編者語：「智駕最前沿」微信公眾號后臺回復：C-0565，獲取本文參考報告：《方正證券：高精度定位，智能駕駛的可靠輔助》pdf下載方式。

隨著全球汽車產(chǎn)業(yè)的智能化與電動化進程加速，智能駕駛逐漸成為推動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)之一。尤其是在L3級及以上的高級別自動駕駛功能逐步落地的過程中，車輛的自主決策和安全行駛需求對車輛定位提出了更高的要求。傳統(tǒng)的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）已經(jīng)無法滿足城市環(huán)境復雜多變的駕駛需求，特別是在高樓林立、信號遮蔽、道路復雜的城區(qū)，GNSS的誤差顯著增加，導致定位精度難以達到自動駕駛對厘米級定位的嚴格要求。在此背景下，高精度定位技術(shù)方案應運而生。該技術(shù)通過融合多種先進的定位技術(shù)，如PPP-RTK（精密單點定位－實時動態(tài)定位）、衛(wèi)慣組合導航（GNSS+IMU）、地基增強系統(tǒng)等，確保車輛能夠在多種復雜場景下保持高精度的定位信息，為自動駕駛系統(tǒng)提供可靠的位置信息支撐。高精度定位不僅在車輛的導航和定位中發(fā)揮關(guān)鍵作用，還在整個智能交通系統(tǒng)中起著重要的支撐作用。無論是高速公路還是城市復雜路網(wǎng)，自動駕駛汽車都需要依靠高精度定位提供的絕對位置信息，結(jié)合環(huán)境感知數(shù)據(jù)，完成路徑規(guī)劃、避障和自主駕駛等任務。因此，理解高精度定位技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其未來趨勢，對智能駕駛行業(yè)的持續(xù)創(chuàng)新具有重要意義。

高精度定位的技術(shù)背景與發(fā)展

1.1 高精度定位的定義及分類

高精度定位技術(shù)是一種通過實時動態(tài)差分技術(shù)、精密單點定位技術(shù)、衛(wèi)星定位與慣性導航融合等手段，獲取車輛在全球坐標系下的絕對位置信息的技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的GNSS定位系統(tǒng)，高精度定位的誤差通常控制在分米級甚至厘米級，極大地提升了定位的精度和可靠性。高精度定位的核心優(yōu)勢在于它能夠提供全天候、高精度、實時的位置信息，尤其在復雜環(huán)境下，如城市峽谷、隧道、高架橋等場景，傳統(tǒng)定位系統(tǒng)往往因信號遮擋、干擾等因素導致定位精度下降，而高精度定位則能夠通過融合多種定位方式，有效克服這些挑戰(zhàn)。高精度定位技術(shù)根據(jù)不同的應用場景和技術(shù)實現(xiàn)路徑，可以大致分為兩大類：基于差分技術(shù)的定位（如RTK、PPP-RTK）和基于組合導航的定位（如衛(wèi)慣組合導航）。其中，RTK（實時動態(tài)載波相位差分技術(shù)）通過地基增強系統(tǒng)提供的差分信號，可以實現(xiàn)厘米級別的高精度定位，主要應用于對定位精度要求極高的場景，如自動駕駛、測繪、精密農(nóng)業(yè)等；而PPP-RTK則結(jié)合了PPP和RTK的優(yōu)勢，利用廣域增強信號進行高精度定位，適用于廣泛的區(qū)域環(huán)境，如高速公路、開放道路和城市復雜場景。

PPP-RTK 技術(shù)示意圖

1.2 技術(shù)實現(xiàn)原理

高精度定位的實現(xiàn)原理主要依賴于多種定位技術(shù)的結(jié)合和融合。在實際應用中，單一的GNSS定位技術(shù)由于受到信號遮擋、衛(wèi)星軌道誤差、電離層和對流層干擾等因素的影響，導致定位精度難以滿足智能駕駛對厘米級甚至毫米級精度的要求。因此，必須通過組合多種技術(shù)，如GNSS、IMU（慣性測量單元）、RTK、PPP等，來提高定位的精度和可靠性。RTK技術(shù)的基本原理是通過GNSS接收器接收衛(wèi)星信號，基準站與流動站之間通過實時差分運算，校正因衛(wèi)星誤差、大氣干擾等導致的定位誤差，從而實現(xiàn)厘米級別的高精度定位。相比之下，PPP（精密單點定位）技術(shù)無需依賴地面基準站，而是通過全球衛(wèi)星軌道和鐘差的精密校正，提供高精度的定位結(jié)果。PPP技術(shù)雖然在精度上稍遜于RTK，但在廣域場景下，特別是在覆蓋范圍大、地面基站稀少的區(qū)域，如山區(qū)、海洋等環(huán)境中，具有極大的應用價值。在實際應用中，PPP-RTK技術(shù)通過將PPP的全球范圍誤差校正能力與RTK的局部實時差分結(jié)合，能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)高精度定位，并且適用于包括高速公路、城市街道在內(nèi)的多種駕駛環(huán)境。同時，為了解決城市復雜場景中的信號遮擋問題，慣性導航系統(tǒng)（IMU）也被廣泛應用于高精度定位方案中。IMU通過加速度計和陀螺儀等傳感器，測量車輛的運動狀態(tài)和姿態(tài)，即使在衛(wèi)星信號失效的情況下，依然能夠通過慣性導航提供連續(xù)的位置信息。

1.3 高精度定位在智能駕駛中的應用場景

城市導航輔助駕駛

隨著L3級別及以上的自動駕駛功能逐步在市場中推廣，智能駕駛車輛在復雜城市環(huán)境中行駛時，面臨著極為復雜的路況和交通參與者。城市道路的多變性、信號遮擋，以及行人、非機動車等多種交通元素的存在，使得對車輛的實時定位提出了更高的要求。高精度定位技術(shù)能夠通過厘米級的精準定位，結(jié)合城市導航系統(tǒng)，為自動駕駛車輛提供可靠的路徑規(guī)劃和避障決策支持。特別是RTK和PPP-RTK技術(shù)的融合應用，能夠在十字路口、高架橋、隧道等復雜場景中，保持穩(wěn)定的高精度定位，確保車輛安全通過。

高速公路場景

在高速公路等相對簡單的結(jié)構(gòu)化道路上，高精度定位技術(shù)可以為自動駕駛車輛提供超視距的定位支持。通過高精度地圖與定位信息的結(jié)合，自動駕駛車輛能夠在高速行駛時提前預判前方路況，規(guī)劃行駛路線，避免緊急剎車和變道。同時，PPP-RTK技術(shù)的廣域覆蓋能力也使其在高速公路的長距離駕駛中表現(xiàn)出色，能夠在保持車輛高速行駛的同時，確保精準的路徑規(guī)劃。

自動泊車與智慧停車

在智能駕駛場景中，自動泊車和智慧停車已逐步成為車主關(guān)注的熱點功能。高精度定位技術(shù)能夠為自動泊車系統(tǒng)提供厘米級的位置信息，使車輛能夠在停車場中精確定位并完成泊車操作。相較于傳統(tǒng)的泊車系統(tǒng)，高精度定位技術(shù)能夠顯著提升泊車的精度和速度，特別是在地下停車場等信號較弱的環(huán)境中，慣性導航與RTK技術(shù)的結(jié)合能夠確保車輛準確泊車。

高精度定位的技術(shù)優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

2.1 技術(shù)優(yōu)勢

高精度定位技術(shù)相比傳統(tǒng)的GNSS導航系統(tǒng)，具有顯著的優(yōu)勢，特別是在智能駕駛領域。首先，高精度定位技術(shù)能夠提供厘米級的位置信息，這是自動駕駛車輛實現(xiàn)車道級導航和自主駕駛的基礎。傳統(tǒng)GNSS的定位誤差通常在10米左右，而高精度定位技術(shù)通過差分技術(shù)、衛(wèi)慣融合等手段，能夠?qū)⒄`差控制在厘米級甚至更低的水平，確保車輛在復雜場景中的安全性和穩(wěn)定性。

高精度定位與普通導航定位對比

其次，高精度定位技術(shù)具有較強的抗干擾能力。在城市復雜場景中，衛(wèi)星信號容易受到高樓、大樹等障礙物的遮擋，導致信號中斷或誤差增加。高精度定位技術(shù)通過融合多源傳感器數(shù)據(jù)，能夠在信號失效的情況下，依靠慣性導航系統(tǒng)提供連續(xù)的位置信息，確保車輛的持續(xù)定位。此外，隨著5G和C-V2X（蜂窩車聯(lián)網(wǎng)）的快速發(fā)展，高精度定位技術(shù)將進一步融合車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提供更加智能化的定位服務。未來，基于車聯(lián)網(wǎng)的高精度定位系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的自主駕駛，還能夠?qū)崿F(xiàn)車輛之間的信息共享，提升整個交通系統(tǒng)的智能化水平。

2.2 技術(shù)挑戰(zhàn)

高精度定位技術(shù)雖然在智能駕駛中的應用前景廣闊，但其在技術(shù)實現(xiàn)過程中也面臨著諸多挑戰(zhàn)。高精度定位技術(shù)的實現(xiàn)依賴于大量的基礎設施建設，如地基增強系統(tǒng)、衛(wèi)星基站等。在城市環(huán)境中，由于建筑物遮擋和信號反射，建立覆蓋廣泛且穩(wěn)定的增強系統(tǒng)需要高昂的成本和復雜的技術(shù)支持。衛(wèi)慣組合導航系統(tǒng)在復雜場景中的精度受限。盡管慣性導航能夠在短時間內(nèi)提供連續(xù)的定位信息，但由于慣性導航本身存在誤差積累問題，隨著時間的推移，慣性導航系統(tǒng)的精度會逐漸降低。因此，如何有效解決慣性導航的誤差積累問題，仍然是行業(yè)面臨的重要技術(shù)難題。

高精度定位的行業(yè)現(xiàn)狀與未來趨勢

3.1 行業(yè)現(xiàn)狀

根據(jù)《高精度定位，智能駕駛的可靠輔助》報告顯示，隨著城市導航輔助駕駛（NOA）功能的快速推廣，搭載高精度定位系統(tǒng)的智能駕駛車輛數(shù)量迅速增長。數(shù)據(jù)顯示，2022年搭載NOA功能的車型為26萬輛，2023年達到95萬輛，預計2024年將達到150萬輛。2022年搭載城市NOA功能的車型為5.6萬輛，2023 年達到23.8萬輛，增長率為323.7%。從2022年Q1到2023年Q4，搭載城市NOA車 型數(shù)量從0.4萬輛增長到8.5萬輛，滲透率從0.1%增長到1.4%。這一趨勢表明，未來高精度定位技術(shù)將在智能駕駛市場中占據(jù)重要地位。

標配NOA/城市NOA功能汽車數(shù)量（萬輛）

在全球范圍內(nèi)，以北斗、GPS、GLONASS為代表的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經(jīng)形成了相對成熟的技術(shù)體系。各國政府和企業(yè)紛紛加大對高精度定位技術(shù)的投入，推動技術(shù)的快速迭代和應用場景的擴展。

3.2 主要技術(shù)路徑與發(fā)展趨勢

隨著高精度定位技術(shù)在智能駕駛中的應用日益廣泛，行業(yè)內(nèi)各大企業(yè)和研究機構(gòu)正在加速推進相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新和應用部署。

PPP-RTK技術(shù)的廣泛應用

PPP-RTK（Precise Point Positioning-Real-Time Kinematic）技術(shù)結(jié)合了PPP和RTK的優(yōu)勢，是當前高精度定位的主要技術(shù)路線之一。PPP-RTK不僅能夠在大范圍內(nèi)提供厘米級別的精確定位，還能有效應對復雜城市環(huán)境中的信號遮擋問題。相比傳統(tǒng)RTK技術(shù)，PPP-RTK不需要大量地基增強基站，依靠低軌衛(wèi)星等技術(shù)支持，通過結(jié)合PPP的廣域誤差修正和RTK的實時差分，可以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)高精度定位。隨著低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡的建設與完善，PPP-RTK技術(shù)將在全球范圍內(nèi)得到更廣泛的應用。尤其是在城市復雜路況下，如十字路口、地下停車場等場景，PPP-RTK能夠在不依賴大量基站的情況下，保證穩(wěn)定的高精度定位。

衛(wèi)慣組合導航的深度耦合

衛(wèi)星導航與慣性導航的結(jié)合，形成了衛(wèi)慣組合導航系統(tǒng)，這也是當前高精度定位技術(shù)的重要組成部分。衛(wèi)慣組合通過將GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）與IMU（慣性測量單元）深度耦合，有效提升了車輛定位的可靠性，特別是在信號不穩(wěn)定或丟失的場景下，慣性導航能夠保證短時間內(nèi)的連續(xù)定位。目前，衛(wèi)慣組合導航已經(jīng)逐漸從“松耦合”發(fā)展到“深耦合”階段。深耦合意味著GNSS與IMU的協(xié)作更加緊密，可以實現(xiàn)更加精確的誤差校正和信息融合。未來，隨著芯片算力的提升，衛(wèi)慣組合導航系統(tǒng)將會更加普及，特別是在高動態(tài)場景下，如自動駕駛汽車的高速行駛、復雜路況轉(zhuǎn)彎等，深耦合技術(shù)可以極大提升車輛的定位精度和決策能力。

低軌衛(wèi)星的信號增強與網(wǎng)絡建設

傳統(tǒng)的GNSS衛(wèi)星主要依賴于中軌道和高軌道衛(wèi)星進行信號傳輸，但由于城市環(huán)境的遮擋和多路徑效應問題，信號的穩(wěn)定性和覆蓋率仍存在較大的局限性。近年來，低軌衛(wèi)星的應用逐漸成為高精度定位領域的熱門方向。低軌衛(wèi)星的軌道高度較低，信號在穿越大氣層時衰減較小，且傳輸延遲較短，適合在城市復雜環(huán)境中提供更穩(wěn)定的信號增強。例如，特斯拉、蔚來等新興車企已開始積極布局低軌衛(wèi)星的網(wǎng)絡建設，以提升車輛的高精度定位能力。未來，隨著更多低軌衛(wèi)星的發(fā)射和全球性網(wǎng)絡的構(gòu)建，車輛在城市環(huán)境中的定位精度和可靠性將得到進一步提升，這對實現(xiàn)大規(guī)模的城市智能駕駛具有至關(guān)重要的意義。

智能傳感器與高精度定位的融合

高精度定位技術(shù)不僅依賴于衛(wèi)星和慣性導航系統(tǒng)的信號，還需要與車載智能傳感器（如激光雷達、攝像頭等）進行深度融合。當前，自動駕駛車輛依靠多種傳感器進行環(huán)境感知，但單一傳感器的局限性明顯，例如激光雷達在雨雪天氣下的性能下降、攝像頭受光照影響較大等。而通過融合高精度定位技術(shù)，車輛能夠在定位信號失效或感知信號異常時，依然依賴定位信息進行精確導航。隨著算法的不斷優(yōu)化，傳感器融合技術(shù)將成為高精度定位發(fā)展的關(guān)鍵方向之一。多源數(shù)據(jù)融合不僅可以提高車輛的環(huán)境感知能力，還能夠在復雜場景中提供更高的定位精度。例如，在城區(qū)道路的行駛過程中，車輛可以通過激光雷達掃描周圍環(huán)境，與高精度地圖匹配結(jié)合，再通過高精度定位確定車輛在地圖中的具體位置，達到更好的決策效果。

5G與C-V2X技術(shù)的協(xié)同發(fā)展

車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速普及為高精度定位帶來了新的發(fā)展機遇。特別是5G與C-V2X技術(shù)的結(jié)合，能夠在車與車（V2V）、車與基礎設施（V2I）、車與行人（V2P）之間建立實時的信息傳輸通道。這種高效的通信網(wǎng)絡將為高精度定位提供更加豐富的外部環(huán)境數(shù)據(jù)，并結(jié)合位置數(shù)據(jù)進行協(xié)同計算。在5G與C-V2X網(wǎng)絡下，智能駕駛車輛不僅可以依賴自身的高精度定位系統(tǒng)，還可以通過實時獲取其他車輛和路邊基礎設施的信息，進一步提升車輛的定位準確性和行駛安全性。這種基于全局信息的高精度定位方案將極大推動車路協(xié)同和智能交通系統(tǒng)的發(fā)展。

3.3 商業(yè)化應用的加速推進

高精度定位技術(shù)的商業(yè)化應用進程正在加速。在自動駕駛領域，特別是L3及以上級別的自動駕駛車輛，已經(jīng)將高精度定位技術(shù)作為標配。例如，蔚來、理想、小鵬等企業(yè)推出的最新款車型，已經(jīng)普遍搭載了PPP-RTK或RTK技術(shù)，實現(xiàn)了城市道路和高速公路上的高精度定位。這些車輛能夠在復雜城市環(huán)境中保持厘米級的定位精度，保證了智能駕駛功能的順利運行。此外，傳統(tǒng)車企也在積極引入高精度定位技術(shù)，以提升其自動駕駛功能的競爭力。例如，寶馬、奔馳等高端車企通過與定位服務提供商的合作，逐步實現(xiàn)了車載高精度導航模塊的標準化配置。隨著市場需求的不斷擴大，未來高精度定位技術(shù)將在中高端車型中逐步普及，并最終實現(xiàn)大規(guī)模的應用。另一方面，除了汽車行業(yè)，公共交通、智慧城市等領域也在逐步引入高精度定位技術(shù)。例如，公共交通系統(tǒng)中，自動駕駛巴士和無人駕駛出租車的推廣離不開高精度定位技術(shù)的支持。智慧城市中的基礎設施監(jiān)控、智能穿戴設備、應急救援系統(tǒng)等，也正在通過高精度定位技術(shù)，實現(xiàn)更高效、精準的服務。未來，高精度定位技術(shù)將進一步拓展其應用場景，成為智慧城市和智能交通系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)支撐。

結(jié)論

高精度定位技術(shù)在智能駕駛中的作用愈發(fā)重要。通過融合衛(wèi)星定位、慣性導航、地基增強、低軌衛(wèi)星等多種技術(shù)手段，高精度定位不僅能夠提供厘米級的高精度定位信息，還能夠在復雜的城市環(huán)境中保證車輛的實時定位和路徑規(guī)劃。未來，隨著5G、C-V2X、低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡等技術(shù)的逐步成熟，高精度定位將成為智能交通系統(tǒng)不可或缺的一部分，為實現(xiàn)全面的自動駕駛和智慧城市發(fā)展提供強大的技術(shù)支持。在當前快速發(fā)展的智能駕駛行業(yè)中，高精度定位技術(shù)的創(chuàng)新和應用也面臨諸多挑戰(zhàn)，如基礎設施建設成本、技術(shù)復雜性、信號遮擋等問題。然而，隨著技術(shù)的不斷進步和市場需求的增長，未來高精度定位技術(shù)將繼續(xù)快速發(fā)展，并在全球范圍內(nèi)形成更加完善的產(chǎn)業(yè)鏈，為智能駕駛和智能交通系統(tǒng)的廣泛應用提供堅實的基礎。

審核編輯 黃宇