移遠(yuǎn)GNSS模組在GNSS衛(wèi)星定位技術(shù)中的應(yīng)用

提起定位，大家首先想到的就是GNSS（全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）定位，這是一種被普遍認(rèn)可、廣泛接受的追蹤定位技術(shù)，可以對人員、動物、資產(chǎn)、車輛等進(jìn)行追蹤定位，并提供有關(guān)航向、速度、日期、時間等數(shù)據(jù)。據(jù)GSA數(shù)據(jù)推測，2020年全球GNSS設(shè)備數(shù)量將達(dá)到80億部（至少每人一臺），這些設(shè)備為人們的安全出行、工作和生活帶來極大便利。

GNSS衛(wèi)星定位技術(shù)迭代圖

從單系統(tǒng)單頻段到多系統(tǒng)多頻段

GNSS（Global Navigation Satellite System）并不特指某個單一的衛(wèi)星系統(tǒng)，而是多個衛(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。

全球現(xiàn)有主要衛(wèi)星系統(tǒng)

美國GPS系統(tǒng)是全球第一個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，也是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛、技術(shù)較成熟的衛(wèi)星定位技術(shù)。早期的定位模組只支持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)、部分時段或信號有遮擋、干擾時會出現(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。

隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，最初的GPS L1C/A信號逐漸無法滿足用戶的定位導(dǎo)航授時需求，美國宣布對GPS現(xiàn)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(wèi)星系統(tǒng)的不同頻段信號。

由于定位模組周圍環(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(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、自動駕駛到無人機(jī)、機(jī)器人，導(dǎo)航應(yīng)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(xiàn)持續(xù)導(dǎo)航

DR （Dead Reckoning），航位推測法，指的是在知道當(dāng)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(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，具有短時間內(nèi)實現(xiàn)局部高精度定位的特點。

GNSS定位在遮擋環(huán)境、多路徑較嚴(yán)重場景下效果較差，此時結(jié)合DR算法，就可以推測出下一秒或多秒內(nèi)的定位結(jié)果。另外，GNSS數(shù)據(jù)更新頻率通常為1Hz，不能滿足高動態(tài)需求，而IMU（Inertial Measurement Unit，慣性測量單元）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對其進(jìn)行實時糾偏，確保以實際數(shù)據(jù)不斷地更新推測出的位置，達(dá)到更好的效果。

主要工作模式如下：上一點估算位置 + IMU數(shù)據(jù)→預(yù)測下一點位置；

預(yù)測的位置 + GPS定位→更新當(dāng)前位置；

循環(huán)。

RTK技術(shù)，支持分米/厘米級定位精度

RTK（Real-time kinematic），稱為實時動態(tài)差分法，又稱為載波相位差分技術(shù)，是實時處理兩個測量站載波相位觀測量的差分方法，包括傳統(tǒng)RTK和網(wǎng)絡(luò)RTK。

傳統(tǒng)RTK工作原理

在傳統(tǒng)RTK工作模式下，只有一個基準(zhǔn)站（GNSS接收機(jī)），基準(zhǔn)站和流動站之間的距離有限制。基準(zhǔn)站將接收到的測量數(shù)據(jù)與設(shè)置基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得出差分?jǐn)?shù)據(jù)，然后將差分?jǐn)?shù)據(jù)通過電臺發(fā)送給流動站（用戶接收機(jī)）。流動站也能通過電臺接收基準(zhǔn)站發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)，并進(jìn)行計算，最終得出我們所需要的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并提高定位精度。

網(wǎng)絡(luò)RTK工作原理

在網(wǎng)絡(luò)RTK中，有多個基準(zhǔn)站，用戶不需要建立自己的基準(zhǔn)站，用戶與基準(zhǔn)站的距離可以擴(kuò)展到上百公里，網(wǎng)絡(luò)RTK減少了誤差源，尤其是與距離相關(guān)的誤差。

首先，多個基準(zhǔn)站同時采集觀測數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心有1臺主控電腦能夠通過網(wǎng)絡(luò)控制所有的基準(zhǔn)站。所有從基準(zhǔn)站傳來的數(shù)據(jù)先經(jīng)過粗差剔除，然后主控電腦對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)解算。最后，播發(fā)改正信息給用戶。

網(wǎng)絡(luò)RTK至少要有3個基準(zhǔn)站才能計算出改正信息。改正信息的可靠性和精度會隨基準(zhǔn)站數(shù)目的增加而得到改善。當(dāng)存在足夠多的基準(zhǔn)站時，如果某個基準(zhǔn)站出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍然可以正常運行并且提供可靠的改正信息。

相比傳統(tǒng)RTK，網(wǎng)絡(luò)RTK對誤差估算得更加準(zhǔn)確，通過VRS （Virtual Reference Station）虛擬參考站技術(shù)進(jìn)一步增強(qiáng)基準(zhǔn)站和流動站誤差的相關(guān)性?？偟膩碚f，網(wǎng)絡(luò)RTK的精度和穩(wěn)定性，要高于傳統(tǒng)RTK。

GNSS市場穩(wěn)步增長

據(jù)GSA數(shù)據(jù)統(tǒng)計，未來十年，全球GNSS設(shè)備出貨量將持續(xù)增長。從2019年的18億臺增長至2029年的28億臺。其中，在道路運輸與汽車、無人機(jī)、人員與資產(chǎn)追蹤、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。如何在可接受的成本內(nèi)選擇合適的GNSS技術(shù)，將成為擺在終端制造商面前的難題。

移遠(yuǎn)GNSS模組種類齊全 可滿足不同領(lǐng)域定制化需求

作為出色的蜂窩模組和GNSS模組供應(yīng)商，移遠(yuǎn)通信多模單頻L76/L26系列和多模多頻LC79D已在工業(yè)類、消費類等大眾化定位應(yīng)用領(lǐng)域獲得豐富量產(chǎn)經(jīng)驗及良好口碑。

在多種技術(shù)融合定位方面，移遠(yuǎn)通信也做得比較出色。其慣性導(dǎo)航領(lǐng)域，LC79D升級版和L26-DR系列均支持GNSS+DR組合定位且已實現(xiàn)量產(chǎn)；其高精度領(lǐng)域，工規(guī)級內(nèi)置RTK+DR技術(shù)定位模組LC29D成為共享單車類產(chǎn)品的摯愛，車規(guī)級內(nèi)置RTK+DR技術(shù)定位模組LG69T更是在為大型整車廠及Tier 1客戶提供厘米級定位、追蹤和導(dǎo)航服務(wù)。

審核編輯：郭婷