日前,歐洲GNSS局(GSA)發布第二期《GNSS用戶技術報告》,究竟其主要的亮點是什么?繼2016年GSA發布第一期《GNSS用戶技術報告》,時隔兩年,又一次發布類似的報告,給出的信息表明,GSA將這種報告的發布作為定期的常態性工作,形成慣例。因為這樣做具有足夠的影響力。正如GSA市場報告那樣,從2010年開始,直至到2017年,《GNSS 市場報告》已經發布至第五期。差不多形成兩年發布周期的一項正式產品。《GNSS用戶技術報告》也可能是這樣的發布節奏,兩者相互交替,成為GNSS行業中一道靚麗的風景線。
今年的《GNSS用戶技術報告》,繼續了2016年報告的風格,但是內容更為聚焦,意涵更為深廣,影響更為久遠,有某種導航定位的綜合信息溯源的味道,也有顯然的重大發展動向與趨勢潮流的韻律,更有專業熱點與焦點集合在自動化領域的張力,蠻有一點點美不勝收的感覺。2018年的《GNSS用戶技術報告》,向人們展示了GNSS總趨勢的八大亮點,它們是:
1. GNSS系統之系統概念變成現實。2020年北斗和伽利略系統兩個新的全球系統,和日本準天頂衛星系統(QZSS)和印度區域導航衛星系統(NavIC),行將具備全面運作能力。同時,GPS和GLONASS的現代化進程也在不斷前進中。因此,在短短幾年內將有多個全球和區域導航系統開展全面服務,并有超過100顆衛星,包括通過使用多個頻率提供PNT信息創新服務。而且,諸如WAAS、EGNOS之類的公共增強系統也正在發展成為多星座和多頻率;
2. 多星座多頻率工作已經從系統變成為實際應用與服務,多系統標配化體現在接收機中。絕大多數的當前接收機都是多星座的, 而提供多星座支持的最流行的方法是涵蓋所有可用星座的衛星,采用GNSS兼容互操作技術是最佳途徑。現在只有約30% 的接收機僅使用 GPS單系統;在這個問題中發現的最重要的新趨勢是多頻率的快速采用,包括消費類設備,正如市場上推出的雙頻智能手機所證明的那樣。 2018年5月,這些新設備的第二個選擇頻率是E5a / L5,已被全球星座采用;
3. 除了核心上游基礎設施(GNSS,RNSS,SBAS)的成熟和演變發展,以及提供所提到的可能性之外,人們還觀察到系統提供商本身或私營企業提供的新增值服務的增長。對于高精度服務尤其如此,直到最近,這些服務主要針對測量、測繪、工程機械或精準農業領域,但現在正在向大眾市場傳播,不僅適用于無人駕駛汽車,還包括各種增強現實應用。新的服務提供商出現,新的聯盟出現,并提出了新的分銷方法,包括通過移動電話網絡,以服務于新興的“所有”市場的高精度。免費的伽利略高精度服務(HAS)和QZSS厘米級精度服務(CLAS),就是這種趨勢的兩個典型例子;
4.除了高精度的發展趨勢之外,人們越來越意識到需要確保PNT解決方案的安全性和保全性。這種趨勢在自動化控制環路的驅動器中尤為重要,例如在自動船舶,或無人駕駛汽車或無人機中。 Galileo身份驗證服務,即導航電文身份驗證(NMA)和信號身份驗證服務(SAS),是對此安全性的重要貢獻。目前至少有一家領先的私營GNSS增值服務提供商已經開始通過“實時星歷數據和導航電文認證”營銷“可信(確保)定位”,確認高精度不是最終結果,而是“可信和有彈性”的高精度保持是其最終目標;
5. 多種核心和增強服務的蓬勃發展,意味著接收機制造商、系統集成商和應用服務開發商的可以選擇的選項比以往任何時候都要多樣化。在大眾市場領域, 我們看到了在 "入門級" IoT產品中優化的芯片組之間的鴻溝, 其中每次定位的能耗降低是主要驅動因素, 而 "高端" 產品中則定位性能更重要。前者通常強調單(或雙)星座、單頻、窄帶,所有的措施有助于滿足低功耗需求要素。后者已廣泛采用多個星座(四大全球導航衛星系統), 更寬闊的頻段處理, 多達百余個通道, 以及最先進的版本現在就能提供雙頻能力, 這將導致更高的精度;使用的頻率范圍,從支持所有應用領域的單一的L1/E1 ,到支持專業領域應用的四個頻率。顯示最大的增長是雙頻解決方案: L1/E1 和 L5/E5, 但傳統的 L1/E1 和 L2 仍在使用中;
6. 所有解決方案提供商都強調了確保 PNT 解決方案的安全和保全的必要性, 特別是在脫離人類控制的環路系統中, 例如在自主船只、無人駕駛汽車或無人機中。交通運輸和關鍵安全領域,傳統上受到規則和標準的束縛,因此減慢了新技術的采用,這種情況現在已經開始發生重大變化的趨勢表明,新興的無人駕駛汽車,專業或“專業消費者”無人機的出現,以及自主船舶開發,現在正在以非常快的速度開放這些尚未受到行業監管的應用領域。多個星座、多頻率、慣性導航系統(INS)混合和多傳感器融合,都用于促進所需的“確保的”和安全的定位解決方案。雖然目前的解決方案表明,對于自動化應用的高精度基本上是可以實現的,但是真正的實際工作仍然需要解決高水平的完好性、連續性和安全性,這些對于保證生命安全應用都是必不可少的;
7. 在專業領域,利用三頻或四頻接收機,使用所有的GNSS星座和信號,以及實時動態(RTK),和網絡RTK(NRTK)與更高的實時PPP增強服務,達到高精度。接收機甚至有幾百個通道,并已開始開始配置檢測某些非預期的(干擾、欺騙或多徑)信號。顯而易見,由私營企業和公共系統運營商提出的PPP / RTK服務的興趣與日俱增, 這導致了新的PPP / RTK概念, 旨在解決高精度以外的廣大客戶群,也就是向大眾化市場進軍。強大的移動計算機、平板電腦,甚至于智能手機,以及開發面向大眾市場的價格低廉的雙頻率的芯片組,這些措施合并應用使得人們在諸如此類設備上,運行高精度PVT解決方案成為可行。同時借助于特定的應用軟件,所形成的組合開發,使測繪、GIS數據采集和潛在的在消費電子設備上的測量應用均將變成可能的現實,在Android設備上獲得GNSS原始測量數據實現進一步支持了這一趨勢;
8. 所觀察到的許多技術進步,正在或者將要被GNSS導出的位置和時間所驅動,不僅僅是用于信息目的,也用于監測,和日益增加的控制任務,這正是在機器人,或者各種無人系統載體的導航中的難題。總而言之,這個專門問題就是自動化,在部分或完全自動化的任務和功能中,GNSS發揮著日益顯著的作用。尤其是在交通運輸領域中發現,隨著無人駕駛汽車、自動船舶和自主無人機應用與服務中,人們不難看到,基于GNSS的自動化應用遠遠超出了交通運輸范疇。