雙頻GNSS不能取代慣性導航

眾所周知，GNSS解決方案在城市環(huán)境的使用頻率最高，但存在的困難也最多。最好的情況下，深度城市峽谷、下穿通道、隧道、人造天篷和室內(nèi)停車場只會短暫影響全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)信號質(zhì)量和定位精度。

眾所周知，GNSS解決方案在城市環(huán)境的使用頻率最高，但存在的困難也最多。

最好的情況下，深度城市峽谷、下穿通道、隧道、人造天篷和室內(nèi)停車場只會短暫影響全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)信號質(zhì)量和定位精度。

而最壞的情況是，這類環(huán)境會導致定位服務完全中斷，對于依賴精準定位來追蹤車隊、精簡運維和管理賬務的企業(yè)而言，這會產(chǎn)生極為不利的影響。

目前，市面上已有可同時接收多個星座衛(wèi)星信號的GNSS接收機，在部分遮擋的環(huán)境中，通過增加衛(wèi)星接收數(shù)量，提高定位精準性及穩(wěn)定性，從而減少環(huán)境因素對定位性能的影響。

然而，這雖然可以提高在城市峽谷中定位成功的概率，但對于減少多徑效應造成的定位誤差幫助甚少。

雙頻GNSS技術的目標是追蹤L5頻段中的高碼率信號，從而減輕多徑效應。

當前市面上的多頻段定位解決方案也許能夠提升城市環(huán)境中的定位性能，但并非所有客戶和終端用戶都感知到了這些優(yōu)勢，由此可見，上文所述的城市環(huán)境定位挑戰(zhàn)仍未得到解決。

 1. 慣性傳感技術的獨特優(yōu)勢

慣性導航解決方案利用GNSS接收機模塊內(nèi)置的慣性傳感器，以及車輛輪速脈沖傳感器數(shù)據(jù)（如果可用），在典型的城市環(huán)境中實現(xiàn)了更高的定位精度。

慣性導航解決方案將慣性傳感器數(shù)據(jù)與考慮了車輛各種運動可能性的動態(tài)模型相結合，消除了多徑效應或復雜信號環(huán)境導致的位置估計誤差。

但除此之外，慣性導航還有更多優(yōu)勢。就車隊管理解決方案而言，慣性導航的價值體現(xiàn)在以下四個方面。

1）彌補信號中斷

較弱的GNSS信號無法穿過建筑結構。因此，室內(nèi)停車場、隧道乃至下穿通道經(jīng)常會導致GNSS服務徹底中斷。即使在GNSS信號丟失的情況下，基于IMU的慣性定位也會繼續(xù)運行，提供位置信息的互補來源，填補衛(wèi)星信號可用性的缺口。

2）增強應對干擾和欺騙的能力

除了提高定位服務的覆蓋范圍，慣性導航解決方案所采用的慣性傳感器還能增強應對干擾和欺騙的能力，更好地應對GNSS接收機最常遭遇的篡改威脅。例如，黑客可能使用高強度射頻噪聲來干擾接收機的運行。

另外，黑客還可能使用偽造的GNSS信號欺騙接收機，誘使接收機報告錯誤的定位信息。在此類情況下，如果信號受到干擾，或信號被偽造而導致GNSS和IMU輸出存在差異，慣性傳感器可以提供重要的信息數(shù)據(jù)，從而繼續(xù)維持定位服務。

3）應對GNSS信號質(zhì)量短暫下降

無論是附近的蜂窩通信調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)生的射頻干擾，或是樹木和建筑等形成的物理阻隔，都會造成衛(wèi)星信號質(zhì)量下降，GNSS接收機經(jīng)常要面對這類問題。在暫時信號質(zhì)量弱的情況下，可以使用基于慣性傳感器的定位來控制GNSS接收機的位置估計，確保定位的準確度。

4）提供車輛保險所需的重要數(shù)據(jù)

除了定位功能本身，慣性導航解決方案還可以提供重要的原始數(shù)據(jù)，車隊管理者和車輛保險公司可以從這些數(shù)據(jù)中獲取信息，包括使用“移動時喚醒”功能進行盜竊檢測，或檢測停放的車輛遭受的輕微碰撞，幫助保險公司降低不合理索賠引起的開支。

此外，慣性導航還可用于評估駕駛員的行為，可根據(jù)對駕駛員駕駛行為的評估，設定保險費用。

2. 互補性而非競爭性解決方案

至此我們應該清楚，雙頻GNSS與慣性導航解決方案各有優(yōu)勢，互為補充，將二者進行比較并無實質(zhì)意義。

當前的雙頻定位解決方案雖然易于實施（只需雙頻GNSS接收機和天線），但只能小幅降低多徑效應的影響。慣性導航技術在此基礎上更進一步，可以改善城市區(qū)域的定位精度，同時將定位服務擴展到GNSS信號無法覆蓋的區(qū)域，增強應對干擾和欺騙的能力。

最終，市面上的定位解決方案將日趨成熟，具有更強的定位性能并且能夠擴展到日益復雜多樣的環(huán)境中。

長遠來看，多頻段GNSS和慣性導航無疑將會逐漸融合，從而進一步提高城市GNSS定位的可靠性。

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