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28 Mar 2024

提高后装/后装市场车联网解决方案的定位精度

双频段 A-GNSS 的显著,极大等

dual-band GNSS mitigates multipath effects in cities

自从全球定位系统向公众开放以来,随着伽利略、北斗、NavIC 或 QZSS 等其他卫星星座的加入,定位精度已成为许多行业的关键,汽车级 ,汽车后装/后装市场航迹跟踪解决方案就是其中之一。

如今,GNSS(全球导航卫星系统)用户可以使用多种类型的接收机。在选择时,设计人员都在寻找简单、经济有效的方法来提高其解决方案的定位精度。但对于后装/后装市场的车联网经理来说,这种选择尤为艰难。

安装和尺寸与定位精度:后装/后装市场远程信息处理的两难选择

后装/后装市场远程信息处理车队管理者在处理 GNSS 接收机时面临许多困难。首先,他们通常无法控制接收器的安装。即使可以控制,由于每辆车的情况不同,安装方案也会因车而异。更多...(此项目不用有关...)的是,不同车联网车队管理公司的情况也不尽相同。

理想情况下,安装应该快速、简便,而且对终端用户和任何怀有恶意的人来说都是不可见的。这些要求往往导致安装地点无法直接看到天空,信号会被衰减并受到多径效应的影响。

尺寸是另一个需要考虑的问题。跟踪车联网盒越小越好。然而,实现最佳 GNSS 导航性能所需的天线却恰恰相反。应用需求往往限制了天线的选择,导致设计受限,可能无法提供最佳定位性能。因此,必须进行权衡。就像可口可乐的秘方一样,只有顶级车联网盒制造商才拥有实现正确平衡的黄金配方。

鉴于这些局限性,一些车队管理者增加了惯性导航技术,以更好地处理信号衰减或车辆行驶过程中不断变化的条件所造成的障碍。但还有其他选择吗?

双频段技术:久经考验的解决方案

利用双频段技术,设计人员可以同时改进传统的 A-GNSS接收机惯性导航接收机,一箭双雕。

与 L1 信号不同,L5 信号具有不同的编码和特性,可提供不同的信号强度。因此,有竞争力的双频段接收机的设计主要在于智能使用 L1 和 L5 信号,以及计算变化条件下的最佳定位。

这种肯定需要大量的证据。因此,u-blox 进行了道路测试来证实这一理论。

我们试车的目的是在城市地区展示和验证我们的 L1/L5 GNSS 接收机(F10 平台)相对于单独的 L1(M10 平台)的影响和改进。由于这项工作也是为了阐明我们之前讨论过的权衡问题,因此我们在测试中使用了两种天线:一种是战略性放置的高质量天线,另一种是隐藏在仪表盘下的更灵活、更适中的天线,车队管理者通常会将其放置在仪表盘下。

dual-band driving test through Zurich

我们在瑞士苏黎世进行了测试。虽然在这个城市内外行驶对 GNSS 接收机来说可能不是最具挑战性的场景,但它可以被视为反映性能的 "平均现实"。在此基础上,车队可以全面了解典型驾驶环境中发生的情况,即车辆在开放、半遮挡和完全遮挡的环境中行驶。

我们的发现

旅程从高速公路开始。然后,我们穿过郊区,进入市中心,在桥下和最高的建筑旁穿行。

从地图上的行程效果图来看,在开阔的天空下,以及在城区,地图上记录的 L1+L5 接收机位置所显示的改进效果并不明显。然而,统计数据却告诉了我们一个不同的故事,它显示了更好的性能,总体优势显著,极大等。

当我们接近城市时,那里的环境对 GNSS 接收机来说更具挑战性,仅 L1 和 L1+L5 之间的定位误差 delta 增加了。而当车辆沉浸在市中心时,几个 L1 定位出现了下降和偏移。在将结果与 L1+L5 解决方案进行比较时,这种行为无法被发现或被强烈削弱。

L1 and L1/L5 dual-band tests through Zurich city

考虑到我们在放置和性能方面使用的两根天线,用双频段技术取代单频段 GNSS 接收机的好处变得更显著,极大等。如下表所示,性能明显提高,在某些情况下可提高 50%。

 车顶天线 仪表板天线
基准站M10F10M10F10
模块MAX-M10SNEO-F10NMAX-M10SNEO-F10N
频段L1L1/L5L1L1/L5
2D 误差,单位 m @501142
2D 误差(米,68% 时1163
以米为单位的二维误差 @95%*521712
固定率 %99999799

*@95% 中的 2D 误差是指从统计角度看,100 个测量位置中有 95 个在指定值范围内,5 个在范围外。

分析该表提供的信息,我们可以得出四个要点:

  • 采用双频段技术(F10)的定位精度比采用单频段技术(M10)的定位精度高 30%至 40%。这个百分比取决于天线的位置。
  • 采用双频段技术的固定率保持在 99%,即使在恶劣条件下也是如此。
  • 天线的位置有很大不同。事实上,仪表盘天线会显著,极大等降低定位精度。

主要启示

通过定义一个精确的目标并使用车队管理者的设置,我们说明了在典型的用例场景|中,L1+L5 相对于后装市场车联网的纯 L1 GNSS 接收机的优势。

双频段接收机在最佳和非最佳安装情况下都显示出性能改进,当车辆在城市地区运行时,这种改进更为显著,极大等。换句话说,双频段技术简化了车队管理者必须解决的方程式,因为它在任何情况下都能提高定位精度。鉴于这些结果,我们得出以下主要结论:

  • 双频段 GNSS 接收机可有效提高整体定位精度,其天线在城市地区的性能良好或中等。
  • 双频段 GNSS 接收机的性能优于单频段 GNSS 接收机,尤其是在使用弱天线时,而这正是大多数应用的场景|场景。
  • 双频段技术是用于后装/后装市场车联网的亚米级 GNSS 产品的下一步。

u-blox 基于封装、引脚和软件功能,简化了从单频 (M10) 到双频 (F10) 产品的过渡。对于后装/后装市场的远程信息处理来说,双频段技术是一个转折点,因为它大大增强了传统的 A-GNSS 功能。如果我们激起了您的好奇心,请联系我们

如果您还想了解更多,请点击纽约街头的模拟器。

双频段(L1/L5)与单频段(L1)技术:以纽约为背景的模拟器

Arnaud Le Lannic

Director product management Consumer & Industrial tracking, u-blox

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