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在当今高度数字化的时代,全球卫星导航系统(GNSS)已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
然而,随着科技的不断发展,我们是否满足于传统GNSS系统所提供的定位精度和可靠性呢?

"答案是:不!"

这个问题困扰着很多人,有的解决了,有的还在苦苦挣扎中,那这篇文章将可能帮助那些还没有解决的伙伴一个思路和指引。

GPS系统的基本原理

什么是GPS

GPS系统由一组卫星组成,这些卫星每时每刻都在向地球发射信号。这些信号包含了卫星的位置、时间以及卫星自身的健康状态等信息。这些信号会在真空中以光速传播,穿过大气层、云层等,最终到达地球表面。

那么我们是如何通过这些信号确定自己的位置的呢?

GPS定位

GPS接收机通过天线接收卫星发射的信号。至少接收到三颗卫星的信号,接收机就可以计算出自身的三维位置(经度、纬度、高度)。

  • 单一卫星定位: 当只有一颗卫星时,GPS接收机能够确定在以该卫星为球心、接收机到卫星的距离为半径的球面上的某个点,即位置位于球面上的某处。

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  • 两颗卫星定位: 两个球面相交形成一个圆弧,接收机的位置被限制在这一曲线上。
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  • 三颗卫星定位: 三个球面相交形成一个点,接收机的位置可以被确定,包括纬度、经度和高程。
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  • 四颗或更多卫星定位: 四个或更多卫星提供的距离信息足以解决纬度、经度、高程和时间四个未知数,实现更为精准的定位。

那么为什么我们还需要AGNSS呢?

传播延迟

信号在传播过程中可能会受到大气等介质的影响而产生一定的传播延迟,并且导致实际的定位效果会与预期的产生偏差。通常的单点定位精度为10米左右。

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(注:图片来源自网络)

使用AGNSS有什么优势?

  • 提高定位精准度:AGNSS通过借助辅助数据源,如基站信息、卫星轨道数据等,补充并校准卫星导航系统的信息。
  • 加速定位过程:传统的GNSS在冷启动时可能需要较长时间来获取卫星信号并确定位置,而AGNSS通过提供额外的辅助数据,能够加速这一过程,使得定位更加迅速。
  • 提高可用性和可靠性:AGNSS通过智能算法和额外数据的支持,更好地应对信号反射等问题,提供更稳定可靠的定位服务。
  • 适应多场景应用:不同于传统GNSS在某些场景下可能受到限制,AGNSS通过创新技术更好地满足了多元化的应用需求。

AGNSS如何提高定位精准度和可靠性

AGNSS通过获取辅助数据来提高GNSS定位的性能。

辅助数据包括卫星星历、时钟校准、大气层延迟等信息,这些信息通常由辅助服务器提供。接收设备通过与辅助服务器通信,获取实时的辅助数据,然后使用这些数据对卫星导航信号进行更准确的计算和解析。

AGNSS的实现包括以下步骤:

  • 数据获取: 辅助服务器提供卫星星历、时钟校准、大气层延迟等数据,这些数据有助于消除信号传播中的误差。
  • 数据传输: 接收设备通过网络与辅助服务器通信,获取实时的辅助数据。这通常通过互联网连接或无线通信完成。
  • 数据应用: 接收设备将获取到的辅助数据应用于卫星导航信号的解析和定位计算。这有助于提高定位的准确性和速度。

差分定位技术

AGNSS采用差分定位技术,通过与参考站的信号比对,实时校正接收机的定位结果,有效克服了多路径效应对精度的影响。

差分定位技术是一种通过测量接收设备位置与已知参考站位置之间的差异来纠正卫星导航信号误差的方法。在差分定位中,参考站准确测量其位置,并与接收设备进行比较,找出信号传播中的误差,然后将这些纠正值应用于接收设备的卫星导航数据,以提高其定位精度。这种方法有效解决了大气层延迟、钟差等因素引起的误差,使定位结果更为精准。

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(注:图片来源自网络)

结语

AGNSS定位技术的演变,是全球卫星导航系统不断发展的必然趋势。随着AGNSS技术的不断成熟,定位精度和可靠性将进一步提高,应用范围也将更加广泛。

在未来,AGNSS定位技术将在以下领域发挥重要作用:

  • 智能交通:AGNSS定位技术可以为自动驾驶、车路协同等应用提供更精准的定位服务,提高交通安全性和效率。
  • 智慧城市:AGNSS定位技术可以为智慧城市建设提供基础设施,实现城市的精细化管理和服务。
  • 工业制造:AGNSS定位技术可以为工业制造提供精准的定位和测量服务,提高生产效率和质量。