Technologia pozycjonowania GNSS

Jeśli chodzi o pozycjonowanie, pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, jest GNSS (Globalny system nawigacji satelitarnej) pozycjonowanie, która jest powszechnie uznaną i powszechnie akceptowaną technologią śledzenia i pozycjonowania, która umożliwia śledzenie i lokalizowanie ludzi, Zwierząt, aktywa, pojazdy, itp., i podaj dane, takie jak nagłówek, prędkość, data, i czas. Według danych GSA, osiągnie liczbę urządzeń GNSS na całym świecie 8 miliard (przynajmniej jeden na osobę) W 2020, co zapewni dużą wygodę bezpiecznej podróży ludzi, praca i życie.

Schemat iteracji technologii pozycjonowania satelitarnego GNSS

Od jednosystemowego, jednopasmowego do wielosystemowego, wielopasmowego

GNSS (Globalny system nawigacji satelitarnej) nie odnosi się do pojedynczego systemu satelitarnego, ale ogólny termin określający wiele systemów satelitarnych. Urządzenie użytkownika lokalizuje się na podstawie informacji o współrzędnych szerokości i długości geograficznej dostarczonych przez satelitę.

Istnieją główne systemy satelitarne na świecie

Amerykański system GPS jest pierwszym na świecie systemem nawigacji satelitarnej, jest to również na tym etapie szerzej stosowana i dojrzała technologia pozycjonowania satelitarnego. Wczesne moduły pozycjonujące obsługiwały wyłącznie systemy GPS i należały do ​​jednosystemowych modułów jednoczęstotliwościowych. Ze względu na fakt, że liczba widocznych satelitów (<4) będzie zbyt mała w pojedynczym systemie GPS na danym obszarze, przez część czasu lub gdy sygnał jest blokowany lub zakłócany, co skutkuje niemożnością normalnej lokalizacji. Z potwierdzeniem systemów nawigacji satelitarnej w różnych krajach i regionach, sukcesywnie inwestowali w budowę własnych systemów nawigacji satelitarnej, pojawiły się moduły wielosystemowe, znane również jako moduły wielomodowe lub moduły GNSS.

Na podstawie tego samego środowiska zewnętrznego, moduł wielosystemowy może przechwytywać satelity z różnych systemów satelitarnych, co znacznie zwiększa liczbę efektywnych satelitów, poprawiając w ten sposób dokładność i stabilność pozycjonowania.

Wraz z rozwojem systemów nawigacji satelitarnej, początkowy sygnał GPS L1C/A stopniowo nie jest w stanie spełnić potrzeb użytkownika w zakresie pozycjonowania i synchronizacji nawigacji, Stany Zjednoczone ogłosiły modernizację GPS, dodanie drugiego sygnału cywilnego L2C i trzeciego sygnału cywilnego L5. Moduły pozycjonujące GNSS zaczęły także odbierać sygnały z różnych systemów satelitarnych w różnych pasmach częstotliwości.

Ze względu na wpływ otoczenia modułu pozycjonującego, sygnał satelitarny odbierany przez moduł zawiera również wpływ różnych sygnałów odbitych i załamanych, co jest tak zwanym efektem wielościeżkowym. Technologia wielopasmowa może skutecznie tłumić efekt wielościeżkowy w środowisku miejskim, osłabić błąd atmosferyczny, i poprawić dokładność pozycjonowania.

Integracja wielu technologii pozycjonowania spełnia potrzeby zróżnicowanego pozycjonowania o wysokiej precyzji

Technologia GNSS może poznać bezwzględną pozycję dowolnego obiektu z dokładnością do kilku metrów, i nie będzie przesadą stwierdzenie, że rozwiązuje dla nas wiele problemów. Teraz, od inteligentnych pojazdów podłączonych do sieci i jazdy autonomicznej po drony i roboty, rosnące zapotrzebowanie na automatyzację w zastosowaniach nawigacyjnych wymaga rozwiązań o większej precyzji pozycjonowania.

GNSS & Połączone pozycjonowanie DR dla ciągłej nawigacji

DR (Martwe rozliczenie), martwy rachunek, odnosi się do metody obliczania położenia następnego momentu poprzez pomiar położenia i orientacji bieżącego momentu pod warunkiem znajomości położenia bieżącego momentu. Instalując na sprzęcie akcelerometry i czujniki żyroskopowe, algorytm DR może niezależnie określić informacje o położeniu, i ma cechy umożliwiające osiągnięcie lokalnego, precyzyjnego pozycjonowania w krótkim czasie.

Pozycjonowanie GNSS jest nieskuteczne w scenariuszach, w których środowisko okluzji i wiele ścieżek jest poważne, a wynik pozycjonowania można wywnioskować w ciągu następnej sekundy lub większej liczby sekund, łącząc algorytm DR. Ponadto, częstotliwość aktualizacji danych GNSS wynosi zwykle 1 Hz, które nie są w stanie sprostać wysokim wymaganiom dynamicznym, podczas gdy IMU (Inercyjna jednostka miary) częstotliwość aktualizacji może osiągnąć 100 Hz, a częstotliwość wyników może znacznie wzrosnąć poprzez tę kombinację. Jednakże, dokładność algorytmu DR pogarsza się wraz ze wzrostem głębokości filtrowania, dlatego GNSS musi korygować je w czasie rzeczywistym, aby mieć pewność, że szacunkowa pozycja będzie stale aktualizowana o rzeczywiste dane, co umożliwi osiągnięcie lepszych wyników.

Główne tryby pracy są następujące:

Szacowana pozycja poprzedniego punktu + Dane IMU → przewiduj lokalizację następnego punktu;

Przewidywana lokalizacja + Pozycjonowanie GPS → zaktualizuj aktualną lokalizację;

Cyrkulować.

Technologia RTK, obsługuje dokładność pozycjonowania na poziomie decymetru/centymetru

RTK (Kinematyka w czasie rzeczywistym), znana jako metoda różnic dynamicznych w czasie rzeczywistym, znana również jako technologia różnicy faz nośnej, jest różnicową metodą przetwarzania obserwacji fazowych nośnej dwóch stacji pomiarowych w czasie rzeczywistym, w tym tradycyjny RTK i sieciowy RTK.

Jak działa tradycyjny RTK

W konwencjonalnym trybie pracy RTK, jest tylko jedna stacja referencyjna (Odbiornik GNSS) a odległość pomiędzy stacją referencyjną a łazikiem jest ograniczona. Stacja referencyjna przelicza odebrane dane pomiarowe z danymi z ustawionej stacji referencyjnej w celu uzyskania danych różnicowych, a następnie wysyła dane różnicowe do łazika (odbiornik użytkownika) przez radio. Łazik może także odbierać drogą radiową dane różnicowe przesyłane przez stację referencyjną i wykonywać obliczenia, aby w efekcie uzyskać potrzebne nam dane o współrzędnych i poprawić dokładność pozycjonowania.

Jak działa sieć RTK

W sieci RTK, istnieje wiele stacji referencyjnych, użytkownicy nie muszą zakładać własnych stacji referencyjnych, odległość pomiędzy użytkownikami a stacjami referencyjnymi może wzrosnąć do setek kilometrów, sieć RTK redukuje źródła błędów, zwłaszcza błędy związane z odległością.

Pierwszy, wiele stacji referencyjnych jednocześnie zbiera dane obserwacyjne i przesyła je do centrum przetwarzania danych, który ma jeden główny komputer sterujący, który może kontrolować wszystkie stacje referencyjne poprzez sieć. Wszystkie dane przesyłane ze stacji referencyjnej są najpierw usuwane metodą przybliżonej różnicy, a następnie główny komputer sterujący wykonuje obliczenia sieci. Wreszcie, informacja korygująca jest reklamowana użytkownikowi.

Sieć RTK musi mieć przynajmniej 3 stacje referencyjne do obliczania informacji korekcyjnych. Wiarygodność i dokładność skorygowanych informacji poprawia się wraz ze wzrostem liczby stacji referencyjnych. Gdy jest wystarczająca liczba stacji referencyjnych, w przypadku awarii stacji referencyjnej, system może nadal działać normalnie i dostarczać wiarygodnych informacji korygujących.

W porównaniu z tradycyjnym RTK, sieć RTK dokładniej szacuje błąd, a korelacja między błędem stacji referencyjnej i łazika jest dodatkowo wzmacniana przez VRS (Wirtualna stacja referencyjna) technologię wirtualnej stacji referencyjnej. Ogólnie, dokładność i stabilność sieci RTK są wyższe niż w przypadku tradycyjnego RTK.

Rynek GNSS stale rośnie

Według statystyk GSA, w następnej dekadzie, globalne dostawy sprzętu GNSS będą nadal rosły. Liczba wzrośnie od 1.8 miliard jednostek w 2019 Do 2.8 miliard jednostek w 2029. Pomiędzy nimi, zastosowania w transporcie drogowym i samochodach, drony, śledzenie ludzi i zasobów, inteligentne sieci i inne dziedziny odnotują gwałtowny rozwój. Wybór właściwej technologii GNSS przy akceptowalnych kosztach stanie się trudnym problemem dla producentów terminali.

Quectel oferuje pełną gamę modułów GNSS, aby sprostać indywidualnym potrzebom różnych dziedzin

Jako doskonały dostawca modułów komórkowych i modułów GNSS, Seria Quectel Multimode Single Band L76/L26 oraz wielomodowy i wieloczęstotliwościowy LC79D zyskały bogate doświadczenie w produkcji masowej i dobrą reputację w przemyśle, konsumenckie i inne popularne aplikacje do pozycjonowania.

Pod względem integracji i pozycjonowania różnych technologii, Quectel również wykonał świetną robotę. W dziedzinie nawigacji inercyjnej, Ulepszona wersja LC79D i seria L26-DR obsługują połączone pozycjonowanie GNSS + DR i osiągnęły masową produkcję; W zakresie wysokiej precyzji, Wbudowany moduł pozycjonowania w technologii RTK+DR LC29D stał się ulubieńcem wspólnych produktów rowerowych, a wbudowany moduł pozycjonowania w technologii RTK+DR LG69T zapewnia pozycjonowanie na poziomie centymetra, usługi śledzenia i nawigacji dla dużych producentów OEM i Tier 1 klienci.