Technology

|

09 Jan 2022

高精度定位

凭借在全球导航卫星系统(GNSS)和 RTK 技术方面的深厚专业知识,实现厘米级精度。

可扩展的高精度定位技术市场正在激增。具有下一代ADAS V2X 应用的汽车行业,以及包括无人机和机器人割草机在内的机器人行业,都需要量身定制的高精度定位解决方案来满足其特定需求。

由于这些行业需要定制化的高精度解决方案,u-blox 考虑了复杂性、尺寸、功率和成本限制,以提供满足当前和未来需求的最佳解决方案。

什么是高精度定位?

高精度定位是将 GPS、伽利略和北斗等全球导航卫星系统 (GNSS) 与实时运动学 (RTK) 技术相结合的结果。高精度 GNSS 解决方案由几个关键部分组成:

  • 来自多个星座的 GNSS 卫星信号
  • 高质量的 GNSS 天线
  • RTK 算法
  • GNSS 校正数据

高精度 GNSS 天线。GNSS 天线是实现 GNSS 精确度的关键。效率、带宽、辐射模式、增益和极化等因素决定了天线的性能。有关高精度 GNSS 天线的更多信息,请查看 u-bloxGNSS 天线产品组合或阅读我们的使用案例

RTK 技术。一种使用接收机测量卫星信号载波相位的技术。结合本地或虚拟基站校正,这些测量结果可使接收机解决载波模糊问题,并向终端用户(通常是称为漫游者的移动设备)提供厘米级的精确定位信息。

校正服务。高质量的全球导航卫星系统校正可显著提高全球导航卫星系统的精度和完整性。这些以无线方式传输到漫游车的数据流包含有关全球导航卫星系统信号误差的实时信息,可提高接收器的性能精度,使定位精度达到厘米或以下。全球导航卫星系统校正服务技术在可实现的精度水平、初始化时间、覆盖范围和数据消耗方面存在差异。

除上述高精度定位组件外,死区推算也是一项增值功能,在实现可靠性能方面发挥着重要作用,尤其是在城市环境中。

高精度解决方案可在数秒至数分钟内提供厘米至亚米级的 GNSS 精度,具体取决于组件选择、配置选项和校正数据输入。

Diagram showing high-precision GNSS corrections for sub-meter and centimeter-level positioning

高精度 GNSS 解决方案类型

根据所依赖的校正数据输入,有不同类型的高精度解决方案:

infographic presenting types of high precision GNSS solution

使用 u-blox 接收机模块的高精度 GNSS

我们先进的 GNSS 模块配备了全面的硬件组件、集成 RTK 算法和功能、功能可配置性以及高集成度和高精度,构成了高精度 GNSS 解决方案的核心。

卫星信号接收器与嵌入式 RTK 算法、各种增值功能和开放式接口相结合,实现了与通信和校正服务的轻松高效集成。这种集成可通过以下方式实现

  • 直接解析所使用协议的原始通信数据,如 F9 平台中的 SPARTN 或 RTCM 原始修正数据,从而实现无缝数据解释和通信。
  • 加密方法确保通信安全,确保数据完整性,防止未经授权的访问。
  • 使用开放标准而非专有协议,从而提高了兼容性和灵活性。

此外,开放的行业标准硬件和软件接口提供了无与伦比的易用性、灵活性和可升级性。我们的模块可进行固件升级,使系统集成商能够确保对工业应用进行适当的维护、增强和安全更新,因为工业应用在现场的生命周期通常较长。

F9 平台

凭借我们在 GNSS 定位技术(包括惯性推算、多频段、RTK 和 GNSS 校正服务)方面的丰富专业知识,我们开发了 u-blox F9 平台。

迄今为止,F9 已成为一个非常成功的双频接收机平台。它以开放格式解析 PPP-RTK 信息,可通过卫星星座或互联网协议 (IP) 网络传输。这一过程实现了快速收敛时间和精确度,特别是与 PPP 服务相比。多年来,该平台提供了可扩展的 GNSS 高精度技术,为自动驾驶和各种机器自动化应用等新型导航应用铺平了道路。

Infographic presenting benefits of u-blox F9

欲了解更多信息,请参阅

X20 平台

X20 平台 利用 u-blox 的定制硅专业技术,在射频处理、数字信号处理和计算能力方面性能卓越。其创新算法在准确性、弹性、可用性、数据安全性和更新率方面取得了突破性成果。

我们的全波段接收器基于 X20 平台,可同时接收来自每颗卫星的更多信号,确保实现最高性能。此外,集成的 L 波段接收器还能安全地访问通信卫星提供的增值服务。

结合 RTK 或本地基站,全波段接收机可在数秒内实现厘米级精度。配合大陆 PPP-RTK 服务,可在一分钟内达到分米级精度。即使在偏远地区,全球 PPP 服务也能确保全球一致的性能。

基于 X20 技术的全波段ZED-X20P模块可提供最高定位性能,为高精度大众市场应用提供可扩展的厘米级精度。ZED-X20D扩展了 X20 平台,增加了与运动无关、基于高精度 GNSS 的航向解决方案,支持双全频段天线,在定位的同时提供确定性的方向感知。

X20 平台具有无与伦比的性能和长期可靠性,无论身处何地,都能提供尽可能高的精度。它具有前所未有的操作灵活性,能够适应包括工业、汽车和通信市场在内的各种环境和服务。

Overview of u-blox GNSS technology platforms from single-band to all-band, showing supported frequency bands (L1, L2, L5, L6) for M8/M9/M10, F10, F9, F20, and X20.

要了解更多信息,请参阅:

u-blox 高精度 GNSS 技术的主要优势:

  • 几秒钟内达到厘米级精度
  • 为高精度导航和无人驾驶车辆铺平道路
  • 轻松获取 RTK、多频段和多星座技术,快速上市
  • 与 u-blox 和其他领先的校正服务兼容,实现全球覆盖和灵活性
  • 惯性导航选项,可在城市环境中提供可靠的性能
  • 先进的干扰和欺骗检测功能,让您高枕无忧

要了解更多信息,请参阅

应用

X20 u-blox applications

用于自动驾驶的高精度定位

不同自动驾驶级别的车辆必须在厘米级范围内确定其相对于周围环境的位置。这对于在不同情况下实现最佳操控至关重要。

定位功能的精度依赖于多种输入,包括摄像头、雷达、HD-MAP、IMU、GNSS 和其他技术。全球导航卫星系统是唯一能提供精确到厘米的绝对定位的技术。这一特性使其成为高级驾驶辅助系统(ADAS)不可或缺的工具。

通过使用全球导航卫星系统的绝对定位功能,车辆可以在不影响乘客安全的情况下决定是否启动特定的 ADAS 功能。在定位过程中,GNSS 是一种有效的补充传感器,因为它对环境干扰具有很强的稳定性。这种能力对于实现安全目标,部署必须符合以下标准的高度自动驾驶解决方案尤为重要:

在我们的高精度定位产品系列中,A9 功能安全型 GNSS 芯片专为 ADAS 应用量身定制,最高温度可达 105 °C,可实现车道识别。

了解更多