فناوری موقعیت یابی GNSS

وقتی صحبت از موقعیت یابی می شود, اولین چیزی که به ذهن می رسد GNSS است (سیستم جهانی ناوبری ماهواره ای) تثبیت موقعیت, که یک فناوری ردیابی و موقعیت یابی جهانی شناخته شده و پذیرفته شده است که می تواند افراد را ردیابی و مکان یابی کند, حیوانات, دارایی های, وسايل نقليه, و غیره., و داده هایی مانند عنوان را ارائه دهید, سرعت, تاریخ, و زمان. طبق داده های GSA, تعداد دستگاه های GNSS در سراسر جهان خواهد رسید 8 میلیارد (حداقل یک نفر برای هر نفر) که در 2020, که راحتی زیادی را برای سفر ایمن مردم به ارمغان می آورد, کار و زندگی.

نمودار تکرار فناوری موقعیت یابی ماهواره ای GNSS

از تک سیستم تک باند تا چند سیستم چند باند

GNSS (سیستم جهانی ناوبری ماهواره ای) به یک سیستم ماهواره ای واحد اشاره نمی کند, اما یک اصطلاح کلی برای چندین سیستم ماهواره ای است. دستگاه کاربر با دریافت اطلاعات مختصات طول و عرض جغرافیایی ارائه شده توسط ماهواره، مکان خود را تعیین می کند.

عمده ترین سیستم های ماهواره ای جهان وجود دارند

سیستم GPS ایالات متحده اولین سیستم ناوبری ماهواره ای در جهان است, و همچنین یک فناوری موقعیت یاب ماهواره ای پرکاربردتر و بالغ در این مرحله است. ماژول های موقعیت یابی اولیه فقط از سیستم های GPS پشتیبانی می کردند و به ماژول های تک سیستمی تک فرکانس تعلق داشتند. با توجه به اینکه تعداد ماهواره های قابل رویت (<4) در یک سیستم GPS واحد در یک منطقه بسیار کوچک خواهد بود, بخشی از زمان یا زمانی که سیگنال مسدود یا تداخل دارد, در نتیجه ناتوانی در مکان یابی عادی. با تایید سیستم های ناوبری ماهواره ای در کشورها و مناطق مختلف, آنها به طور متوالی در ساخت سیستم های ناوبری ماهواره ای خود سرمایه گذاری کرده اند, و ماژول های چند سیستمی پدید آمده اند, همچنین به عنوان ماژول های چند حالته یا ماژول های GNSS شناخته می شود.

بر اساس همان محیط خارجی, ماژول چند سیستمی می تواند ماهواره ها را از سیستم های ماهواره ای مختلف بگیرد, که تعداد ماهواره های موثر را بسیار افزایش می دهد, در نتیجه دقت و ثبات موقعیت یابی بهبود می یابد.

با توسعه سیستم های ناوبری ماهواره ای, سیگنال اولیه GPS L1C/A به تدریج نمی تواند نیازهای موقعیت یابی و زمان بندی ناوبری کاربر را برآورده کند., ایالات متحده از نوسازی GPS خبر داد, اضافه کردن یک سیگنال مدنی دوم L2C و یک سیگنال سوم شهری L5. ماژول های موقعیت یابی GNSS نیز شروع به دریافت سیگنال از سیستم های ماهواره ای مختلف در باندهای فرکانسی مختلف کرده اند.

به دلیل تأثیر محیط اطراف ماژول موقعیت یابی, سیگنال ماهواره ای دریافت شده توسط ماژول همچنین حاوی تأثیر سیگنال های مختلف منعکس شده و شکسته است, که به اصطلاح اثر چند مسیری است. فن آوری چند باند می تواند به طور موثر اثر چند مسیری را در محیط شهری سرکوب کند, تضعیف خطای جوی, و دقت موقعیت یابی را بهبود بخشد.

ادغام چندین فناوری موقعیت یابی نیازهای موقعیت یابی با دقت بالا را برآورده می کند

فناوری GNSS می‌تواند موقعیت مطلق هر جسم را در فاصله چند متری از دقت تشخیص دهد, و اغراق نیست اگر بگوییم بسیاری از مشکلات ما را حل می کند. اکنون, از وسایل نقلیه متصل هوشمند و رانندگی خودکار گرفته تا پهپادها و روبات‌ها, افزایش تقاضا برای اتوماسیون در برنامه های ناوبری نیازمند راه حل های موقعیت یابی دقیق تر است.

GNSS & موقعیت یابی ترکیبی DR برای ناوبری مداوم

دکتر (حساب مرده), حساب مرده, به روش محاسبه موقعیت لحظه بعدی با اندازه گیری موقعیت و جهت لحظه جاری به شرط دانستن موقعیت لحظه جاری اشاره دارد.. با نصب شتاب سنج و سنسور ژیروسکوپ بر روی تجهیزات, الگوریتم DR می تواند به طور مستقل اطلاعات موقعیت یابی را تعیین کند, و دارای ویژگی های دستیابی به موقعیت یابی با دقت بالا محلی در مدت زمان کوتاه است.

موقعیت یابی GNSS در سناریوهایی که محیط انسداد و چندین مسیر جدی هستند بی اثر است., و با ترکیب الگوریتم DR می توان نتیجه موقعیت یابی را در ثانیه های بعدی یا بیشتر استنباط کرد.. علاوه بر این, فرکانس به روز رسانی داده های GNSS معمولاً 1 هرتز است, که نمی تواند الزامات دینامیکی بالا را برآورده کند, در حالی که IMU (واحد اندازه گیری اینرسی) فرکانس به روز رسانی می تواند به 100 هرتز برسد, و فرکانس نتیجه را می توان به طور قابل توجهی با ترکیب افزایش داد. با این حال, دقت الگوریتم DR با افزایش عمق فیلتر بدتر می شود, بنابراین GNSS باید آن را در زمان واقعی تصحیح کند تا اطمینان حاصل شود که موقعیت تخمینی به طور مداوم با داده های واقعی به روز می شود تا به نتایج بهتری دست یابد..

حالت های اصلی کار به شرح زیر است:

موقعیت تخمینی امتیاز قبلی + داده های IMU → مکان نقطه بعدی را پیش بینی کنید;

مکان پیش بینی شده + موقعیت یابی GPS → مکان فعلی را به روز کنید;

گردش کنید.

فناوری RTK, از دقت موقعیت یابی سطح دسی متر/سانتی متر پشتیبانی می کند

RTK (سینماتیک بلادرنگ), به عنوان روش تفاضل دینامیکی بلادرنگ شناخته می شود, همچنین به عنوان فناوری اختلاف فاز حامل نیز شناخته می شود, یک روش دیفرانسیل برای پردازش مشاهدات فاز حامل دو ایستگاه اندازه گیری در زمان واقعی است, از جمله RTK سنتی و RTK شبکه.

RTK سنتی چگونه کار می کند

در حالت کار معمولی RTK, تنها یک ایستگاه مرجع وجود دارد (گیرنده GNSS) و فاصله بین ایستگاه مرجع و مریخ نورد محدود است. ایستگاه مرجع، داده های اندازه گیری دریافتی را با داده های ایستگاه مرجع تنظیم شده محاسبه می کند تا داده های دیفرانسیل را به دست آورد, و سپس داده های دیفرانسیل را برای مریخ نورد ارسال می کند (گیرنده کاربر) از طریق رادیو. مریخ نورد همچنین می تواند داده های دیفرانسیل ارسال شده توسط ایستگاه مرجع را از طریق رادیو دریافت کند و محاسباتی را انجام دهد تا در نهایت داده های مختصات مورد نیاز خود را بدست آورد و دقت موقعیت یابی را بهبود بخشد..

نحوه عملکرد شبکه RTK

در شبکه RTK, چندین ایستگاه مرجع وجود دارد, کاربران نیازی به ایجاد ایستگاه های مرجع خود ندارند, فاصله بین کاربران و ایستگاه های مرجع را می توان تا صدها کیلومتر افزایش داد, شبکه RTK منابع خطا را کاهش می دهد, به خصوص خطاهای مربوط به فاصله.

اولین, چندین ایستگاه مرجع به طور همزمان داده های مشاهده را جمع آوری کرده و داده ها را به مرکز پردازش داده ارسال می کنند, که دارای یک کامپیوتر کنترل اصلی است که می تواند تمام ایستگاه های مرجع را از طریق شبکه کنترل کند. تمام داده های ارسال شده از ایستگاه مرجع ابتدا با اختلاف تقریبی حذف می شوند, و سپس کامپیوتر کنترل اصلی محاسبه شبکه را انجام می دهد. سرانجام, اطلاعات اصلاحی برای کاربر تبلیغ می شود.

شبکه RTK باید حداقل داشته باشد 3 ایستگاه های مرجع برای محاسبه اطلاعات تصحیح. قابلیت اطمینان و دقت اطلاعات تصحیح شده با افزایش تعداد ایستگاه های مرجع بهبود می یابد. زمانی که ایستگاه های مرجع کافی وجود دارد, اگر یک ایستگاه مرجع از کار بیفتد, سیستم همچنان می تواند به طور عادی کار کند و اطلاعات اصلاحی قابل اعتمادی را ارائه دهد.

در مقایسه با RTK سنتی, شبکه RTK خطا را با دقت بیشتری تخمین می زند, و ارتباط بین خطای ایستگاه مرجع و مریخ نورد توسط VRS بیشتر می شود (ایستگاه مرجع مجازی) فناوری ایستگاه مرجع مجازی. به طور کلی, دقت و پایداری RTK شبکه بالاتر از RTK سنتی است.

بازار GNSS به طور پیوسته در حال رشد است

طبق آمار GSA, در دهه آینده, محموله های جهانی تجهیزات GNSS به رشد خود ادامه خواهند داد. تعداد از افزایش خواهد یافت 1.8 میلیارد واحد در 2019 به 2.8 میلیارد واحد در 2029. در میان آنها, کاربرد در حمل و نقل جاده ای و اتومبیل, هواپیماهای بدون سرنشین, ردیابی افراد و دارایی ها, شبکه های هوشمند و سایر زمینه ها رشد انفجاری را نشان خواهند داد. نحوه انتخاب فناوری GNSS مناسب با هزینه قابل قبول به یک مشکل دشوار برای سازندگان ترمینال تبدیل خواهد شد.

Quectel دارای طیف کاملی از ماژول های GNSS برای رفع نیازهای سفارشی شده در زمینه های مختلف است

به عنوان یک تامین کننده عالی ماژول های سلولی و ماژول های GNSS, Quectel Multimode Single Band Series L76/L26 و Multimode و Multi-frequency LC79D تجربه تولید انبوه غنی و شهرت خوبی در صنعت به دست آورده اند., مصرف کننده و دیگر برنامه های کاربردی موقعیت یابی محبوب.

از نظر ادغام و موقعیت یابی فناوری های مختلف, کوکتل نیز کار بسیار خوبی انجام داده است. در زمینه ناوبری اینرسی, نسخه ارتقا یافته LC79D و سری L26-DR هر دو از موقعیت یابی ترکیبی GNSS+DR پشتیبانی می کنند و به تولید انبوه دست یافته اند.; در زمینه دقت بالا, ماژول موقعیت یابی داخلی فناوری RTK+DR LC29D به یکی از محبوب ترین محصولات دوچرخه مشترک تبدیل شده است., و ماژول موقعیت یابی داخلی فناوری RTK+DR LG69T موقعیت یابی در سطح سانتی متر را فراهم می کند., خدمات ردیابی و ناوبری برای OEM های بزرگ و Tier 1 مشتریان.