電子發燒友網報道(文/李寧遠)GNSS已經是大家很熟悉的一類定位系統，GNSS系統的測量觀測時間短，還能提供三維坐標。但是，也會有各種原因讓GNSS系統產生定位誤差，衛星誤差、大氣誤差、多路徑誤差都會導致信號傳播時間計算有誤讓最后的定位產生誤差。這種定位誤差短則幾十米，長則上百米都是有可能的。在GNSS中，有高精度GNSS和標準精度GNSS之分，高精度GNSS隨著5G通信的普及和GNSS衛星系統的增加，開始將定位誤差不斷縮小，并開始向大眾市場推開應用。

高精度GNSS與標準精度GNSS有何不同?

其實從根本上說，二者都是在相同的信號上工作。以GPS L1頻段的1.5GHz載波為例，在該載波上有一個調制的測距碼、偽隨機噪聲碼，標準精度GNSS的接收機就是使用這個測距碼來確定距離。對于L1頻段的C/A碼來說，偽隨機噪聲碼每300公里重復一次，單個碼元的長度在300米左右。因此接收器在標準精度GNSS下，按照編碼1%到10%的范圍定位，其標準精度極限在幾米范圍內，這還要考慮到冷噪聲等其他制約因素。

(圖源：WikimediaCommons Public Domain)

高精度GNSS就是在基于編碼的標準精度GNSS基礎上進一步推動這個精度極限，高精度GNSS秘訣在于不使用偽隨機噪聲碼，而是利用載波本身。仍以L1的C/A為例，該載波的波長很短只有20厘米左右，這意味著在20厘米內以10%的精度定位，可以實現2厘米的定位精度。這類似于在測量距離時我們采用更精細的刻度標準。

亞米級精度實現——5G RTK與高精度GNSS融合

高精度GNSS可以實現亞米級范圍內高精度定位，在室外環境中實現這一目標的方法之一是通過5G中RTK與高精度GNSS技術的融合。

GNSS定位里差分定位是一個很經典的辦法，通過已知精確坐標的基準站提前計算誤差，然后將誤差帶入定位計算中達到消除誤差的效果。這種實時動態差分定位技術在5G通信的加持下，可以根據校正數據流去除錯誤源。校正數據流的困難隨著移動通信向著5G發展依靠更快的移動通信和更高的帶寬能力逐步得到了解決，校正數據流直接在單播放或者5G廣播協議上直接得到解決，可以說是最流行的OSR應用，不僅加快收斂時間，還具有良好的精度。

(圖源：R&S)

當然這種技術也不是沒有缺點，RTK激素和基線很短，需要在靠近參考站的地方使用，范圍大概在20公里。這會在某種程度上限制RTK的應用。另外，如果是動態定位，RTK技術還需要進行區域性的切換。

高精度GNSS開始進入大眾市場

高精度GNSS此前難以進入大眾市場有很多原因。首先以載波為刻度的問題在于載波是符號波，符號波都是相似的同時每20厘米重復一次，重復性帶來了遠超編碼每300公里才重復一次的模糊性。我們可以確認目標在這20厘米內的位置，但是沒法確定目標和衛星之間隔了多少個20厘米。解決這一問題，必須要衛星夠多，頻率夠多。

這個解決辦法聽起來其實很老套，衛星夠多，頻率夠多，分辨率自然就高起來了。但實現這一效果需要的校正數據流成本以及對計算性能的要求在相當長一段時間里不適應消費級的應用。而且，高精度GNSS必須要衛星持續觀測才有效，一旦目標短暫丟失GNSS開始重新收斂定位，收斂過程如果過長會影響高精度GNSS在動態應用中的使用。

但隨著5G技術發展與GNSS星座的增加，這些限制高精度GNSS普及的難題已經一一得到了解決。如上面所說，連續校正數據流的困難隨著移動通信向著5G發展得到了解決，校正數據提供商為了推廣大眾市場，每個用戶的數據成本也正在下降。

高精度GNSS鋪開全面應用最重要的一點離不開現在可用的GNSS星座數量以及民用信號頻段的不斷增加，這意味著高精度GNSS的模糊性問題可以快速地解決。目前很多GNSS模塊廠商推出的GNSS IC中還內置了里程表和陀螺儀，補足高精度GNSS在丟失觀測目標后的定位，讓動態目標的位置不再丟失。這也從另一方面加快了重新定位的收斂時間，在汽車這樣的動態定位里高精度GNSS技術的應用也不再受到限制。

原文標題：高精度GNSS進入大眾市場，與5G開始融合

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審核編輯：湯梓紅