Ublox定位產(chǎn)品中心產(chǎn)品線管理主任Peter Fairhurst作客《GPS World》欄目，撰寫了這篇文章，這里進(jìn)行翻譯和介紹。

新一代GNSS硬件和開拓性的新校正數(shù)據(jù)服務(wù)正在實(shí)現(xiàn)更便宜、更緊湊和真正可規(guī)?；瘮U(kuò)展的高精度GNSS解決方案, 為大眾市場(chǎng)做好準(zhǔn)備。超過10多年的專業(yè)市場(chǎng)所采用的高精度GNSS案例，不適用于大眾市場(chǎng)的自主車輛或其他主流使用。傳統(tǒng)的高精度 GNSS應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備，除了粗大、笨重和價(jià)格昂貴外, 還不能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘮U(kuò)展, 當(dāng)你考慮到這種高精度能力可能很快就需要安裝在每輛正在制造的汽車上時(shí), 這就成為一個(gè)關(guān)鍵的缺點(diǎn)。

為了克服這些挑戰(zhàn), 我們看到了兩個(gè)互補(bǔ)的東西正在推向市場(chǎng): 新一代GNSS硬件, 以及新開拓的校正數(shù)據(jù)服務(wù)。這兩個(gè)關(guān)鍵方面結(jié)合在一起, 實(shí)現(xiàn)了更便宜、更緊湊和真正可規(guī)模擴(kuò)展的高精度GNSS解決方案, 為大眾市場(chǎng)做好了準(zhǔn)備。新一代GNSS校正數(shù)據(jù)服務(wù)放棄了用戶設(shè)備與校正數(shù)據(jù)服務(wù)之間的雙向鏈接, 這曾經(jīng)是傳統(tǒng)高精度GNSS校正的標(biāo)志。新一代服務(wù)沒有將每個(gè)設(shè)備發(fā)送自己的特定位置GNSS校正數(shù)據(jù), 而是在其整個(gè)區(qū)域上創(chuàng)建了一個(gè)相關(guān)的誤差實(shí)時(shí)模型。他們通過衛(wèi)星和互聯(lián)網(wǎng)廣播, 讓用戶設(shè)備接收。將建模的GNSS誤差數(shù)據(jù)傳輸給整個(gè)區(qū)域的接收機(jī), 而不是與每個(gè)設(shè)備保持雙向連接, 為高精度GNSS大規(guī)模的大眾市場(chǎng)應(yīng)用打開了大門。

1. 傳統(tǒng)高精度定位的不足之處

長(zhǎng)期以來, 校正數(shù)據(jù)一直是高精度服務(wù)的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)應(yīng)用中, 用戶的定位設(shè)備檢測(cè)其大致位置, 并將此信息發(fā)送給其校正服務(wù)提供商。該提供商利用基站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)GNSS的誤差, 將從衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算所得的讀數(shù)與固定位置已知的觀測(cè)站讀數(shù)進(jìn)行比較。它使用這些結(jié)果根據(jù)用戶的位置發(fā)送用戶量身定制的校正數(shù)據(jù)。

這項(xiàng)技術(shù)已成功地用于在測(cè)量、農(nóng)業(yè)和機(jī)器控制方面的服務(wù)，提供厘米級(jí)的精度, 但每臺(tái)設(shè)備每年的服務(wù)訂購(gòu)量有時(shí)超過1000美元, 這意味著它仍然局限于專門的應(yīng)用市場(chǎng)。此外, 傳統(tǒng)的校正數(shù)據(jù)服務(wù)通常只在一個(gè)區(qū)域, 甚至一個(gè)國(guó)家運(yùn)作。雖然這在某些應(yīng)用 (如本地化農(nóng)業(yè)) 中可能不是問題, 但在其他用例中, 有限的工作范圍成為其一個(gè)主要問題。例如, 想象一下, 你經(jīng)常需要在你的 (半) 自主車輛中穿越州或國(guó)家邊界, 或者在另一個(gè)國(guó)家進(jìn)行遠(yuǎn)程無人機(jī)測(cè)量: 保持你的高精度定位能力很可能意味著要有漫游合同和其他額外費(fèi)用。

這些傳統(tǒng)服務(wù)的另一個(gè)問題是規(guī)?？赏卣剐浴Ｋ鼈兪褂秒p向蜂窩通信在用戶設(shè)備和校正數(shù)據(jù)提供者之間來回傳遞數(shù)據(jù)。雖然這在設(shè)備密度相對(duì)較低的情況下有效, 但如果最終用戶設(shè)備數(shù)量增加到數(shù)千個(gè)，甚至數(shù)百萬(wàn)個(gè)試圖訪問校正數(shù)據(jù)服務(wù)提供者, 那么目前的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施將很難提供所需的可靠性。特別是在對(duì)安全至關(guān)重要的應(yīng)用中, 失去對(duì)校正數(shù)據(jù)服務(wù)的訪問可能會(huì)危及生命, 這是不可被接受的。

2.高精度定位的最新發(fā)展

新一代GNSS校正服務(wù), 通過衛(wèi)星和互聯(lián)網(wǎng)在其整個(gè)地區(qū)創(chuàng)建和廣播相關(guān)誤差的實(shí)時(shí)模型, 為大規(guī)模的大眾市場(chǎng)打開了高精度GNSS的應(yīng)用大門。使用狀態(tài)空間表示 (SSR) 的技術(shù)是這些新一代GNSS校正數(shù)據(jù)服務(wù)的一種風(fēng)范。日本在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)誤差廣播方面走在了前列, 利用其QZSS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的L6 信號(hào)作為該方法主流應(yīng)用的基礎(chǔ)。雖然它目前只在日本上線, 但厘米級(jí)的增強(qiáng)服務(wù) (CLAS) 在汽車、農(nóng)業(yè)和機(jī)器控制行業(yè)引起了廣泛的興趣。例如, 三菱電機(jī)利用 CLAS服務(wù)對(duì)其自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。在中國(guó), 千尋空間信息公司正在開創(chuàng)一種不同的技術(shù)。千尋沒有用衛(wèi)星廣播數(shù)據(jù)方式, 而是利用其對(duì)中國(guó)GNSS參考基站的特殊訪問, 推動(dòng)使用移動(dòng)通信技術(shù)突破可能界限。它為用戶提供量身定制的校正數(shù)據(jù)服務(wù), 包括個(gè)人、系統(tǒng)集成商和原始設(shè)備制造商 (OEM)。雖然該公司在中國(guó)取得了成功, 但這種方法對(duì)在全球范圍內(nèi)運(yùn)輸?shù)脑荚O(shè)備制造商吸引力較小, 因?yàn)樗笏麄兊目蛻舭才抛约旱谋镜谿NSS校正數(shù)據(jù)。另一個(gè)重要的進(jìn)展是多頻段GNSS接收機(jī)的興起, 這提高了單獨(dú)定位的精度, 從而在各種使用情況下提供了更好的客戶體驗(yàn)。然而, 即使是多頻段接收機(jī)也無法達(dá)到移動(dòng)機(jī)器人和自主車輛所需的厘米級(jí)精度，因?yàn)檫@些設(shè)備總是需要得到某種形式的校正服務(wù)的補(bǔ)充。

3. 洲際GNSS校正數(shù)據(jù)服務(wù)

特別是在歐洲，那里有很多跨境旅行和經(jīng)濟(jì)活動(dòng), 簡(jiǎn)單的全歐洲大陸GNSS校正服務(wù)將提供巨大的價(jià)值。例如，基于日本的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，Bosch, Geo++, Mitsubishi Electric 和u-blox最近發(fā)起的聯(lián)合企業(yè)Sapcorda，以期開創(chuàng)新一代洲際GNSS校正數(shù)據(jù)服務(wù)，覆蓋范圍包括歐洲和美國(guó)。Sapcorda將利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)在整個(gè)歐洲大陸廣播, 而不是依靠衛(wèi)星鏈接。用戶不會(huì)與特定的GNSS制造商捆綁在一起。數(shù)據(jù)將以開放的格式分發(fā), 以便設(shè)備制造商能夠準(zhǔn)確地創(chuàng)建用戶想要的解決方案。在全大陸范圍內(nèi)獲得GNSS校正服務(wù)，有可能將高精度定位轉(zhuǎn)變?yōu)橹髁鳟a(chǎn)品, 支持各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以及無人機(jī)和 (半) 自主車輛應(yīng)用。

4.應(yīng)對(duì)其它的挑戰(zhàn)

針對(duì)大眾市場(chǎng)的高精度GNSS校正服務(wù)，仍然是相對(duì)較新的市場(chǎng), 所以不同的供應(yīng)商采用不同的商業(yè)模式。例如, 天寶公司的服務(wù)不使用開放的校正數(shù)據(jù)格式, 并且只與使用自己的GNSS接收器的設(shè)備兼容。這樣做的好處是, 它可以提供無縫、完全集成的解決方案, 在 天寶產(chǎn)品范圍內(nèi)具有完全的互操作性 (前提是相關(guān)區(qū)域具有良好的覆蓋范圍)。擁有用戶的OEM商，如果在地理區(qū)域上更加廣泛, 需要權(quán)衡這一點(diǎn), 以提供具有開放數(shù)據(jù)格式的一系列校正數(shù)據(jù)，以期獲得提供全球覆蓋的好處。

正如我們前面提到的, 在位置精度至關(guān)重要的安全關(guān)鍵應(yīng)用中, 任何校正數(shù)據(jù)服務(wù)都必須能夠勝任任務(wù)。這包括確保當(dāng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)飽和時(shí), 數(shù)據(jù)廣播不會(huì)被擠出。為此, u-blox 一直在與3GPP 機(jī)構(gòu)合作, 以創(chuàng)建適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn), 確保服務(wù)符合所需的服務(wù)級(jí)別協(xié)議。

最后, 盡管目前中國(guó)和日本的高精度校正服務(wù)都覆蓋了全國(guó), 但Sapcorda 現(xiàn)在正在嘗試提供洲際的高精度服務(wù)。如果它是成功的, 它可以克服國(guó)界和基于國(guó)家的蜂窩供應(yīng)商的挑戰(zhàn)。目前尚不清楚現(xiàn)有的校正數(shù)據(jù)服務(wù)提供商將如何應(yīng)對(duì)。

5. 用戶的滿意度是最為重要的

要使高精度GNSS服務(wù)取得主流成功, 它們不僅需要提供廣泛的覆蓋面和真正的開放, 而且必須促進(jìn)創(chuàng)新, 并確保它們能夠擴(kuò)大這種能力的吸引力, 而不是特殊的專長(zhǎng)。與任何行業(yè)一樣, 如果技術(shù)要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo), 用戶滿意度至關(guān)重要的。由于區(qū)域邊界、國(guó)家邊界、相互沖突的條例或服務(wù)訂閱而產(chǎn)生的復(fù)雜性必須受到保護(hù), 不受最終用戶影響, 并在上游加以處理。這種情況已經(jīng)發(fā)生在一些領(lǐng)域, 設(shè)備制造商正在與校正數(shù)據(jù)服務(wù)提供商合作, 使他們能夠?qū)⒎?wù)成本捆綁到最終用戶支付的設(shè)備成本中。

6. 定位是一場(chǎng)革命

新一代高精度GNSS服務(wù)，除了有助于實(shí)現(xiàn)目前正在開發(fā)的一些自動(dòng)化導(dǎo)航解決方案外, 還推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的顛覆性轉(zhuǎn)變。創(chuàng)新技術(shù)，高精度GNSS服務(wù)技術(shù)的興起, 加上有望將高精度變?yōu)榇蟊娛袌?chǎng)現(xiàn)實(shí)的商業(yè)模式, 意味著未來幾年將是極其激動(dòng)人心的。通過沖擊現(xiàn)有市場(chǎng), 新技術(shù)將意味著那些準(zhǔn)備抓住這些機(jī)會(huì)的人，會(huì)有很多新的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。