【導讀】眾所周知，GNSS解決方案在城市環(huán)境的使用頻率最高，但存在的困難也最多。最好的情況下，深度城市峽谷、下穿通道、隧道、人造天篷和室內停車(chē)場(chǎng)只會(huì )短暫影響全球導航衛星系統(GNSS)信號質(zhì)量和定位精度。
眾所周知，GNSS解決方案在城市環(huán)境的使用頻率最高，但存在的困難也最多。
最好的情況下，深度城市峽谷、下穿通道、隧道、人造天篷和室內停車(chē)場(chǎng)只會(huì )短暫影響全球導航衛星系統(GNSS)信號質(zhì)量和定位精度。
而最壞的情況是，這類(lèi)環(huán)境會(huì )導致定位服務(wù)完全中斷，對于依賴(lài)精準定位來(lái)追蹤車(chē)隊、精簡(jiǎn)運維和管理賬務(wù)的企業(yè)而言，這會(huì )產(chǎn)生極為不利的影響。
目前，市面上已有可同時(shí)接收多個(gè)星座衛星信號的GNSS接收機，在部分遮擋的環(huán)境中，通過(guò)增加衛星接收數量，提高定位精準性及穩定性，從而減少環(huán)境因素對定位性能的影響。
然而，這雖然可以提高在城市峽谷中定位成功的概率，但對于減少多徑效應造成的定位誤差幫助甚少。
雙頻GNSS技術(shù)的目標是追蹤L5頻段中的高碼率信號，從而減輕多徑效應。
當前市面上的多頻段定位解決方案也許能夠提升城市環(huán)境中的定位性能，但并非所有客戶(hù)和終端用戶(hù)都感知到了這些優(yōu)勢，由此可見(jiàn)，上文所述的城市環(huán)境定位挑戰仍未得到解決。
1. 慣性傳感技術(shù)的獨特優(yōu)勢
慣性導航解決方案利用GNSS接收機模塊內置的慣性傳感器，以及車(chē)輛輪速脈沖傳感器數據（如果可用），在典型的城市環(huán)境中實(shí)現了更高的定位精度。
慣性導航解決方案將慣性傳感器數據與考慮了車(chē)輛各種運動(dòng)可能性的動(dòng)態(tài)模型相結合，消除了多徑效應或復雜信號環(huán)境導致的位置估計誤差。
但除此之外，慣性導航還有更多優(yōu)勢。就車(chē)隊管理解決方案而言，慣性導航的價(jià)值體現在以下四個(gè)方面。
1）彌補信號中斷
較弱的GNSS信號無(wú)法穿過(guò)建筑結構。因此，室內停車(chē)場(chǎng)、隧道乃至下穿通道經(jīng)常會(huì )導致GNSS服務(wù)徹底中斷。即使在GNSS信號丟失的情況下，基于IMU的慣性定位也會(huì )繼續運行，提供位置信息的互補來(lái)源，填補衛星信號可用性的缺口。
2）增強應對干擾和欺騙的能力
除了提高定位服務(wù)的覆蓋范圍，慣性導航解決方案所采用的慣性傳感器還能增強應對干擾和欺騙的能力，更好地應對GNSS接收機最常遭遇的篡改威脅。例如，黑客可能使用高強度射頻噪聲來(lái)干擾接收機的運行。
另外，黑客還可能使用偽造的GNSS信號欺騙接收機，誘使接收機報告錯誤的定位信息。在此類(lèi)情況下，如果信號受到干擾，或信號被偽造而導致GNSS和IMU輸出存在差異，慣性傳感器可以提供重要的信息數據，從而繼續維持定位服務(wù)。
3）應對GNSS信號質(zhì)量短暫下降
無(wú)論是附近的蜂窩通信調制解調器產(chǎn)生的射頻干擾，或是樹(shù)木和建筑等形成的物理阻隔，都會(huì )造成衛星信號質(zhì)量下降，GNSS接收機經(jīng)常要面對這類(lèi)問(wèn)題。在暫時(shí)信號質(zhì)量弱的情況下，可以使用基于慣性傳感器的定位來(lái)控制GNSS接收機的位置估計，確保定位的準確度。
4）提供車(chē)輛保險所需的重要數據
除了定位功能本身，慣性導航解決方案還可以提供重要的原始數據，車(chē)隊管理者和車(chē)輛保險公司可以從這些數據中獲取信息，包括使用“移動(dòng)時(shí)喚醒”功能進(jìn)行盜竊檢測，或檢測停放的車(chē)輛遭受的輕微碰撞，幫助保險公司降低不合理索賠引起的開(kāi)支。
此外，慣性導航還可用于評估駕駛員的行為，可根據對駕駛員駕駛行為的評估，設定保險費用。
2. 互補性而非競爭性解決方案
至此我們應該清楚，雙頻GNSS與慣性導航解決方案各有優(yōu)勢，互為補充，將二者進(jìn)行比較并無(wú)實(shí)質(zhì)意義。
當前的雙頻定位解決方案雖然易于實(shí)施（只需雙頻GNSS接收機和天線(xiàn)），但只能小幅降低多徑效應的影響。慣性導航技術(shù)在此基礎上更進(jìn)一步，可以改善城市區域的定位精度，同時(shí)將定位服務(wù)擴展到GNSS信號無(wú)法覆蓋的區域，增強應對干擾和欺騙的能力。
最終，市面上的定位解決方案將日趨成熟，具有更強的定位性能并且能夠擴展到日益復雜多樣的環(huán)境中。
長(cháng)遠來(lái)看，多頻段GNSS和慣性導航無(wú)疑將會(huì )逐漸融合，從而進(jìn)一步提高城市GNSS定位的可靠性。
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該模塊還有專(zhuān)用評估套件EVK-M9DR，可用于測試模塊的功能，充分挖掘其性能潛力。
（來(lái)源：ublox）
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