GNSS定位系統(tǒng)是汽車(chē)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，受限于GNSS系統(tǒng)本身的局限性，要想實(shí)現(xiàn)L3級(jí)以上的自動(dòng)駕駛，需要提高定位精度到亞米級(jí)甚至厘米級(jí)，通過(guò)差分定位技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案，需要通過(guò)4G/5G通信進(jìn)行差分改正信息的傳遞。

5G+北斗的組合方案，為當(dāng)前的高精度定位提供了可行和可靠的解決方案。

SMBV100B/SMW200A

結(jié)合

CMW500+CMX500

的黃金組合方案

極好地滿(mǎn)足5G+北斗的高精度定位測(cè)試。

智能駕駛背景分析

智能駕駛對(duì)高精度定位的需求

汽車(chē)的電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化正在加速下一代汽車(chē)產(chǎn)業(yè)變革的到來(lái)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)已成為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外大部分主機(jī)廠都在積極進(jìn)行L3級(jí)自動(dòng)駕駛車(chē)型的量產(chǎn)準(zhǔn)備，均將2022年前后作為L(zhǎng)3級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)量產(chǎn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，今年部分主機(jī)廠已宣稱(chēng)推出了具有L3級(jí)自動(dòng)駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)。

自動(dòng)駕駛

高精度定位對(duì)于智能駕駛的必要性

對(duì)于自動(dòng)駕駛車(chē)輛，尤其是L3及以上級(jí)別的自動(dòng)駕駛車(chē)輛，對(duì)高精度定位的需求是剛性的，不可或缺的。智能駕駛對(duì)車(chē)輛定位的需求主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：精度、可靠性和實(shí)時(shí)性。定位精度要求達(dá)到厘米級(jí)，并且，在復(fù)雜場(chǎng)景下，如高架橋、隧道等具有較高的定位可靠性。對(duì)定位的實(shí)時(shí)性也具有較高的要求，定位的實(shí)時(shí)性不好，會(huì)降低定位的精度。例如，一輛時(shí)速72公里的汽車(chē)，每一毫秒行駛的距離是2厘米，如果它的延遲能達(dá)到10毫秒，僅僅是延遲帶來(lái)的定位誤差就會(huì)達(dá)到0.2米。

5G+北斗高精度定位天作之合

北斗系統(tǒng)是國(guó)家著眼安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施，2020年，北斗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球組網(wǎng)，為全球用戶(hù)提供定位導(dǎo)航等服務(wù)，全球定位精度可達(dá)到五至十米，授時(shí)精度可達(dá)到十到二十納秒。各相關(guān)行業(yè)單位均在大力推廣北斗系統(tǒng)的應(yīng)用。

5G作為新一代信息通信技術(shù)演進(jìn)升級(jí)的重要方向，是實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)智能的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟(jì)社會(huì)化轉(zhuǎn)型的重要驅(qū)動(dòng)力量。相對(duì)于4G，5G將以一種全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供峰值10Gbps以上的帶寬、毫米級(jí)時(shí)延和超高密度連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能新的提升，開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)新時(shí)代。

車(chē)載終端要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)位置感知，高精度定位不可或缺。目前，就室外來(lái)說(shuō)，在衛(wèi)星信號(hào)接收不到或衛(wèi)星信號(hào)不穩(wěn)定的高架橋下、隧道、林蔭遮擋和城市峽谷等各類(lèi)復(fù)雜場(chǎng)景，容易導(dǎo)致不精確，通過(guò)構(gòu)建“5G+北斗”高精度定位網(wǎng)絡(luò)，能夠提供厘米級(jí)定位服務(wù)，豐富5G生態(tài)應(yīng)用，以此打造全場(chǎng)景高精度的位置感知，從而實(shí)現(xiàn)在這些場(chǎng)景下的穩(wěn)定可靠精準(zhǔn)定位，未來(lái)北斗高精度將進(jìn)一步賦能智慧城市、智慧交通和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

5G+北斗應(yīng)用于智能駕駛

5G與北斗的融合可以實(shí)現(xiàn)天地一體、通導(dǎo)一體，促進(jìn)萬(wàn)物互聯(lián)與精準(zhǔn)協(xié)同，將成為新基建邁向數(shù)字化、智能化，實(shí)現(xiàn)升級(jí)改造不可或缺的重要支撐，是自動(dòng)駕駛對(duì)于亞米級(jí)甚至厘米級(jí)的定位精度需求的重要保障。

5G+北斗高精度定位的實(shí)現(xiàn)方案

為實(shí)現(xiàn)北斗快速、高精度定位，當(dāng)前主要采用網(wǎng)絡(luò)輔助信息+差分BDS等技術(shù)手段，通過(guò)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)基站提供的網(wǎng)絡(luò)輔助定位信息，可以實(shí)現(xiàn)北斗快速定位。差分BDS系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈通信流程可概況為，參考站首先將原始觀測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)中心，然后數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)處理各參考站數(shù)據(jù)。用戶(hù)將自身的NMEA-0183數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)送至數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心根據(jù)用戶(hù)請(qǐng)求生成用戶(hù)的差分改正信息，并根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將差分改正信息發(fā)送至用戶(hù)設(shè)備。其數(shù)據(jù)鏈通信流程如下圖示：

 差分BDS系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)流程

常用的北斗高精度定位技術(shù)

• 載波相位差分技術(shù)RTK

載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)接收機(jī)RTK：Real - Time Kinematic。其工作原理如下：

DGNSS/RTK接收機(jī)工作原理框圖

• 精密單點(diǎn)定位技術(shù)PPP

精密單點(diǎn)定位（PPP）技術(shù)由美國(guó)噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室（JPL）Zumberge于1997 年提出，在技術(shù)的提出與實(shí)現(xiàn)為基于實(shí)時(shí)PPP的商業(yè)全球星站差分增強(qiáng)技術(shù)發(fā)展提供了基礎(chǔ)。
 

 PPP技術(shù)原理示意圖

• 輔助北斗快速定位技術(shù)A-BDS

A-BDS即輔助北斗定位技術(shù)，它可以提高北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的性能。通過(guò)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)基站A-BDS可以快速地定位。
 

A-BDS系統(tǒng)工作原理示意圖

• 北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)

北斗地基增強(qiáng)旨在建立以北斗為主、兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)體系。

• 北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)

北斗星基增強(qiáng)系統(tǒng)是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的重要組成部分，通過(guò)地球靜止軌道衛(wèi)星搭載衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器，可向用戶(hù)播發(fā)星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、電離層延遲等多組修正信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)于原有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度的改進(jìn)。

北斗高精度定位技術(shù)演進(jìn)路線

衛(wèi)星高精度定位技術(shù)演進(jìn)路線如下：
 

衛(wèi)星高精度定位技術(shù)演進(jìn)路線

5G融合北斗高精度定位

在上述介紹的所有的北斗高精度定位方案中，不管是北斗地基增強(qiáng)、星基增強(qiáng)還是各種新型的差分實(shí)現(xiàn)方案中，都需要將差分改正信息通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳遞給用戶(hù)，而傳遞方式則是5G的最佳實(shí)現(xiàn)方法。5G基站將為北斗高精度定位的實(shí)現(xiàn)注入新的發(fā)展功能。5G具有高速率、低延時(shí)、超高密度連接等特性。融合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)與5G通信帶內(nèi)定位技術(shù)，可彌補(bǔ)北斗室內(nèi)及遮擋條件下定位性能的不足，同時(shí)，也為北斗差分定位方式中差分改正信息的傳輸提供了可靠的保障。

R&S黃金組合方案助力5G+北斗高精度定位測(cè)試

隨著智能駕駛時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足精度需求，越來(lái)越多的導(dǎo)航接收機(jī)都通過(guò)各種方式提高精度指標(biāo)。常見(jiàn)的差分實(shí)現(xiàn)方案，不管是RTK還是PPP亦或地基增強(qiáng)和星基增強(qiáng)方案，5G都在其實(shí)現(xiàn)方式上扮演了差分改正信息的通信傳遞功能。

R&S的黃金組合方案：SMBV100B+CMW500/CMX500，能很好地滿(mǎn)足上述方案。

 5G+北斗天作之合的高精度定位黃金組合測(cè)試方案框圖
 

• SMBV100B:高精度衛(wèi)星導(dǎo)航模擬器，可單臺(tái)儀表實(shí)現(xiàn)多模多頻衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)試；

• CMW500/CMX500：實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航高精度定位中差分改正信息的模擬，為解決方案提供可靠保障。

• 應(yīng)用范圍：包括了GNSS模塊、TCU組件、整車(chē)，可提供傳導(dǎo)和OTA不同的測(cè)試方法，也可為車(chē)聯(lián)網(wǎng)V2X、緊急呼救eCall等提供測(cè)試解決方案。