技术｜从北斗组网成功，再聊聊高精度定位

最近随着我国北斗导航定位系统组网完成，定位导航越来越多的出现在了我们的耳边，我们在赞叹国家科技进步的同时，不免会对高精度定位有些好奇，除了军事用途，高精度定位在我们实际生活中又有哪些作用呢？

高精度定位与生活

下面就让我们以无人车的定位为例，看看高精度定位如何为自动驾驶赋能，从而带动智慧城市的建设。

我们平时用的手机导航，定位精度通常只能达到米级，因此我们在用手机导航的时候，偶尔需要将手机转一转，才能找到正确的方向，当然对于我们日常生活来说，这个精度是完全满足我们需求的，因为我们人类只需要知道自己的大致位置，保证自己不会迷路就可以了。

对于无人车而言，定位精度需要达到亚米级甚至厘米级才可以，因为汽车在行驶过程中，不但需要精确的知道自己在哪条道路上，而且它还需要知道自己在那一条车道上，甚至需要知道自己离马路边沿的距离，这样才能避免汽车发生碰撞，那这么高的精度，定位系统又该如何实现呢。

在这之前我们需要先了解一下卫星定位的原理，简单来说卫星定位就是先利用光速乘以时间来得到距离，然后通过四颗卫星的距离来推算出物体的经纬度，一般来说光速是一个定值，因此卫星实际上是通过测时来完成测距的，在这里我们有一个前提条件：假设光速是均匀的并且光线是直线飞行的，但实际情况并不是这样，光信号从卫星发出后，要先后经过大气电离层、大气对流层，途中还会受到各种各样的外部干扰，会造成光信号进行多路径反射，这就不可避免的会出现误差，于此同时，卫星时钟和接收机时钟之间也会有误差，这样就导致我们测量的时间是不准确的，时间不准确距离也就不准确，距离不准确，推算的位置也就会有偏差。

那这个问题应该怎么解决呢？目前常用的是RTK（差分定位技术），简单来说差分定位技术就是事先在地面上建好基站，并且基站的位置是已知的，然后通过卫星定位来得到基站的位置，这样两个位置之间就出现了偏差，这个偏差正好是我们所需要的，在我们需要高精度定位时，将这个偏差补偿进去，不就可以较好的解决由于测时不准确带来的定位误差了嘛，事实证明，通过RTK技术，能够满足无人车的定位要求。

特殊情况下的高精度定位

前面我们讨论的情况都是假设无人车可以良好的接收到卫星信号，但是当汽车驶入高楼林立的狭窄街道，由于城市峡谷效应，会造成信号被严重干扰。或者当汽车驶入隧道时，会造成信号直接丢失，这时候无人车应该怎么定位呢？这时候我们可以利用IMU（惯性导航系统）来进行航迹推算（DR），从而对无人车进行定位，航迹推算就是利用车辆航向、速度和里程计等传感器的信息，来推算出汽车下一时刻相对于上一时刻的位置，下面是一个简单的计算公式，通过这种方式，即使是丢失了卫星信号，无人车也不至于立刻丢失方向，但是由于传感器本身存在随机误差和随机漂移，时间越长，这个误差就会越大，因此航迹推算不能长时间的对无人车进行定位。

考虑到这个原因，我们就可以将GPS定位和DR定位结合起来，互为冗余，来最大限度的确保无人车定位准确，海克斯康旗下的NovAtel公司作为一家专业的定位服务提供商，在车载高精度定位方面有着很强的实力，其中PwrPak7-E1一体式组合导航定位系统，不但功能高度集成化，而且接口丰富，同时支持差分服务，很适合地面移动物体的定位，目前广泛应用于无人车的定位上面。

智慧城市讲究万物互联互通，而作为感知万物、定义位置、创建连接的重要应用，高精度定位已经悄然成为了智慧城市、自动驾驶、共享出行、工业互联网等领域的重要基础设施，海克斯康在这场智慧变革中也注定会发挥越来越重要的作用，让我们拭目以待！

（张维元 海克斯康创新资讯 ）

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