4400多颗卫星，旨在从近地轨道提供稳定的全球互联网覆盖。每颗卫星尺寸为4×1.8×1.2米，重约390公斤。它们的轨道位于地球表面上方1,150到1,325公里之间。

SpaceX将于2019年正式启动发射工作，并于2020年提供有限的服务，预计到2025年，SpaceX将吸引4000多万名用户，收入将超过300亿美元。

2018年11月， SpaceX调整了技术方案，接下来会在距离地球表面550公里的轨道中部署1584颗卫星，大约是公司原计划发射卫星总数（4400+）的三分之一。时延也将从25毫秒降低到15毫秒。

2019年2月，SpaceX向美国联邦通信委员会提交一份申请，请求获得建造和运营100万个地面站的许可。地面站的作用是向卫星发射信号，同时接收由终端用户或其他地面站转发来的信号，以供终端用户联入“星链”。

根据中国工程院院士刘经南分析，Starlink具备高精度、高可用、高可靠优势，不仅能提供宽带互联网服务，可进行通信，也能用作厘米级定位增强、导航服务。因此可用于高精度定位，服务于自动驾驶等行业。

中国也有类似Starlink的项目——航天科技集团的“鸿雁”系统，有54颗核心骨干卫星组成，同时有270个小卫星进行补网，合计形成300以上规模的卫星网络。鸿雁系统也具备卫星定位增强功能，可以为北斗导航系统进一步提高定位精度。鸿雁系统在2020年前发射6颗星，实现局域网链路验证，到2023年完成发射54颗骨干卫星。

从2018年起，自动驾驶放慢了发展步伐，L2-L3成为当前发展重点。L4以上自动驾驶的大规模应用，需要等通讯网络从C-V2X到5G-V2X的落地，卫星定位从大规模地基增强（千寻位置等）到大规模星基增强（星链、鸿雁等）的落地。

自动驾驶产业在循序渐进中发展，2023年后的未来值得期待。