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

 

　　

 

　　新一代GNSS硬件和開拓性的新校正數據服務正在實現更便宜、更緊湊和真正可規模化擴展的高精度GNSS解決方案, 為大眾市場做好準備。超過10多年的專業市場所采用的高精度GNSS案例，不適用于大眾市場的自主車輛或其他主流使用。傳統的高精度 GNSS應用系統設備，除了粗大、笨重和價格昂貴外, 還不能實現規模化擴展, 當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, 這就成為一個關鍵的缺點。

 

　　為了克服這些挑戰, 我們看到了兩個互補的東西正在推向市場: 新一代GNSS硬件, 以及新開拓的校正數據服務。這兩個關鍵方面結合在一起, 實現了更便宜、更緊湊和真正可規模擴展的高精度GNSS解決方案, 為大眾市場做好了準備。新一代GNSS校正數據服務放棄了用戶設備與校正數據服務之間的雙向鏈接, 這曾經是傳統高精度GNSS校正的標志。新一代服務沒有將每個設備發送自己的特定位置GNSS校正數據, 而是在其整個區域上創建了一個相關的誤差實時模型。他們通過衛星和互聯網廣播, 讓用戶設備接收。將建模的GNSS誤差數據傳輸給整個區域的接收機, 而不是與每個設備保持雙向連接, 為高精度GNSS大規模的大眾市場應用打開了大門。

 

　　1. 傳統高精度定位的不足之處

 

　　長期以來, 校正數據一直是高精度服務的關鍵。在傳統應用中, 用戶的定位設備檢測其大致位置, 并將此信息發送給其校正服務提供商。該提供商利用基站網絡監測GNSS的誤差, 將從衛星信號計算所得的讀數與固定位置已知的觀測站讀數進行比較。它使用這些結果根據用戶的位置發送用戶量身定制的校正數據。

 

　　這項技術已成功地用于在測量、農業和機器控制方面的服務，提供厘米級的精度, 但每臺設備每年的服務訂購量有時超過1000美元, 這意味著它仍然局限于專門的應用市場。此外, 傳統的校正數據服務通常只在一個區域, 甚至一個國家運作。雖然這在某些應用 (如本地化農業) 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主要問題。例如, 想象一下, 你經常需要在你的 (半) 自主車輛中穿越州或國家邊界, 或者在另一個國家進行遠程無人機測量: 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用。

 

　　這些傳統服務的另一個問題是規模可拓展性。它們使用雙向蜂窩通信在用戶設備和校正數據提供者之間來回傳遞數據。雖然這在設備密度相對較低的情況下有效, 但如果最終用戶設備數量增加到數千個，甚至數百萬個試圖訪問校正數據服務提供者, 那么目前的蜂窩基礎設施將很難提供所需的可靠性。特別是在對安全至關重要的應用中, 失去對校正數據服務的訪問可能會危及生命, 這是不可被接受的。

 

　　2. 高精度定位的最新發展

 

　　新一代GNSS校正服務, 通過衛星和互聯網在其整個地區創建和廣播相關誤差的實時模型, 為大規模的大眾市場打開了高精度GNSS的應用大門。使用狀態空間表示 (SSR) 的技術是這些新一代GNSS校正數據服務的一種風范。日本在全球導航衛星系統誤差廣播方面走在了前列, 利用其QZSS衛星網絡的L6 信號作為該方法主流應用的基礎。雖然它目前只在日本上線, 但厘米級的增強服務 (CLAS) 在汽車、農業和機器控制行業引起了廣泛的興趣。例如, 三菱電機利用 CLAS服務對其自動駕駛系統進行了現場測試。在中國, 千尋空間信息公司正在開創一種不同的技術。千尋沒有用衛星廣播數據方式, 而是利用其對中國GNSS參考基站的特殊訪問, 推動使用移動通信技術突破可能界限。它為用戶提供量身定制的校正數據服務, 包括個人、系統集成商和原始設備制造商 (OEM)。雖然該公司在中國取得了成功, 但這種方法對在全球范圍內運輸的原始設備制造商吸引力較小, 因為它要求他們的客戶安排自己的本地GNSS校正數據。另一個重要的進展是多頻段GNSS接收機的興起, 這提高了單獨定位的精度, 從而在各種使用情況下提供了更好的客戶體驗。然而, 即使是多頻段接收機也無法達到移動機器人和自主車輛所需的厘米級精度，因為這些設備總是需要得到某種形式的校正服務的補充。

 

　　3. 洲際GNSS校正數據服務

 

　　特別是在歐洲，那里有很多跨境旅行和經濟活動, 簡單的全歐洲大陸GNSS校正服務將提供巨大的價值。例如，基于日本的經驗教訓，Bosch, Geo++, Mitsubishi Electric 和u-blox最近發起的聯合企業Sapcorda，以期開創新一代洲際GNSS校正數據服務，覆蓋范圍包括歐洲和美國。Sapcorda將利用蜂窩網絡在整個歐洲大陸廣播, 而不是依靠衛星鏈接。用戶不會與特定的GNSS制造商捆綁在一起。數據將以開放的格式分發, 以便設備制造商能夠準確地創建用戶想要的解決方案。在全大陸范圍內獲得GNSS校正服務，有可能將高精度定位轉變為主流產品, 支持各種物聯網應用以及無人機和 (半) 自主車輛應用。

 

　　4.應對其它的挑戰

 

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

 

　　正如我們前面提到的, 在位置精度至關重要的安全關鍵應用中, 任何校正數據服務都必須能夠勝任任務。這包括確保當蜂窩網絡飽和時, 數據廣播不會被擠出。為此, u-blox 一直在與3GPP 機構合作, 以創建適當的標準, 確保服務符合所需的服務級別協議。

 

　　最后, 盡管目前中國和日本的高精度校正服務都覆蓋了全國, 但Sapcorda 現在正在嘗試提供洲際的高精度服務。如果它是成功的, 它可以克服國界和基于國家的蜂窩供應商的挑戰。目前尚不清楚現有的校正數據服務提供商將如何應對。

 

　　5. 用戶的滿意度是最為重要的

 

　　要使高精度GNSS服務取得主流成功, 它們不僅需要提供廣泛的覆蓋面和真正的開放, 而且必須促進創新, 并確保它們能夠擴大這種能力的吸引力, 而不是特殊的專長。與任何行業一樣, 如果技術要實現這一目標, 用戶滿意度至關重要的。由于區域邊界、國家邊界、相互沖突的條例或服務訂閱而產生的復雜性必須受到保護, 不受最終用戶影響, 并在上游加以處理。這種情況已經發生在一些領域, 設備制造商正在與校正數據服務提供商合作, 使他們能夠將服務成本捆綁到最終用戶支付的設備成本中。

 

　　6. 定位是一場革命

 

　　新一代高精度GNSS服務，除了有助于實現目前正在開發的一些自動化導航解決方案外, 還推動了整個行業的顛覆性轉變。創新技術，高精度GNSS服務技術的興起, 加上有望將高精度變為大眾市場現實的商業模式, 意味著未來幾年將是極其激動人心的。通過沖擊現有市場, 新技術將意味著那些準備抓住這些機會的人，會有很多新的機會和挑戰。