• 全球卫星导航系统(GNSS) 定位精度达到米级

    2015-10-08 10:16:57 来源:搜狐 评论:
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      到了一个陌生的城市,哪都找不着,如何是好?别急,有导航呢!它能让你的定位精度达到米级、轻松找到附近最地道的餐馆、顺利到达你想去的任何地方,这就是全球卫星导航系统GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem),它正在给人们的生活带来巨大便利和更多全新体验。

      目前,包括美国GPS、欧盟Galileo、俄罗斯GLONASS、中国北斗,全球已经拥有四大卫星导航系统。那么,这四大卫星导航系统将各自扮演怎样的角色?如何利用有效的测试手段来保障卫星导航系统实现最佳精度的定位和性能?当前全球卫星导航系统即将面临哪些挑战?未来全球卫星导航系统又将呈现怎样的发展趋势呢?如何在极具挑战的环境下通过模拟各种应用场景提供定位精度测试?对此,在2015年“第六届中国卫星导航学术年会”期间,思博伦通信卫星导航事业部运营总监MartinFoulger和亚太区销售经理AndrewHart在接受C114专访时为我们进行了解读。


      思博伦通信卫星导航事业部运营总监MartinFoulger

     

     思博伦通信卫星导航事业部亚太区销售经理AndrewHart

      市场格局:四大系统协同发展,机遇和挑战并存

      当前,包括美国、俄罗斯、欧盟、中国在内的国家或地区都不惜投入巨资建设全球卫星导航系统。值得一提的是,目前中国已经开启了北斗导航时代,其应用已逐步拓展到交通运输、气象、渔业、林业、电信、水利、测绘等多个领域。而随着中国自主研发的北斗卫星导航系统正式提供区域服务之后,全球卫星导航系统市场也从GPS一家独大迈入多元特色发展的新时代。

      在MartinFoulger看来,GPS仍然是目前最主要的导航系统,也是目前唯一向公众全面提供导航服务的系统;Galileo目前正在奋起直追,去年已经发射多颗卫星,而今年也计划再发射多颗卫星,该系统目前已经距离全球范围内的全面服务越来越近;GLONASS正在向其现代化结构过渡,即从基于FDMA的系统转变为基于CDMA的信令;北斗正在从第二阶段向第三阶段过渡,并且在今年3月首次发射了第三阶段的卫星。

      随着欧盟Galileo系统、俄罗斯GLONASS以及中国北斗系统的加入,将为世界更多地区提供导航服务,而且新增的三大卫星导航系统可能在特定地区更高精度的导航方面具备独特的优势。其中,北斗系统将会为中国地区、亚洲南部、甚至远至澳大利亚的用户提供卫星导航服务;而Galileo和GLONASS将会为GPS导航覆盖区更南或更北地区的用户提供服务。

      一旦这些GNSS卫星导航系统结合为一体后,将会大幅改善世界各地的卫星导航服务能力,尤其是有助于改善GPS覆盖区以外的卫星导航服务能力。与此同时,伴随四大全球卫星导航系统并存和协同发展趋势的到来,人们可以利用多星座定位来提高定位精度,并大大缩短定位时间,带来更佳的导航体验。当然,这也给卫星导航系统在测试方面提出了新的挑战。

      全面方案:确保各系统之间互用性与兼容性

      据了解,仅在2014年和2015年初,全世界就发射了多颗导航卫星,业界在这些卫星导航系统中的大量投资,对于生产接收机和导航系统的企业而言无疑是激动人心的好消息。而在四大全球卫星导航系统并存与协同发展的同时,如何保障卫星导航系统的定位精度和用户体验成为巨大挑战,而为这些独立的系统和不同系统的组合提供有效的测试解决方案成为解决之道。

      “作为GNSS测试领域的领导者,思博伦拥有全系列的测试解决方案,不仅适用于单个导航系统,也可以用于多模GNSS测试。”MartinFoulger介绍称,针对全球范围内的客户,思博伦提供了一系列GNSS测试解决方案和服务,包括模拟、在真实环境中的记录、并在实验室中加以回放的技术等等;在多模GNSS测试方面,我们正在帮助客户解决各独立导航系统之间的互用性和兼容性等问题。

      对于备受业界关注的北斗卫星导航系统,MartinFoulger指出,北斗系统面临的最大挑战是如何确保北斗系统与其它系统之间的互用性,以及确保系统的整体性能。而随着北斗系统的不断成长,其对高精度测试的要求也将日益突显。对此,思博伦拥有开发和提供高精度测试系统所需的解决方案和知识,将有效确保北斗系统的互用性和性能。在面向未来的测试需求方面,我们的解决方案也完全可以满足北斗系统的测试需求。

      谈及多模GNSS的需求,Martin指出,多模GNSS肯定有助于改善可用性、精度、首次定位时间和动态精度等多种性能参数,同时对完整性也大有帮助。不过,所有这些要正确实施到接收机中才行。例如,一台多模GNSS接收机可能会跟踪GPS和GLONASS,但当它发现GPS系统存在缺陷,接收机中的算法可能会自动认定是GLONASS存在缺陷,因此会转为纯GPS模式,但事实上存在缺陷的是GPS系统,因此开发商必须对接收机中的算法深思熟虑,确保其使用多模GNSS的方式是准确无误的。对此,思博伦的模拟器解决方案能够设定任意星群下任意数量的卫星,并且为每个星群或信号中注入错误,测试不同条件下究竟会发生怎样的情况,帮助客户确保各个导航系统之间的互用性和兼容性。

      闰秒现象:通过正确全面的测试做到未雨绸缪

      此外,需要特别指出的是,2015年6月30日,卫星导航行业将迎来又一次闰秒现象。据了解,闰秒是指为保持协调世界时(UTC)接近于世界时时刻,由国际计量局统一规定在年底或年中对协调世界时(UTC)增加或减少1秒的调整。当协调世界时(UTC)与原子时的偏差超过0.9秒时,就把世界时向前拨1秒(负闰秒,最后一分钟为59秒)或向后拨1秒(正闰秒,最后一分钟为61秒)。增加的这“一秒”,对于一些特殊行业来说,足以带来很大的影响。据了解,上一次闰秒是2012年6月30日,当时Reddit掉线了一个半小时、Gawker、LinkedIn以及Yelp等网站都陷入临时服务中断状态。此外,大型航空公司预定系统AmadeusAlt