城市场景下实现高精度定位的条件

物联方案

2020年03月30日

假定卫星定位误差主要受一个地方的环境(如天气等)的影响。

基于这个假设,一个小地方的环境是一样的,所以对定位的干扰程度也是一样的。如果我们知道一个"参考站",即在此时接收到的各种卫星信号观测(例如卫星与参考站之间的距离),并且我们可以尝试知道该位置的真实观测,那么我们就可以在此时知道各种观测的误差。

基于这一假设,我们将计算的误差实时地告诉该区域附近的GPS接收机,并将计算的误差应用到这些设备上,这些装置的观测误差将被"相应地"偏移,它们也能实现高精度定位。显然,根据信号传播的原理,要知道这一点,就必须准确地计算基准站与卫星之间的真实距离。事实上,这是可以做到的。因为第一颗卫星的实际位置可以用星历精确计算,第二,参考站的实际坐标也是通过其他高精度的测绘方法得到的(最简单的是,我在一个地方测量了一万倍,位置的中位数当然比任何时候的定位更精确,对吗?)所以计算这个真值是完全可能的。


实现高精度卫星定位的条件

要实现高精度的卫星定位并非易事。从理论上讲,不难推断出这取决于以下条件:

必须建立"局部信号偏差一致性"。

在全国部署了足够多的基站。

实现参考站和移动接收机之间的数据通信(至少能够广播实时卫星信号误差)。

移动接收器还需要有相应的机制来细化和调整内部定位逻辑。


首先,定位位置是如此恶性偏移的原因,正是多径效应实际上是反射的GPS信号,被接收机错误地认为是直接的,从而导致了计算误差。如果你用手机测试,你会发现,当你在建筑物的南侧时,可能会有超过100米的误差,当你在建筑物东侧转弯的时候,在消除遮挡的情况下,这个误差很快就会恢复正常。这表明,在繁荣的城市地区,"局部信号偏差一致性"是不正确的。

其次,这种高精度定位--至少在不久的将来--很难达到手机的大小--如果不困难,就没有理由想象手机制造商为什么不跟进这一利润丰厚的功能。在整个市场,你能找到一种在市场上销售的手机上支持Ami定位的设备吗?

因此,我们终于给出了一个更真实的结论--高精度差分定位,在人类活动最密集的城市地区,这仍然面临着巨大的挑战。"就目前的态势而言,目前尚不可能解决由于高层建筑堵塞和设备体积问题而造成的两个问题。后一类问题的解决属于工程问题,目前可以看到希望,而前者仍在不断优化,对完美解决方案的希望不大。