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什么是GNSS定位天線?
2024-05-22

  一、GNSS定位技術概念

  GNSS是所有導航定位衛星的總稱,即全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System)凡是可以通過捕獲跟蹤其衛星信號實現定位的系統,均可納入GNSS系統的范圍,其中包含了美國的GPS、中國的BDS、俄羅斯的GLONASS和歐洲的GALILEO等;我們也可以簡單理解為是一種以人造地球衛星為基礎的定位系統,它在全球任何地方和近地空間都能夠提供準確的地理位置、速度以及時間信息。

GNSS衛星定位技術.jpg

  二、GNSS定位技術原理

  1.GNSS定位原理則是根據無線電波的傳播速度是恒定的,傳播路徑的線性性質,通過測量空間中的電波的傳播時間來確定距離差的衛星和用戶接收機天線之間的距離差、距離和測量值,再以這些距離差為半徑進行三球交匯,根據聯立方程求解用戶位置;

  2.那我們根據聯立方程又如何求解用戶位置呢?

  首先,地球表面的任何一個位置,都有它的三維坐標,也就是經度、緯度和高程。它頭頂上的GNSS衛星,也有自己的三維坐標,我們可以把整個空間看成一個坐標系,可以畫一個立方體,立方體的兩個對角,分別是用戶和衛星;

  其次,我們再根據立體幾何的知識可以知道,衛星和用戶之間的距離△L(這個距離也被稱為“偽距”);其方程式如下:
公式.jpg

  衛星的坐標是(x’,y’,z’),這是已知的,用戶的坐標是(x,y,z),這是未知的。與此同時,衛星可以給用戶終端發信號,信號的傳輸速度基本上幾乎等同于光速c,而衛星上面有精度極高的原子鐘,所以知道自己的時間是t。假設用戶終端的時間是t’,那么,衛星和用戶之間的距離△L,又可以通過下面這個公式算出:

微信截圖_20240522190756.jpg

  最后我們再結合以上兩個公式,轉換為下面這個式子,我們再找3個衛星的坐標值,組成4個四元方程列三個公式,就可以得到用戶位置。
微信截圖_20240522190836.jpg

  三、GNSS定位技術的應用

  1.根據GNSS定位技術而設計的GNSS模塊就可以應用在車聯網中:例如,車輛定位:對于一些大型車輛、挖掘機、混凝土車輛、物流運輸車輛等,如何能夠保證在規定時間、地點內作業,是運營公司非常關心的問題。內嵌GNSS定位模塊的車載定位導航系統可將這些車輛自動接入到公司的服務平臺,從而對其進行有效控制。

  2.民用領域:在民用領域,目前手機、平板、無人駕駛等涉及導航定位系統的接收機設備基本上都是多系統多頻段(多模多頻),定位精度可達到亞米級,甚至厘米級、毫米級。

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