Τεχνολογία εντοπισμού θέσης GNSS

Όταν πρόκειται για τοποθέτηση, το πρώτο πράγμα που έρχεται στο μυαλό είναι το GNSS (Παγκόσμιο δορυφορικό σύστημα πλοήγησης) τοποθέτησης, η οποία είναι μια παγκοσμίως αναγνωρισμένη και ευρέως αποδεκτή τεχνολογία εντοπισμού και εντοπισμού θέσης που μπορεί να παρακολουθεί και να εντοπίσει ανθρώπους, των ζώων, περιουσιακά στοιχεία, οχήματα, και τα λοιπά., και παρέχετε δεδομένα όπως επικεφαλίδα, Ταχύτητα, ημερομηνία, και του χρόνου. Σύμφωνα με τα στοιχεία της GSA, ο αριθμός των συσκευών GNSS παγκοσμίως θα φτάσει 8 δισεκατομμύριο (τουλάχιστον ένα ανά άτομο) σε 2020, που θα προσφέρει μεγάλη ευκολία στο ασφαλές ταξίδι των ανθρώπων, δουλειά και ζωή.

Διάγραμμα επανάληψης τεχνολογίας δορυφορικού εντοπισμού θέσης GNSS

Από single-system single-band σε multi-system multi-band

GNSS (Παγκόσμιο δορυφορικό σύστημα πλοήγησης) δεν αναφέρεται σε ένα ενιαίο δορυφορικό σύστημα, αλλά ένας γενικός όρος για πολλαπλά δορυφορικά συστήματα. Η συσκευή χρήστη εντοπίζεται λαμβάνοντας πληροφορίες συντεταγμένων γεωγραφικού πλάτους και μήκους που παρέχονται από τον δορυφόρο.

Τα μεγαλύτερα δορυφορικά συστήματα στον κόσμο υπάρχουν

Το σύστημα GPS των ΗΠΑ είναι το πρώτο σύστημα δορυφορικής πλοήγησης στον κόσμο, και είναι επίσης μια πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη και ώριμη τεχνολογία εντοπισμού θέσης δορυφόρου σε αυτό το στάδιο. Οι πρώιμες μονάδες εντοπισμού θέσης υποστήριζαν μόνο συστήματα GPS και ανήκαν σε μονάδες μονής συχνότητας ενός συστήματος. Λόγω του γεγονότος ότι ο αριθμός των ορατών δορυφόρων (<4) θα είναι πολύ μικρό σε ένα ενιαίο σύστημα GPS σε μια τοπική περιοχή, μέρος του χρόνου ή όταν το σήμα μπλοκάρεται ή παρεμβάλλεται, με αποτέλεσμα να μην μπορεί να εντοπιστεί κανονικά. Με την επιβεβαίωση των συστημάτων δορυφορικής πλοήγησης σε διάφορες χώρες και περιοχές, έχουν επενδύσει διαδοχικά στην κατασκευή των δικών τους συστημάτων δορυφορικής πλοήγησης, και έχουν προκύψει μονάδες πολλαπλών συστημάτων, επίσης γνωστές ως μονάδες πολλαπλών λειτουργιών ή μονάδες GNSS.

Με βάση το ίδιο εξωτερικό περιβάλλον, η μονάδα πολλαπλών συστημάτων μπορεί να καταγράφει δορυφόρους από διαφορετικά δορυφορικά συστήματα, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τον αριθμό των αποτελεσματικών δορυφόρων, βελτιώνοντας έτσι την ακρίβεια και τη σταθερότητα της τοποθέτησης.

Με την ανάπτυξη συστημάτων δορυφορικής πλοήγησης, το αρχικό σήμα GPS L1C/A σταδιακά δεν μπορεί να καλύψει τις ανάγκες χρονισμού θέσης και πλοήγησης του χρήστη, οι Ηνωμένες Πολιτείες ανακοίνωσαν τον εκσυγχρονισμό του GPS, προσθέτοντας ένα δεύτερο πολιτικό σήμα L2C και ένα τρίτο πολιτικό σήμα L5. Οι μονάδες εντοπισμού θέσης GNSS έχουν επίσης αρχίσει να λαμβάνουν σήματα από διάφορα δορυφορικά συστήματα σε διαφορετικές ζώνες συχνοτήτων.

Λόγω της επίδρασης του περιβάλλοντος περιβάλλοντος της μονάδας εντοπισμού θέσης, Το δορυφορικό σήμα που λαμβάνεται από τη μονάδα περιέχει επίσης την επίδραση διαφόρων ανακλώμενων και διαθλασμένων σημάτων, που είναι το λεγόμενο φαινόμενο πολλαπλών διαδρομών. Η τεχνολογία πολλαπλών ζωνών μπορεί να καταστείλει αποτελεσματικά το φαινόμενο πολλαπλών διαδρομών στο αστικό περιβάλλον, αποδυναμώσει το ατμοσφαιρικό σφάλμα, και βελτίωση της ακρίβειας τοποθέτησης.

Η ενσωμάτωση πολλαπλών τεχνολογιών εντοπισμού θέσης καλύπτει τις ανάγκες διαφοροποιημένης τοποθέτησης υψηλής ακρίβειας

Η τεχνολογία GNSS μπορεί να γνωρίζει την απόλυτη θέση οποιουδήποτε αντικειμένου μέσα σε λίγα μέτρα ακρίβειας, και δεν είναι υπερβολή να πούμε ότι μας λύνει πολλά προβλήματα. Τώρα, από έξυπνα συνδεδεμένα οχήματα και αυτόνομη οδήγηση μέχρι drones και ρομπότ, Η αυξανόμενη ζήτηση για αυτοματισμό σε εφαρμογές πλοήγησης απαιτεί λύσεις εντοπισμού θέσης μεγαλύτερης ακρίβειας.

GNSS & Συνδυασμένη τοποθέτηση DR για συνεχή πλοήγηση

DR (Νεκρός απολογισμός), νεκρός απολογισμός, αναφέρεται στη μέθοδο υπολογισμού της θέσης της επόμενης στιγμής με μέτρηση της θέσης και του προσανατολισμού της τρέχουσας στιγμής υπό την προϋπόθεση της γνώσης της θέσης της τρέχουσας στιγμής. Εγκαθιστώντας επιταχυνσιόμετρα και αισθητήρες γυροσκόπιου στον εξοπλισμό, ο αλγόριθμος DR μπορεί να προσδιορίσει ανεξάρτητα τις πληροφορίες θέσης, και έχει τα χαρακτηριστικά της επίτευξης τοπικής τοποθέτησης υψηλής ακρίβειας σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Η τοποθέτηση GNSS είναι αναποτελεσματική σε σενάρια όπου το περιβάλλον απόφραξης και οι πολλαπλές διαδρομές είναι σοβαρά, και το αποτέλεσμα τοποθέτησης μπορεί να συναχθεί στο επόμενο δευτερόλεπτο ή περισσότερα δευτερόλεπτα συνδυάζοντας τον αλγόριθμο DR. Επιπλέον, η συχνότητα ενημέρωσης δεδομένων GNSS είναι συνήθως 1Hz, που δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις υψηλές δυναμικές απαιτήσεις, ενώ η IMU (Αδρανειακή Μονάδα Μέτρησης) Η συχνότητα ενημέρωσης μπορεί να φτάσει τα 100 Hz, και η συχνότητα του αποτελέσματος μπορεί να αυξηθεί σημαντικά με τον συνδυασμό. Ωστόσο, η ακρίβεια του αλγορίθμου DR επιδεινώνεται με την αύξηση του βάθους φιλτραρίσματος, έτσι το GNSS πρέπει να το διορθώσει σε πραγματικό χρόνο για να διασφαλίσει ότι η εκτιμώμενη θέση ενημερώνεται συνεχώς με πραγματικά δεδομένα για να επιτύχει καλύτερα αποτελέσματα.

Οι κύριοι τρόποι εργασίας είναι οι εξής:

Εκτιμώμενη θέση στο προηγούμενο σημείο + Δεδομένα IMU → προβλέψτε την επόμενη θέση σημείου;

Προβλεπόμενη τοποθεσία + Τοποθέτηση GPS → ενημέρωση της τρέχουσας τοποθεσίας;

Κυκλοφορώ.

Τεχνολογία RTK, υποστηρίζει την ακρίβεια τοποθέτησης σε επίπεδο δεκατόμετρο/εκατοστό

RTK (Κινηματική σε πραγματικό χρόνο), γνωστή ως μέθοδος δυναμικής διαφοράς σε πραγματικό χρόνο, επίσης γνωστή ως τεχνολογία διαφοράς φάσης φορέα, είναι μια διαφορική μέθοδος για την επεξεργασία των παρατηρήσεων φάσης του φορέα δύο σταθμών μέτρησης σε πραγματικό χρόνο, συμπεριλαμβανομένου του παραδοσιακού RTK και του δικτύου RTK.

Πώς λειτουργεί το παραδοσιακό RTK

Σε συμβατικό τρόπο λειτουργίας RTK, υπάρχει μόνο ένας σταθμός αναφοράς (Δέκτης GNSS) και η απόσταση μεταξύ του σταθμού αναφοράς και του ρόβερ είναι περιορισμένη. Ο σταθμός αναφοράς υπολογίζει τα λαμβανόμενα δεδομένα μέτρησης με τα δεδομένα από τον καθορισμένο σταθμό αναφοράς για τη λήψη διαφορικών δεδομένων, και στη συνέχεια στέλνει τα διαφορικά δεδομένα στο rover (δέκτης χρήστη) μέσω του ραδιοφώνου. Το rover μπορεί επίσης να λάβει τα διαφορικά δεδομένα που αποστέλλονται από τον σταθμό αναφοράς μέσω του ασύρματου και να εκτελέσει υπολογισμούς για να λάβει τελικά τα δεδομένα συντεταγμένων που χρειαζόμαστε και να βελτιώσει την ακρίβεια τοποθέτησης.

Πώς λειτουργεί το δίκτυο RTK

Στο δίκτυο RTK, υπάρχουν πολλοί σταθμοί αναφοράς, Οι χρήστες δεν χρειάζεται να δημιουργήσουν τους δικούς τους σταθμούς αναφοράς, Η απόσταση μεταξύ χρηστών και σταθμών αναφοράς μπορεί να επεκταθεί σε εκατοντάδες χιλιόμετρα, Το δίκτυο RTK μειώνει τις πηγές σφαλμάτων, ειδικά σφάλματα που σχετίζονται με την απόσταση.

Πρώτα, πολλαπλοί σταθμοί αναφοράς συλλέγουν ταυτόχρονα δεδομένα παρατήρησης και μεταδίδουν τα δεδομένα στο κέντρο επεξεργασίας δεδομένων, που διαθέτει έναν κεντρικό υπολογιστή ελέγχου που μπορεί να ελέγχει όλους τους σταθμούς αναφοράς μέσω του δικτύου. Όλα τα δεδομένα που μεταδίδονται από το σταθμό αναφοράς αφαιρούνται πρώτα από την κατά προσέγγιση διαφορά, και στη συνέχεια ο κεντρικός υπολογιστής ελέγχου εκτελεί τον υπολογισμό δικτύου. Τελικά, οι διορθωτικές πληροφορίες διαφημίζονται στον χρήστη.

Το δίκτυο RTK πρέπει να έχει τουλάχιστον 3 σταθμούς αναφοράς για τον υπολογισμό των πληροφοριών διόρθωσης. Η αξιοπιστία και η ακρίβεια των διορθωμένων πληροφοριών βελτιώνεται καθώς αυξάνεται ο αριθμός των σταθμών αναφοράς. Όταν υπάρχουν αρκετοί σταθμοί αναφοράς, εάν ένας σταθμός αναφοράς αποτύχει, το σύστημα μπορεί να λειτουργεί κανονικά και να παρέχει αξιόπιστες διορθωτικές πληροφορίες.

Σε σύγκριση με το παραδοσιακό RTK, Το δίκτυο RTK εκτιμά το σφάλμα με μεγαλύτερη ακρίβεια, και η συσχέτιση μεταξύ του σφάλματος του σταθμού αναφοράς και του ρόβερ ενισχύεται περαιτέρω από το VRS (Εικονικός Σταθμός Αναφοράς) τεχνολογία εικονικού σταθμού αναφοράς. Γενικά, η ακρίβεια και η σταθερότητα του δικτύου RTK είναι υψηλότερη από αυτή του παραδοσιακού RTK.

Η αγορά GNSS αναπτύσσεται σταθερά

Σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία της GSA, την επόμενη δεκαετία, Οι παγκόσμιες αποστολές εξοπλισμού GNSS θα συνεχίσουν να αυξάνονται. Ο αριθμός θα αυξηθεί από 1.8 δισεκατομμύρια μονάδες σε 2019 προς την 2.8 δισεκατομμύρια μονάδες σε 2029. Ανάμεσα τους, εφαρμογές στις οδικές μεταφορές και τα αυτοκίνητα, drones, παρακολούθηση ατόμων και περιουσιακών στοιχείων, Τα έξυπνα δίκτυα και άλλα πεδία θα παρουσιάσουν εκρηκτική ανάπτυξη. Το πώς να επιλέξετε τη σωστή τεχνολογία GNSS με αποδεκτό κόστος θα γίνει δύσκολο πρόβλημα για τους κατασκευαστές τερματικών.

Η Quectel διαθέτει μια πλήρη σειρά μονάδων GNSS για να καλύψει τις προσαρμοσμένες ανάγκες διαφορετικών τομέων

Ως εξαιρετικός προμηθευτής κυψελοειδών μονάδων και μονάδων GNSS, Η σειρά Quectel Multimode Single Band L76/L26 και η Multimode και Multi-frequency LC79D έχουν αποκτήσει πλούσια εμπειρία μαζικής παραγωγής και καλή φήμη στη βιομηχανία, καταναλωτή και άλλες δημοφιλείς εφαρμογές εντοπισμού θέσης.

Όσον αφορά την ενσωμάτωση και την τοποθέτηση διαφόρων τεχνολογιών, Η Quectel έχει κάνει επίσης εξαιρετική δουλειά. Στον τομέα της αδρανειακής πλοήγησης, Η αναβαθμισμένη έκδοση LC79D και η σειρά L26-DR υποστηρίζουν τη συνδυασμένη τοποθέτηση GNSS+DR και έχουν επιτύχει μαζική παραγωγή; Στον τομέα της υψηλής ακρίβειας, η ενσωματωμένη μονάδα εντοπισμού θέσης τεχνολογίας LC29D RTK+DR έχει γίνει το αγαπημένο των προϊόντων κοινόχρηστων ποδηλάτων, και η ενσωματωμένη μονάδα εντοπισμού θέσης τεχνολογίας RTK+DR LG69T παρέχει τοποθέτηση σε επίπεδο εκατοστών, υπηρεσίες παρακολούθησης και πλοήγησης για μεγάλους OEM και Tier 1 οι πελάτες.