雙頻GPS能取代航位推算嗎

具有諷刺意味的是，基于 GPS 的解決方案在它們最常用的地方最為困難：在城市環(huán)境中。充其量，城市深處的峽谷、地下通道、隧道、建造的檐篷和室內(nèi)停車場(chǎng)會(huì)短暫地降低全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) （GNSS） 的信號(hào)質(zhì)量和定位精度。在最壞的情況下，它們會(huì)完全中斷服務(wù)，可能會(huì)阻礙依賴準(zhǔn)確定位來跟蹤車隊(duì)、簡化運(yùn)營和維護(hù)以及管理計(jì)費(fèi)的企業(yè)。

在適當(dāng)?shù)那闆r下，有多種解決方案可幫助減少異常值以提供更穩(wěn)定的性能。例如，跟蹤多個(gè)衛(wèi)星星座的 GNSS 接收器可以增加在任何給定時(shí)間處于視線范圍內(nèi)的衛(wèi)星數(shù)量，即使只有一小部分天空暢通無阻。雖然這減少了信號(hào)太少而無法計(jì)算位置估計(jì)的可能性，但它無助于管理 GNSS 信號(hào)在到達(dá)接收器之前從立面反彈時(shí)造成的多徑效應(yīng)。

雙頻段 GNSS 技術(shù)旨在通過跟蹤頻段中的信號(hào)來減輕這些多徑效應(yīng)，每個(gè)頻段都采用不同的路徑到達(dá)接收器。但是，雖然目前市場(chǎng)上的多頻段定位解決方案可能會(huì)提高城市環(huán)境中的定位性能，但并非所有客戶和最終客戶都表示感受到了這些好處，因此提到的許多城市定位挑戰(zhàn)都沒有得到解決。

慣性傳感的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

航位推算解決方案獨(dú)特地克服了其中一些挑戰(zhàn)，通過利用嵌入在 GNSS 接收器模塊中的慣性傳感器以及來自車輛車輪滴答傳感器的額外數(shù)據(jù)（如果可用），在典型的城市環(huán)境中提供更高的定位精度。他們通過結(jié)合慣性傳感器數(shù)據(jù)和考慮車輛所有可能運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)模型來做到這一點(diǎn)，以消除由多路徑效應(yīng)或不良信號(hào)環(huán)境引起的不良位置估計(jì)。

但航位推算比這更進(jìn)一步。以下是航位推算為車隊(duì)管理解決方案增加價(jià)值的另外四種方式。

橋接信號(hào)中斷

微弱的 GNSS 信號(hào)甚至無法穿透薄薄的不透明結(jié)構(gòu)。因此，室內(nèi)停車場(chǎng)、隧道甚至地下通道通常會(huì)完全中斷 GNSS 服務(wù)。即使在沒有 GNSS 信號(hào)的情況下，基于 IMU 的定位仍會(huì)繼續(xù)，提供互補(bǔ)的位置信息來源，可以彌補(bǔ)衛(wèi)星信號(hào)可用性方面的差距。

增加了抗干擾和欺騙的彈性

除了增強(qiáng)定位服務(wù)的覆蓋范圍外，航位推算解決方案所利用的慣性傳感器還可以增強(qiáng)抵御兩種最常見的 GNSS 接收器篡改方法的能力。例如，黑客可以通過大聲的射頻噪聲干擾他們的操作來破壞他們的操作。

或者，他們可以通過使用虛假的 GNSS 信號(hào)欺騙接收器來報(bào)告錯(cuò)誤的位置。在這些情況下，慣性傳感器提供有價(jià)值的補(bǔ)充數(shù)據(jù)源，以在信號(hào)受到干擾時(shí)維持位置服務(wù)，或在信號(hào)被欺騙時(shí)檢測(cè) GNSS 和 IMU 輸出之間的差異。

GNSS 信號(hào)質(zhì)量短期下降

無論是由于附近的蜂窩調(diào)制解調(diào)器引起的射頻干擾，還是樹木和建筑物等物理障礙物，GNSS 接收器通常都必須以次優(yōu)的衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量工作。在這些情況下，基于慣性傳感器的定位可用于約束 GNSS 接收器的位置估計(jì)，以確保暫時(shí)較差的信號(hào)質(zhì)量不會(huì)直接轉(zhuǎn)化為不準(zhǔn)確報(bào)告的位置。

車輛保險(xiǎn)的寶貴數(shù)據(jù)

與定位功能本身相比，航位推算解決方案可以提供有價(jià)值的原始數(shù)據(jù)，車隊(duì)經(jīng)理和車輛保險(xiǎn)公司可以利用這些數(shù)據(jù)來獲取以前難以訪問的信息。這包括使用喚醒功能進(jìn)行盜竊檢測(cè)或檢測(cè)停放車輛上的輕微碰撞，以幫助保險(xiǎn)公司減少與不合理索賠相關(guān)的費(fèi)用。

此外，它還可用于評(píng)估駕駛員行為，以降低保險(xiǎn)費(fèi)率獎(jiǎng)勵(lì)謹(jǐn)慎駕駛員的公司，同時(shí)向有魯莽駕駛習(xí)慣的人收取更多費(fèi)用。

互補(bǔ)而非競爭的解決方案

現(xiàn)在應(yīng)該清楚比較雙頻和航位推算解決方案就像比較蘋果和橘子。當(dāng)今的雙頻段定位解決方案雖然易于實(shí)施（它們只需要一個(gè)雙頻段 GNSS 接收器和天線），但在多路徑條件下的城市地區(qū)的定位性能方面帶來了微小的改進(jìn)。航位推算技術(shù)更進(jìn)一步，提高了城市地區(qū)的準(zhǔn)確性，并將定位服務(wù)擴(kuò)展到了 GNSS 信號(hào)范圍之外，增強(qiáng)了抗干擾和欺騙的能力，并為車隊(duì)管理和車輛保險(xiǎn)公司提供了新的功能。

最終，趨勢(shì)將朝著日益復(fù)雜的解決方案發(fā)展，以增強(qiáng)定位性能并將其擴(kuò)展到不斷增長的環(huán)境中。從長遠(yuǎn)來看，多頻段 GNSS 和航位推算無疑將合并，以進(jìn)一步提高 GNSS 定位在我們城市中的可靠性。

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審核編輯：郭婷