電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李寧遠(yuǎn))GNSS已經(jīng)是大家很熟悉的一類定位系統(tǒng)，GNSS系統(tǒng)的測量觀測時間短，還能提供三維坐標(biāo)。但是，也會有各種原因讓GNSS系統(tǒng)產(chǎn)生定位誤差，衛(wèi)星誤差、大氣誤差、多路徑誤差都會導(dǎo)致信號傳播時間計算有誤讓最后的定位產(chǎn)生誤差。這種定位誤差短則幾十米，長則上百米都是有可能的。在GNSS中，有高精度GNSS和標(biāo)準(zhǔn)精度GNSS之分，高精度GNSS隨著5G通信的普及和GNSS衛(wèi)星系統(tǒng)的增加，開始將定位誤差不斷縮小，并開始向大眾市場推開應(yīng)用。

高精度GNSS與標(biāo)準(zhǔn)精度GNSS有何不同?

其實從根本上說，二者都是在相同的信號上工作。以GPS L1頻段的1.5GHz載波為例，在該載波上有一個調(diào)制的測距碼、偽隨機噪聲碼，標(biāo)準(zhǔn)精度GNSS的接收機就是使用這個測距碼來確定距離。對于L1頻段的C/A碼來說，偽隨機噪聲碼每300公里重復(fù)一次，單個碼元的長度在300米左右。因此接收器在標(biāo)準(zhǔn)精度GNSS下，按照編碼1%到10%的范圍定位，其標(biāo)準(zhǔn)精度極限在幾米范圍內(nèi)，這還要考慮到冷噪聲等其他制約因素。

(圖源：WikimediaCommons Public Domain)

高精度GNSS就是在基于編碼的標(biāo)準(zhǔn)精度GNSS基礎(chǔ)上進(jìn)一步推動這個精度極限，高精度GNSS秘訣在于不使用偽隨機噪聲碼，而是利用載波本身。仍以L1的C/A為例，該載波的波長很短只有20厘米左右，這意味著在20厘米內(nèi)以10%的精度定位，可以實現(xiàn)2厘米的定位精度。這類似于在測量距離時我們采用更精細(xì)的刻度標(biāo)準(zhǔn)。

亞米級精度實現(xiàn)——5G RTK與高精度GNSS融合

高精度GNSS可以實現(xiàn)亞米級范圍內(nèi)高精度定位，在室外環(huán)境中實現(xiàn)這一目標(biāo)的方法之一是通過5G中RTK與高精度GNSS技術(shù)的融合。

GNSS定位里差分定位是一個很經(jīng)典的辦法，通過已知精確坐標(biāo)的基準(zhǔn)站提前計算誤差，然后將誤差帶入定位計算中達(dá)到消除誤差的效果。這種實時動態(tài)差分定位技術(shù)在5G通信的加持下，可以根據(jù)校正數(shù)據(jù)流去除錯誤源。校正數(shù)據(jù)流的困難隨著移動通信向著5G發(fā)展依靠更快的移動通信和更高的帶寬能力逐步得到了解決，校正數(shù)據(jù)流直接在單播放或者5G廣播協(xié)議上直接得到解決，可以說是最流行的OSR應(yīng)用，不僅加快收斂時間，還具有良好的精度。

(圖源：R&S)

當(dāng)然這種技術(shù)也不是沒有缺點，RTK激素和基線很短，需要在靠近參考站的地方使用，范圍大概在20公里。這會在某種程度上限制RTK的應(yīng)用。另外，如果是動態(tài)定位，RTK技術(shù)還需要進(jìn)行區(qū)域性的切換。

高精度GNSS開始進(jìn)入大眾市場

高精度GNSS此前難以進(jìn)入大眾市場有很多原因。首先以載波為刻度的問題在于載波是符號波，符號波都是相似的同時每20厘米重復(fù)一次，重復(fù)性帶來了遠(yuǎn)超編碼每300公里才重復(fù)一次的模糊性。我們可以確認(rèn)目標(biāo)在這20厘米內(nèi)的位置，但是沒法確定目標(biāo)和衛(wèi)星之間隔了多少個20厘米。解決這一問題，必須要衛(wèi)星夠多，頻率夠多。

這個解決辦法聽起來其實很老套，衛(wèi)星夠多，頻率夠多，分辨率自然就高起來了。但實現(xiàn)這一效果需要的校正數(shù)據(jù)流成本以及對計算性能的要求在相當(dāng)長一段時間里不適應(yīng)消費級的應(yīng)用。而且，高精度GNSS必須要衛(wèi)星持續(xù)觀測才有效，一旦目標(biāo)短暫丟失GNSS開始重新收斂定位，收斂過程如果過長會影響高精度GNSS在動態(tài)應(yīng)用中的使用。

但隨著5G技術(shù)發(fā)展與GNSS星座的增加，這些限制高精度GNSS普及的難題已經(jīng)一一得到了解決。如上面所說，連續(xù)校正數(shù)據(jù)流的困難隨著移動通信向著5G發(fā)展得到了解決，校正數(shù)據(jù)提供商為了推廣大眾市場，每個用戶的數(shù)據(jù)成本也正在下降。

高精度GNSS鋪開全面應(yīng)用最重要的一點離不開現(xiàn)在可用的GNSS星座數(shù)量以及民用信號頻段的不斷增加，這意味著高精度GNSS的模糊性問題可以快速地解決。目前很多GNSS模塊廠商推出的GNSS IC中還內(nèi)置了里程表和陀螺儀，補足高精度GNSS在丟失觀測目標(biāo)后的定位，讓動態(tài)目標(biāo)的位置不再丟失。這也從另一方面加快了重新定位的收斂時間，在汽車這樣的動態(tài)定位里高精度GNSS技術(shù)的應(yīng)用也不再受到限制。

原文標(biāo)題：高精度GNSS進(jìn)入大眾市場，與5G開始融合

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審核編輯：湯梓紅