Galileo – 提高精度 20 年

自伽利略系统概念诞生20年后，伽利略全球导航卫星系统的信号可覆盖全球范围。u-blox是欧洲几大全球导航卫星系统（GNSS）接收器芯片制造商之一，至今已有二十年的历史。u-box一直紧跟伽利略导航系统的发展趋势，彼此见证了共同的成长历史。



但首先有人会问，为什么又要建造另一个全球导航卫星系统？与GPS、GLONASS和北斗导航系统相比，伽利略导航系统能够提供什么不一样的服务吗？



有一个现成的答案是，尽管八颗可见的卫星足以为郊区或农村地区提供合理的定位精度，但在高楼林立的城市峡谷，情况会有所不同。在城市里，伽利略卫星的额外可见性连同北斗、GLONASS和GPS系统共同提高了实现精确定位的可能性。



但更重要的是，伽利略是首个为满足欧洲国家民用需求而设计的全球导航卫星系统，具备全球优势。相反，GPS、GLONASS与北斗系统主要用于军事用途，同时兼顾民用服务。这意味着各国政府可以有选择地改变这些卫星星座的民用用途，这可能会使欧洲失去关键的导航和定位服务。虽然目前没有受到威胁，但关闭民用功能的可能性是真实存在的。伽利略导航系统由欧洲控制，具有独立可靠的特点。



伽利略计划在多个方面具有独特优势，除了提供 “我在哪里”的基础导航服务外，还可提供其他服务。伽利略系统不仅为小众市场中的可穿戴产品的超低功耗接收器提供“稀薄”信号，还可为适用于各类用电环境的高性能、高精度产品接收器提供“密集”信号。



在过去二十年里，伽利略系统从1997年几个完全不同的想法发展成一个单一的概念，其受到了欧盟的认可，并作为切实可行的项目推出。2002年，项目进度受到概念及资金问题的影响，即便是在伽利略太空计划搁置的情况下，伽利略设计团队仍选择继续开发这项技术，。尽管面临诸多困难，设计团队仍然不断为伽利略系统信号、调制和信息结构提供可用的技术规范，以鼓励开发人员构想基于伽利略系统的接收器。u-blox发现其采用的GPS模块很快受到认可，随即发布了技术规范。



多年以来，u-box致力于将其他制造商的GPS接收器芯片集成到其早期的微型模块中。2007年，u-box庆祝发布了自己的GPS接收器设计——u-box 5模块系列。随着伽利略计划取得预期进展，u-blox研发团队已经设计出了用于检测伽利略卫星信号的试用软件。



最初，伽利略系统准备使用与GPS相同的频段和CDMA调制技术，以便于u-box 5无线电硬件、数字信号处理硬件和软件均可为伽利略系统信号提供支持。但是这也意味着，一旦美国在发生冲突期间关闭民用GPS信号，敌对方仍可使用伽利略信号攻击其目标。随着美国和欧盟之间时常爆发出紧张激烈的政治讨论，这一问题最终依靠改变伽利略的信号调制方案予以解决。该方案将系统隔离开来，同时允许它们在同一频段共存。



2007年，伽利略计划又一次不幸遭遇了财政/资金上的困难，而u-box为伽利略系统开发的软件也从“准备测试”阶段沦为“束之高阁”的状态。



不过，在解决了伽利略资金问题的同时，项目进度延期却让伽利略核心设计团队增加并提升了系统功能，从而在服务领域向前迈出重要的一步，商业客户和个人客户均从中获益。例如，在关键的搜索和营救功能中，伽利略系统可发送用于应急定位信标遇险呼叫的确认信号。应急信标可捕捉显示伽利略卫星广播的信息，以提醒处于困境的人们救援力量正在赶来的途中。



u-blox工程师持续追踪伽利略系统中的变化和更新，并通过新一代u-blox 6（2009）、u-blox 7（2013）和u-blox m8x（2014）保持其就绪状态。2016年12月，欧洲航天局（ESA）正式批准伽利略具备初始定位能力。u-blox发布了伽利略系统准备工具u-blox M8 3.01版本软件，世界各地的早期使用者们坐在个人电脑前，静静地观看u-blox M8模块中的u-center显示屏，同时为首次检测到可用的伽利略信号而欢欣鼓舞。



最后，虽然伽利略的成功之路充满曲折，但现在看来，它的未来之路将变得更加平坦。



在安全方面，伽利略正在开发工具以消除人们对欺骗问题（即通过篡改接收到的GNSS信号来伪造资产定位）的担忧。到2020年，伽利略系统将采用“身份验证”信号技术，以减轻欺骗问题所带来的影响。



他们也考虑开发高精度的GNSS。随着时间的推移，Galileo Evolution可支持用于并发多频段传输的三种GNSS频带，通过校正最大的定位误差来源——电离层干扰，可显著提高定位精度。



然而，仅凭这一点还不足以达到V2X车辆安全系统和日益自主车辆所要求的厘米级定位精度。虽然今天已经可以提供高精度的GNSS系统服务，但其成本却高达数百美元，而且所涉及的校正服务并不适用于大众市场应用。



近日由u-blox和多个公司联合组建的合资公司Sapcorda正在寻求通过开发一项GNSS校正服务来填补这一空白。该服务专为支持高精度的大众市场应用而量身定制，旨在实现通信和校正数据来源方面的厘米级精度。



-blox将继续与伽利略和其他GNSS系统保持同步，为用于安全方面、交通运输和“事物”简单定位的众多新应用提供支持。