GNSS 定位在安全辅助驾驶中的作用

ADAS导航技术简单对比：感知与绝对定位
在连商品都变得越来越智能的时代，汽车当然也不例外。超过 90% 的重大道路事故都是由人为失误造成的，因此汽车制造商逐渐将人为因素排除在外也就不足为奇了。几年后，我们也许可以高枕无忧，安静的电动汽车将我们带到目的地。除了安全和便利之外，ADAS（高级驾驶辅助系统）还可以帮助缓解交通拥堵、优化能源效率并促进汽车共享。

但自动驾驶汽车实际上是如何工作的呢？让我们仔细看看引擎盖下的情况。汽车上的众多传感器，如雷达、激光雷达和摄像头，都扮演着人眼作为车辆“感知”的角色。感知与人工智能相结合，使车辆能够了解周围环境和障碍物，无论是静态的还是动态的、预期的还是意外的。  

ADAS 的另一个关键部分是有关车辆的全球位置、速度和方向的信息。这就是 GPS 和 IMU（惯性测量单元）的用武之地。GPS 作为信息娱乐系统的一部分已在汽车中使用多年，为驾驶员提供导航方向。正如您在市中心地区驾驶时可能已经注意到的那样，这种简单导航 GPS 的准确性和可靠性有限。但您是否知道，除了美国 GPS 之外，还有其他类型的 GPS 接收器可以连接到完整的全球导航卫星系统 (GNSS)，包括来自俄罗斯、欧洲、中国和日本的卫星？

这种先进的 GNSS 接收器对于自动驾驶来说足够准确和安全，并且与 IMU 一起可以补充车辆感知。GNSS 还提供了一个通用参考框架，允许汽车彼此之间以及与外界进行通信，使用统一且可靠的语言来广播其位置。

 

感知传感器和 GNSS 在不同领域各有优缺点，可以相互补充，为自动驾驶提供最佳安全性。下表的灵感来自于通用汽车公司技术研究员 Curtis Hay 在 2019 年慕尼黑卫星导航大会期间所做的演讲。

毫无特色的道路、雨、黑暗和雪是 基于传感器的感知难以实现的环境，而 GNSS 定位仍然准确。

 

SSR厘米精度

当今信息娱乐系统中的 GPS 平均精度约为 5 m（16 英尺），足以进行简单的导航。另一方面，高精度 GNSS 接收器可以以厘米级精度将您定位在地图上。

这种卓越的精度可以通过将 GNSS 信号与本地参考站的校正相结合来实现。如今，美国和世界许多其他地区正在建立此类参考站网络，例如 SSR 网络。为了创建这样的参考网络，沿路大约每 300 公里（186 英里）需要一个固定的 GNSS 接收器。它可以连接到现有的基础设施，例如电信塔或路边装置。通用汽车技术研究员柯蒂斯·海伊 (Curtis Hay) 在接受采访时表示：“当客户启动车辆发动机时，我们需要向汽车提供持续的 GPS 修正，以确保我们知道车辆在哪条车道上行驶。” 2018 年国际汽车展。

与 IMU 和里程计集成

由于采用多频率、多星座 GNSS 技术，专用 GNSS 接收器可以实现高度可靠性。这意味着接收器正在使用全球所有 GNSS 卫星发出的所有信号：GPS、GLONASS、伽利略、北斗和 QZSS。GPS 接收器需要至少 4 颗卫星的视线才能知道它们所在的位置，并且需要更多的卫星才能进行厘米级定位。当天空视野被部分遮挡时（在城市地区或树下），获取更多 GNSS 信号可以对可用性和准确性产生重大影响。当天空暂时被遮挡时，IMU 或车轮里程计等其他传感器通过提供与最后已知 GNSS 位置的相对位置来继续定位。

如果天空完全被遮挡，比如在茂密的树木或桥梁下怎么办？IMU 为失去卫星可见性的接收器提供相对定位，以便车辆在桥下或通过地下通道时能够持续保持位置。
 

GNSS 可靠性和完整性指标
但无人驾驶车辆如何确定它可以依赖 GNSS 定位呢？答案在于监控接收器的完整性指标。通过输出当前位置的最大不确定性，接收器向 ECU（电子控制单元）指示执行计划的操作是否安全。

经过尝试、测试且真实
GNSS 将全球定位及其完整性信息引入车辆定位解决方案。其他生命安全应用（例如航空）已经使用 GNSS 数十年。在 ADAS 系统中，在基于传感器的感知存在困难的情况下，精确的 GNSS 定位可以作为定位备份。难怪如今通用汽车和博世等汽车行业领导者正在投资高性能 GNSS，作为其先进自动驾驶解决方案的一部分。

Septentrio 和高精度 GNSS
Septentrio 提供面向汽车市场的广泛解决方案。其先进的 GNSS 芯片组、高质量测量引擎软件和定位引擎软件可无缝集成到 ECU 中。它们与 IMU 和车轮里程计一起提供安全辅助驾驶所需的定位和完整性信息。AsteRx多频、多星座接收器多年来一直作为世界各地各种 RTK、PPP 和 SSR 网络的参考站。Septentrio 在汽车市场的技术和经验使其成为您安全 ADAS 本地化解决方案的完美合作伙伴。