一、GNSS定位技術(shù)概念
GNSS是所有導(dǎo)航定位衛(wèi)星的總稱,即全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite
System)凡是可以通過(guò)捕獲跟蹤其衛(wèi)星信號(hào)實(shí)現(xiàn)定位的系統(tǒng),均可納入GNSS系統(tǒng)的范圍,其中包含了美國(guó)的GPS、中國(guó)的BDS、俄羅斯的GLONASS和歐洲的GALILEO等;我們也可以簡(jiǎn)單理解為是一種以人造地球衛(wèi)星為基礎(chǔ)的定位系統(tǒng),它在全球任何地方和近地空間都能夠提供準(zhǔn)確的地理位置、速度以及時(shí)間信息。
二、GNSS定位技術(shù)原理
1.GNSS定位原理則是根據(jù)無(wú)線電波的傳播速度是恒定的,傳播路徑的線性性質(zhì),通過(guò)測(cè)量空間中的電波的傳播時(shí)間來(lái)確定距離差的衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間的距離差、距離和測(cè)量值,再以這些距離差為半徑進(jìn)行三球交匯,根據(jù)聯(lián)立方程求解用戶位置;
2.那我們根據(jù)聯(lián)立方程又如何求解用戶位置呢?
首先,地球表面的任何一個(gè)位置,都有它的三維坐標(biāo),也就是經(jīng)度、緯度和高程。它頭頂上的GNSS衛(wèi)星,也有自己的三維坐標(biāo),我們可以把整個(gè)空間看成一個(gè)坐標(biāo)系,可以畫(huà)一個(gè)立方體,立方體的兩個(gè)對(duì)角,分別是用戶和衛(wèi)星;
其次,我們?cè)俑鶕?jù)立體幾何的知識(shí)可以知道,衛(wèi)星和用戶之間的距離△L(這個(gè)距離也被稱為“偽距”);其方程式如下:
衛(wèi)星的坐標(biāo)是(x’,y’,z’),這是已知的,用戶的坐標(biāo)是(x,y,z),這是未知的。與此同時(shí),衛(wèi)星可以給用戶終端發(fā)信號(hào),信號(hào)的傳輸速度基本上幾乎等同于光速c,而衛(wèi)星上面有精度極高的原子鐘,所以知道自己的時(shí)間是t。假設(shè)用戶終端的時(shí)間是t’,那么,衛(wèi)星和用戶之間的距離△L,又可以通過(guò)下面這個(gè)公式算出:
最后我們?cè)俳Y(jié)合以上兩個(gè)公式,轉(zhuǎn)換為下面這個(gè)式子,我們?cè)僬?個(gè)衛(wèi)星的坐標(biāo)值,組成4個(gè)四元方程列三個(gè)公式,就可以得到用戶位置。
三、GNSS定位技術(shù)的應(yīng)用
1.根據(jù)GNSS定位技術(shù)而設(shè)計(jì)的GNSS模塊就可以應(yīng)用在車(chē)聯(lián)網(wǎng)中:例如,車(chē)輛定位:對(duì)于一些大型車(chē)輛、挖掘機(jī)、混凝土車(chē)輛、物流運(yùn)輸車(chē)輛等,如何能夠保證在規(guī)定時(shí)間、地點(diǎn)內(nèi)作業(yè),是運(yùn)營(yíng)公司非常關(guān)心的問(wèn)題。內(nèi)嵌GNSS定位模塊的車(chē)載定位導(dǎo)航系統(tǒng)可將這些車(chē)輛自動(dòng)接入到公司的服務(wù)平臺(tái),從而對(duì)其進(jìn)行有效控制。
2.民用領(lǐng)域:在民用領(lǐng)域,目前手機(jī)、平板、無(wú)人駕駛等涉及導(dǎo)航定位系統(tǒng)的接收機(jī)設(shè)備基本上都是多系統(tǒng)多頻段(多模多頻),定位精度可達(dá)到亞米級(jí),甚至厘米級(jí)、毫米級(jí)。