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GNSS如何帮助汽车实现精准定位

科技绿洲 来源:四维图新NavInfo 作者:四维图新NavInfo 2022-06-28 17:00 次阅读

对于现代生活来说,“定位”服务是必不可少的,无论是我们通过手机APP打车,还是叫外卖、收发快递都会用到卫星定位,这类基础的卫星定位服务虽然精度较低(存在几米的误差),但对于日常生活来说还是足够用的。

然而随着汽车智能化、网联化的发展,为提高行车中的安全性及驾驶舒适性,越来越多的先进技术被应用到汽车智能驾驶系统中,这其中就包含了GNSS高精度定位技术,该技术可以从多个方面为智能驾驶汽车赋能,大幅提升感知系统的稳定性和可靠性,正逐渐成为智能驾驶领域关注和应用的焦点。

如此厉害的定位技术,它是如何帮助汽车实现精准定位的呢?

在我国智能驾驶技术的发展应用中,GNSS高精度定位离不开一项特殊技术——NRTK。下面就让小编带小伙伴们一起了解一下NRTK高精度定位服务吧!

GNSS

要了解GNSS高精度定位技术,不得不先了解GNSS。GNSS即全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System),目前GNSS拥有全球服务能力的主要有:美国的GPS、中国的北斗BDS、俄罗斯的GLONASS以及欧盟的GALILEO。此外,局部区域拥有GNSS导航系统服务能力的主要有:日本的准天顶QZSS,印度的IRNSS。

GNSS卫星导航系统由三个部分组成:空间星座部分、地面监控部分、用户设备部分。

简单来说就是通过四颗已知位置的卫星来确定地面接收机的位置。再结合时间差经过一系列的换算,最终得出目标位置。

虽然卫星定位原理简单,但在实际应用中却会因为外界的干扰而产生定位误差,达不到理想定位状态。

例如,卫星信号穿过大气层时,大气中不同介质会让传播速度有偏差,再加上城市中建筑物反射、折射等多路径效应影响,会让同一信号被多次接收,导致距离误差无法控制。其他误差因素还有卫星时钟差、接收机误差等。

为了降低这些误差,我们引入了差分定位技术,也就是相对定位技术。

目前在测量测绘行业中经常用到的差分定位技术主要有三类:RTK、RTD、PPK。

PPK(Post Processed Kinematic)是一种利用载波相位观测值进行“事后处理”的动态相对定位技术。由于不能满足智能驾驶等“实时定位的需求”,这里小编就略过不介绍了。

RTD(Real Time Differential)是一种实时动态码相位差分技术。它根据基准站已知坐标和各卫星的坐标,求出每颗卫星每一时刻到基准站的真实距离。再与测得的伪距比较,得出伪距改正数,将其传输至用户接收机,属于码(C/A码、P码)差分技术。RTD由于使用的是伪距测量,精度只能达到亚米级,通常用于非高精度定位领域。

RTK(Real-time kinematic)是一种利用GNSS全球卫星导航系统载波相位观测值进行实时动态相对定位的差分技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,其瞬时定位精度厘米级,符合目前主流的智能驾驶高精度定位需求。

RTK技术的出现,帮助人们在野外实时得到厘米级定位精度,极大地提高了作业效率。

但是,传统RTK由于GPS参考站和流动站距离限制,其精度和成本两个层面都无法达到平衡,存在一定的局限性。

• 工作距离短(一般小于15km)

• 定位精度随距离的增加而显著降低

• 单参考站模式可靠性差

• 大区域内作业需要多次设站或设立多个参考站,成本高且容易造成区域精度分布不均匀

• 受电离层等影响较大

20世纪90年代中期,人们提出了网络RTK技术(NRTK),可通过多个参考站组成的GPS网络来估计一个地区的GPS误差模型,并为网络覆盖地区的用户提供校正数据,用一个虚拟参考站的数据,为用户提供距离自己位置较近的某个参考网格的校正数据。网络RTK技术利用网络传输数据,突破了距离的限制,使区域内的用户终端可以实时获得高精度的定位结果。

NRTK(network real-time kinematic positioning)网络实时动态定位技术借助移动互联网,把广域差分定位的解算数据和传统RTK的模式相结合,把传统RTK的电台播报形式以网络媒体进行传播,在更大地区范围内,可较均匀地布设多个基准站。

一般每3个基准线可组成一个基准站网格,流动站在这个网格内活动时,可利用虚拟参考站技术VRS(Vritual Reference Station)去生成的一个虚拟参考站,作为流动站可参考的基准站,帮助流动站获得厘米级定位精度。

目前在我国,基于NRTK技术的高精度定位服务已得到广泛应用。

六分科技“网-云-端”一体化解决方案

例如,孵化于四维图新的六分科技,就是基于虚拟参考站技术原理,为广大用户提供厘米级高精度定位服务。

六分科技,依托在全国自建并组网的2800+个CORS基站,实时接收北斗、GPS、伽利略、格洛纳斯和准天顶五大卫星导航定位系统信号,并通过云端解算中心,计算各类空间误差,之后将差分改正数据发送给各类定位终端,最终依托自研终端RTK算法与组合导航算法,得到高精度定位结果,以“网-云-端”一体化解决方案,为包括智能驾驶汽车在内的各行业客户提供5系统16频点,全天候7*24h、实时厘米级高精度定位服务。

视频,六分科技服务应用场景

基于网络RTK技术原理的GNSS高精度定位技术,可提供区域范围内瞬时厘米级精度的高精度定位服务,是我国目前智能驾驶中广泛应用、比较具有代表性的定位技术,近年来在L2及以上智能驾驶中的装配率不断攀升。国内市场上大家所熟知的威马、蔚来、理想等多款量产车均配置“高精度定位服务”。

目前,六分科技也已为包括威马M7在内的多款智能驾驶车型提供高精度定位服务,并持续与汽车制造企业展开深度技术合作。

随着定位技术的不断发展,以及更高阶自动驾驶技术的需求,未来广域范围、实时高精度定位服务的精密定位技术也将得到快速发展。

结语

四维图新作为引领车城智能化融合发展的智慧出行科技公司,已通过高精度地图、GNSS高精度定位服务和融合定位等解决方案,持续为智能驾驶行业提供稳定、可靠的商业级高精度位置相关服务,保障智能驾驶的交通安全以及出行效率。

同时,四维图新还将持续赋能智慧城市、物联网、工业互联网、交通运输、共享出行等多领域应用,以精准定位,助力万物互联。

审核编辑:彭静
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